在Load功能模块中,可以对模型施加多种载荷,本节将介绍几种工程实际中较常用的载荷(集中载荷、弯矩载荷、线载荷、面载荷、压力载荷、重力载荷和体载荷等)。
使用实体单元C3D8R对悬臂梁建模,在梁的一端施加弯矩载荷(如图8-11所示),为何在DAT文件中出现下列错误信息:
*** ERROR: DEGREE OF FREEDOM 6IS NOT ACTIVE ON NODE 93 INSTANCEPART-I-I. THIS LOADING IS NOT VALID.(部件实体PART-1-1上节点93的第6个自由度不可用,所施加的载荷是无效的)
实体(solid)单元的节点只有平动自由度U1、U2、U3,没有转动自由度UR1、UR2、UR3,因此不能直接在实体单元的节点上施加弯矩载荷或定义转动边界条件。虽然ABAOUS/CAE提供了如图8-11所示的操作界面,但读者应该自己判断是否可以施加这样的载荷。
需要注意的是,弯矩载荷的作用是使实体发生整体的弯曲变形,这是各个节点的平动所形成的综合效果,而节点转动自由度的含义是以这个节点为中心做转动,读者应注意区分这二者的区别。
图8-12 在参考点与弯矩作用区域之间建立耦合约束
如果确实需要在实体单元上施加弯矩载荷,可以通过建立耦合(coupling)约束的方法来实现。操作步骤如下;
1)在需要定义弯矩载荷的位置定义一个参考点(reference point)
2)将弯矩载荷所作用的实体单元区域定义为一个集合(注意:要选择一个区域,而不是仅仅一个节点)。
3)在Interaction功能模块中,单击菜单Constraint-Create,将类型设为Coupling,在上述区域和参考点之间建立耦合约束。在如图8-12所示的对话框中,选择Kinematic约束(实体单元区城不能再发生变形)或Distributing约束(实体单元区域可以发生变形)。
4)在Load功能模块中,将弯矩载荷直接施加在参考点上,此弯矩将会被传递到整个耦合区域上。
T相关知识J同样道理,二维实体单元(平面应力、平面应变和轴对称单元)也只有平动自由度U1和U2,没有转动自由度UR3,因此不能直接施加弯矩载荷。
梁(beam)单元和壳(shell)单元的节点上才具有转动自由度,可以直接施加弯矩载荷或定义转动位移。
(内容、图片来源:《ABAQUS有限元分析常见问题解答》,侵删)
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