弯矩.docx
《弯矩.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弯矩.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
弯矩
前言
做一个总结意义！
！
！
原因：
最近网上有较多的朋友在咨询关于实体加载的方法
目的：
希望这个问题不再成为大家的疑惑的一部分
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
！
一、说说施加方法
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
三、使用结论
方法1和方法2的结果一致，方法3偏大。
原因在于方法1和方法2的荷载分布和节点的距离没有关系，而方法3同节点的距离发生关系，所以关于最大值，方法3为最大。
方法1.png（12.22KB）
下载次数:
23
2007-7-212:
06
方法2.png（12.62KB）
下载次数:
13
2007-7-212:
06
方法3.png（14.54KB）
下载次数:
13
2007-7-212:
06
在实体单元组成的模型面上施加弯矩的技巧
在实体单元组成的模型面上施加弯矩首先要在施加弯矩的面上定义一个关键点，如下图关键点9。
对模型mesh后（本例用186单元），对该面用接触向导建立接触，注意在targetype中要选“pilotnodeonly”,如图1：
图1
图2
按“next”之后选择“pickfreekeyponit…”（如图2）并按“pickentity…”按钮选关键点9。
按“next”，注意选者”node-to-surface”（如图3）,并按“pickcontact…”按钮选面
图3
图4
按“next”，注意选择图4选项并按“create”创建接触面。
之后可以对关键点9施加弯矩。
施加弯矩扭矩的方法其实不只三种，有很多种方法，在这里介绍其中的5种，并进行比较：
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（Rigidsurfaceconstraint）－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-distributedconstraint）－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，
下面针对venture给出的例题，用不同的方法来实现的命令流。
方法1不介绍了，方法2：
/PREP7
ET,1,95
ET,2,21
KEYOPT,2,3,0
R,1,1E-6
MP,EX,1,2.01e5
MP,PRXY,1,0.3
CYLIND,15,10,0,200,0,360,
wpro,,90,
vsbw,all
wpro,,,90
vsbw,all
WPCSYS,-1,0
K,17,,,210
lsel,s,,,13,16,1
lesize,all,,,8,,,,,1
lsel,s,,,22
lesize,all,,,4,,,,,1
lsel,s,,,17,20,1
lsel,a,,,26,27,1
lsel,a,,,30,31,1
lesize,all,,,20,0.4,,,,1
alls
vmesh,all
！
！
！
！
！
下面一段开始各个方法有所不同，由于前面的建模一样，后面的例子就不再给出
ksel,s,,,17
type,2
real,1
kmesh,all
allsel
nsel,s,loc,z,200,210
npolt
CERIG,node（0,0,210）,ALL,ALL,,,,
!
!
!
!
!
CERIG命令定义局部刚性区域
allsel
/SOLU
f,node（0,0,210）,mz,10e5
FINISH
！
！
！
！
！
以下一段边界条件的施加各种方法一样，后面例子也不再赘述
/SOL
nsel,s,loc,z,0
d,all,all
allsel
solve
方法3：
使用MPC184单元定义刚性梁
……
et,2,184
keyopt,2,1,1
nsel,s,loc,z,200
n,15000,0,0,210
type,2
*get,nnum,node,0,count
*get,ND,node,0,num,min
*do,i,2,nnum
!
!
!
!
节点个数是nnum，只需要生成nnum个mpc单元
E,15000,ND
ND=NDNEXT（ND）
*enddo
allsel
/SOLU
f,node（0,0,210）,mz,10e5
FINISH
……
方法4：
rbe3命令
……
ET,2,21
KEYOPT,2,3,0
R,1,1E-6
K,17,,,210
ksel,s,,,17
type,2
real,1
kmesh,all
allsel
nsel,s,loc,z,200
*get,nnum,node,0,count
*get,ND,node,0,num,min
*dim,sla,array,nnum
*dim,sla2,array,nnum
*do,i,1,nnum
sla（i）=ND
sla2（i）=ND
ND=NDNEXT（ND）
*enddo
allsel
rbe3,node（0,0,210）,all,sla,sla2
/SOLU
f,node（0,0,210）,mz,10e5
FINISH
……
方法5：
定义刚性接触面
……
n,15000,0,0,200
MAT,1
R,3
REAL,3
ET,2,170
ET,3,175
KEYOPT,3,12,5
KEYOPT,3,4,1
KEYOPT,3,2,2
KEYOPT,2,2,0
KEYOPT,2,4,111111
TYPE,2
!
Createapilotnode
TSHAP,PILO
E,15000
!
Generatethecontactsurface
ASEL,S,,,14
ASEL,A,,,19
ASEL,A,,,24
ASEL,A,,,28
CM,_CONTACT,AREA
TYPE,3
NSLA,S,1
ESLN,S,0
ESURF
ALLSEL
allsel
/SOLU
f,node（0,0,210）,mz,10e5
FINISH
…...
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.
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.
如果你需要例子,我下次在发给你看
A
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；可以选择单元21，或者184
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（Rigidsurfaceconstraint）－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-distributedconstraint）－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
升级会员 