我们在做静力学分析时,有时会遇到这种情况:一个结构,在对其进行受力分析时,它是平衡的,但在ANSYS中计算的时候,软件会报错,求不出结果来。比如下图所示一根杆,两端受到等值反向共线的力F作用,根据二力平衡公理,这根杆是平衡的。下面,我们使用ANSYS计算一下这个结构。
Step1:建立模型。
在SCDM中建立一个方杆,其横截面为10mm*10mm的正方形,长度为100mm。回到Workbench,双击Model进入Mechanical。
Step2:网格划分。
默认网格划分,网格尺寸为2mm。
Step3:载荷及边界条件。
载荷设置为两端面受拉,拉力大小为100N。
Step4:求解。
求解过程中首先弹出来一个警告:大体意思是没有足够的约束对来防止刚体运动,这可能导致求解出现警告或者错误。
紧接着又出现一个警告:大体意思是求解过程中由于病态矩阵出现了警告或错误,可能是由于不合理的材料特性、模型约束不足或接触相关问题造成的。
软件继续求解,便出现了错误:大体意思是节点2253的UY自由度上出现了问题,可能是由于不合理的材料特性、模型约束不足或接触相关问题造成的。
我们考虑,为什么在2253号节点上出现了问题了呢?我们的模型在理论力学上很明显是处于平衡状态的,为什么不能求解呢?笔者分析如下:
1.该模型处在一个三维空间内,我们施加两个力,模型的确在这两个力的作用下是平衡的,但是此时的模型在空间中处于一种悬浮的状态,没有约束去限制它的运动,只要空间中有一个力,或者某个力偏离了杆的轴线方向,无论这个力有多么小,都会打破这种平衡,从而导致刚体 位移。
2.两端面施加了等值反向共线的力F,软件在计算过程中,会将力F分配到两端面的节点上,分配的过程中难免会有误差,最终导致在杆的轴线方向上,左右两端面的力并不平衡,从而导致刚性位移。
这种情况该怎么处理呢?下面介绍两种方法:
方法一:弱弹簧Weak Springs。
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ANSYS实用功能详解(一)——弱弹簧
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标签:两端,实用功能,求解,模型,网格,详解,ANSYS,平衡 From: https://blog.csdn.net/fangzhenxiu6688/article/details/141636898