关于支反力计算的讨论【转发】

2017-07-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

在结构计算过程中,有时候会需要知道模型所承受或者模型的某个部件所承受的支反力。对于单个零部件的支反力比较好理解,通常可以直接提取该部件的所有节点的支反力即可。

而对于整体模型的支反力,当模型所承受的外界载荷是力载荷,那么整体模型的支反力无疑肯定是和所施加的外界力是平衡的,但是,有些情况所施加的外界载荷不是力载荷,比如位移载荷,那么整体模型所承受的支反力则只能通过计算才能得知。

本次以一个简单的模型,阐述一下支反力的问题。

建立一个模型,如下。

图1

首先,在Abaqus中计算时,如果需要查看支反力,在载荷步场输出设置时需要勾选TF(Total force and moment)选项,如下。

图2

先做一个例子:在模型的顶部施加10MPa向下的压力,在底部施加X,Y,Z三个方向的约束。

经过计算,在后处理里面提取下端面所有节点的Y向的支反力,如下,注意选择Unique nodal。

图3

保存这些节点的Y向支反力,然后通过Operate on XY data,利用其中的sum()函数,将这些节点的支反力求和,得到的结果如下:

图4

正好4000N,这和直接计算的结果(10*20*20)的结果一致。

上面是第一种计算案例,下面增加约束,进行第二种案例的计算。

在前面模型的基础上,将模型的一个侧面进行位移约束,限制该侧面的Y向位移。载荷与约束如下所示。

图5

计算后,采用同样的方法,提取下端面节点、施加了位移约束的侧面上所有节点的Y向支反力。

求和计算后,这两个面上的所有节点的Y向支反力之和如下:

图6

同样是4000N。

基于此,可以知道:

(1)节点的支反力始终是和模型所承受的外界载荷平衡;

(2)只有被限制了位移自由度的节点才会有支反力,并且,限制了什么自由度就会有什么方向的支反力;

(3)整体模型在某一个方向的支反力结果,是该模型所有被限制了该方向自由度的节点的支反力的和。如果一个模型的约束比较复杂,那么需要找出所有应该囊括的节点进行支反力求和。