關于支反力計算的討論【轉發】

2017-07-03 by:CAE仿真在線來源:互聯網

在結構計算過程中,有時候會需要知道模型所承受或者模型的某個部件所承受的支反力。對于單個零部件的支反力比較好理解,通常可以直接提取該部件的所有節點的支反力即可。

而對于整體模型的支反力,當模型所承受的外界載荷是力載荷,那么整體模型的支反力無疑肯定是和所施加的外界力是平衡的,但是,有些情況所施加的外界載荷不是力載荷,比如位移載荷,那么整體模型所承受的支反力則只能通過計算才能得知。

本次以一個簡單的模型,闡述一下支反力的問題。

建立一個模型,如下。

圖1

首先,在Abaqus中計算時,如果需要查看支反力,在載荷步場輸出設置時需要勾選TF(Total force and moment)選項,如下。

圖2

先做一個例子:在模型的頂部施加10MPa向下的壓力,在底部施加X,Y,Z三個方向的約束。

經過計算,在后處理里面提取下端面所有節點的Y向的支反力,如下,注意選擇Unique nodal。

圖3

保存這些節點的Y向支反力,然后通過Operate on XY data,利用其中的sum()函數,將這些節點的支反力求和,得到的結果如下:

圖4

正好4000N,這和直接計算的結果(10*20*20)的結果一致。

上面是第一種計算案例,下面增加約束,進行第二種案例的計算。

在前面模型的基礎上,將模型的一個側面進行位移約束,限制該側面的Y向位移。載荷與約束如下所示。

圖5

計算后,采用同樣的方法,提取下端面節點、施加了位移約束的側面上所有節點的Y向支反力。

求和計算后,這兩個面上的所有節點的Y向支反力之和如下:

圖6

同樣是4000N。

基于此,可以知道:

(1)節點的支反力始終是和模型所承受的外界載荷平衡;

(2)只有被限制了位移自由度的節點才會有支反力,并且,限制了什么自由度就會有什么方向的支反力;

(3)整體模型在某一個方向的支反力結果,是該模型所有被限制了該方向自由度的節點的支反力的和。如果一個模型的約束比較復雜,那么需要找出所有應該囊括的節點進行支反力求和。