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[综合讨论] 施加弯矩扭矩方法总结

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发表于 2008-4-6 17:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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应该说venture在[url=http://forum.vibunion.com/forum/thread-41502-1-1.html](原创)图文并茂加力矩[/url]中很好的介绍了力矩的施加方法,但该帖子中所介绍的主要是一种方法,而且也缺少命令流。故通过查找网上的资料,并进行验证,对此加以总结:
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,

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nnummpc单元
E, 15000,ND
ND=NDNEXT(ND)
*enddo
allsel
/SOLU
f,node(0,0,210),mz,10e5
FINISH

……
方法4rbe3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

……




niuzhuan1.png


niuzhuan2.png


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
! Create a pilot node
TSHAP,PILO
E,15000
! Generate the contact surface
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
…...

niuzhuan3.png


[ 本帖最后由 rodge 于 2008-4-6 18:13 编辑 ]

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好帖子!!  发表于 2014-3-26 15:49

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发表于 2008-4-7 11:19 | 显示全部楼层
这个不错,应该置顶!
不用有很多人天天问怎么加力矩了。
发表于 2008-5-5 15:44 | 显示全部楼层
受教了。
之前做轴类零件的扭转分析,都是采用第一种方法,就是把圆柱端面圆周的节点转换到圆柱坐标系中,然后施加y方向的力载荷。用这种方法确实容易产生集中应力,但是实现起来比较方便。

我也提供一种方法:在分析齿轮的接触分析中用过,效果还可以。用ANSYS/LS-DYNA做动态非线性分析仿真中,可以用shell163单元,作为刚体,可直接施加载荷。
发表于 2009-4-9 18:13 | 显示全部楼层

回复 板凳 paradiseboy 的帖子

三楼能用LSDYNA做下么?贴下K文件,谢谢了,正在学习中。。。。
发表于 2009-5-3 21:50 | 显示全部楼层
有谁知不知道空调管路上的力怎么加?力矩还是力?
发表于 2009-5-3 22:19 | 显示全部楼层
按照 这样做好像还是有外扩的现象?为什么
发表于 2009-5-18 14:02 | 显示全部楼层
我自己也做了一个模型,还有把1楼的命令流也执行了一遍,但是都存在一定外扩现象?为什么?目前还没有找到原因,有解决了的大侠帮忙分析一下!
发表于 2009-5-22 10:35 | 显示全部楼层
用刚性单元不行,结果不是很正确的甚至根本就是错误的,有时会报错。一个节点上有两个以上刚性梁,没法计算的。我倒是是有一套方法,不过这里不能贴啦
发表于 2009-6-6 23:09 | 显示全部楼层
实际机械中弯矩、扭矩都是通过施加集中力或压力来实现的。
所以讨论对实体单元模型施加弯矩、扭矩是没有任何意义的!
发表于 2009-9-13 16:07 | 显示全部楼层
如果是受沿梁长均布扭转荷载作用,应该怎么加呢?
发表于 2009-10-7 23:06 | 显示全部楼层
刚性单元和实际完全不符合,第一种方法感觉比较符合实际,但感觉没有方向性,每个柱面的应力都一样啊,如果加两个垂直的弯矩如何实现
发表于 2009-10-8 10:03 | 显示全部楼层
原帖由 jxxansys 于 2009-6-6 23:09 发表
实际机械中弯矩、扭矩都是通过施加集中力或压力来实现的。
所以讨论对实体单元模型施加弯矩、扭矩是没有任何意义的!




楼上的说的好
如果所选的实体单元没有转动自由度 计算其扭矩 有意义么???
发表于 2009-10-8 17:54 | 显示全部楼层
还有,我运行后怎么没有负值啊
1.JPG
发表于 2010-3-16 15:57 | 显示全部楼层
第二个方法用在提单元上会报错呀
发表于 2011-4-10 20:07 | 显示全部楼层
这个要顶啊
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