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如何在ANSYS中实体单元施加弯矩

(2015-03-01 16:11:46)
标签:

股票

分类: 工程技术

NASTRAN支持MPC单元,可以方便施加扭矩、弯矩载荷,ANSYS中应该怎样实现呢?本文将进行介绍。

关于实体单元施加弯矩的方法

一、施加方法

思路1:矩或扭矩说白了就是矩,所谓矩就是力和力臂的乘积。

             施加矩可以等效为施加力;

思路2:直接施加弯矩或扭矩,此时需要引入一个具有旋转自由度的节点;

二、在ANSYS中实现的方法

这里说说3个基本方法,当然可以使用这3个方法的组合方法,组合方法就是对3个基本方法的延伸,但原理仍不变。

方法1:引入mass21,利用cerig命令

Ex1:

/prep7

block,0,1,0,1,0,2

k,9,0.5,0.5,2.5

mp,ex,1,2e10

mp,prxy,1,0.2

mp,prxy,1,0.3

r,2,1e-6

et,1,45

et,2,21

keyopt,2,3,0

lesize,all,0.2

vmesh,all

ksel,s,,,9

type,2

real,2

kmesh,all

allsel

nsel,s,loc,z,2,3

NPLOT   

CERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , ,

allsel  

/SOLU

f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3

FINISH  

/SOL

nsel,s,loc,z,0  

d,all,all   

allsel  

solve

方法2:利用mpc184单元

/prep7

block,0,1,0,1,0,2

mp,ex,1,2e10

mp,prxy,1,0.2   

mp,prxy,1,0.3

et,1,45

et,2,184

keyopt,2,1,1

lesize,all,0.2

vmesh,all

n,1000,0.5,0.5,2.5

type,2

mat,2

*do,i,1,36

e,1000,36+i

*enddo

allsel

allsel  

/SOLU

f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3

FINISH  

/SOL

nsel,s,loc,z,0  

d,all,all   

allsel  

solve

方法3:使用rbe3命令

/prep7

block,0,1,0,1,0,2

k,9,0.5,0.5,2.5

mp,ex,1,2e10

mp,prxy,1,0.2   

mp,prxy,1,0.3

r,2,1e-6

et,1,45

et,2,21

keyopt,2,3,0

lesize,all,0.2

vmesh,all

ksel,s,,,9

type,2

real,2

kmesh,all

allsel

*dim,sla,array,36

*do,i,1,36

sla(i)=i+36

*enddo

*dim,sla2,array,36

*do,i,1,36

sla2(i)=i+36

*enddo

allsel

rbe3,node(0.5,0.5,2.5),all,sla,sla2

allsel  

/SOLU

f,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3

FINISH  

/SOL

nsel,s,loc,z,0  

d,all,all   

allsel  

solve

A转矩一般有三种施加的方法:
第一种,将矩转换成一对一对的力偶,直接施加在对应的节点上面.同时把节点坐标转化为柱坐标,在端面施加环向的力
第二种,在构件中心部位建立一个节点,定义为MASS21单元,然后跟其他受力节点藕荷,形成刚性区域,就是用CERIG命令.然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面
第三种,使用MPC184单元.是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,,从而形成刚性面.最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷.
上面三种方法计算的结果基本一致,我做过实验的.
只不过是后两种情况都是形成刚性区域,但是CERIG命令是要在小变形或者小旋转才能用,只支持静力,线形分析.
而第三种方法适用多种情况,不仅支持大应变,还支持非线形情况.

ANSYS分析中施加扭矩的方法小结

2009-05-17 15:04

      笔者在做一个风机有限元方面的项目时,遇到了一个问题:弯矩和扭矩如何添加?一般我们在有限元分析界面上看到的是均布力和集中力控件,没有直接添加扭矩和弯矩的控件.查阅相关资料,有下述方法可以解决这个问题:

1.将矩转换成一对的力偶,直接施加在对应的节点上面。
2
.在构件中心部位建立一个节点,定义为mass21单元,然后跟其他受力节点耦合,形成刚性区域,就是用cerig命令。然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面。
3
.使用mpc184单元。是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷。
4
.通过rbe3命令。该方法与方法2很接近。
5
.基于表面边界法:主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现,弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。

对于方法1,通过转换为集中力或均布力,比如施加扭矩,把端面节点改成柱坐标,然后等效为施加环向的节点力;而施加弯矩,可以将力矩转化为端面的剪切均布力;但这种方法比较容易出现应力集中现象;
方法2,定义局部刚性区域,施加过程venture讲的很详细,这里就不在赘述。根据他的例子,我在下面给出了一段命令流。该方法有个不足,它在端面额外的增加了一定的刚度,只能适用于小变形分析。
方法3,相对方法2来说,采用刚性梁单元,适用范围更广一些,对于大应变分析也能很好的适用。但在小应变分析下,方法2和方法3没有什么区别。
方法4,定义一个主节点,施加了分布力面,应该说跟实际比较接近一点,但端面的结果好像不是很理想,结果有点偏大,在远离端面处的位置跟实际很符合。
方法5,它具体的受力形式有如下两种:
刚性表面边界(Rigid surface constraint)-认为接触面是刚性的,没有变形,和通过节点耦合命令CERIG比较相似;
分布力边界(Force-distributed constraint)-允许接触面的变形,和边界定义命令RBE3相似。
使用这种方法,需要用KEYOPT(2) = 2打开接触单元的MPC(多点接触边界)算法

如何在ANSYS中实体单元施加弯矩

中国仿真技术论坛  http://www.cncaetech.com

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