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边界条件
施加的力和/或者约束叫做边界条件。在 HyperMesh 中,边界条件存放在叫做 load collectors 的载荷集中。Load collectors 可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create > Load Collector)。
经常(尤其是刚开始)需要一个 load collector 来存放约束(也叫做 spc-单点约束),另外一个用来存放力或者压力。记住,你可以把任何约束(比如节点约束自由度 1 和自由度 123)放在一个 load collector 中。
这个规则同样适用于力和压力,它们可以放在同一个 load collector 中而不管方向和大小。
下面是将力施加到结构的一些基本规则。
1.集中载荷(作用在一个点或节点上)
将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果,特别是在查看此区域的应力时。通常集中载荷(比如施加到节点的点力)容易产生高的应力梯度。即使高应力是正确的(比如力施加在无限小的区域),你应该检查下这种载荷是不是合乎常理?换句话说,模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形?
因此,力常常使用分布载荷施加,也就是说线载荷,面载荷更贴近于真实情况。
2.在线或边上的力
上图中,平板受到 10N 的力。力被平均分配到边的 11 个节点上。注意角上的力只作用在半个单元的边上。
上图是位移的云图。注意位于板的角上的红色“热点”。局部最大位移是由边界效应引起的(例如角上的力只作用在半个单元的边上),我们应该在板的边线上添加均匀载荷。
上述例子中,平板依然承受 10N 的力。但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。
上图显示了由 plate_distributed.hm 文件计算得到的平板位移的云图分布。位移分布更加均匀。
3.牵引力(或斜压力)
牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。垂直于此区域的力称为压力。
4.分布载荷(由公式确定的分布力)
如何施加一个大小变化的力?
分布载荷(大小随着节点或单元坐标变化)可以由一个公式来创建。上图中,力的大小是节点坐标 y值的函数(力作用方向为负的 z 方向,大小是节点坐标 y 值乘以 10)。
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