【原创】关于集中力加载的算例对比

吴聊SP · 发表于 2013-11-1 22:07:26

本帖最后由吴聊SP 于 2013-11-1 22:27 编辑

问题描述

前几天刚好碰到关于在板上加集中力的一个小情况，对于集中力加载计算的结果没有太大的把握，于是自己设计了几种常见的集中力加载方式，对比一下，在以后的计算中好歹自己有点谱。之所以选择三维实体而不是壳体，原因是之前算过一个厚板的小项目，当时为了保守起见，我选择了后面要说的第一种加载方式，而没有试验其他的方式，现在出于好奇，索性都算了。补充：其实真实情况下是没有集中力的，只是有时力会高度集中在某个区域，于是就做几个方板中间圆形区域加载的算例对比一下。

有限元模型

建立三维实体的方板，长宽各6m，厚度为0.01m，中间加载集中力的位置半径为0.25。以坐标原点为起点，逆时针分别定义模型的编号为1,2,3,4，如图所示：

材料属性

弹性模量为2E7 Pa，泊松比为0.3，暂没有加入塑性。

边界条件

方板的边界为固支，4个模型分别不同的集中力加载方式：
Case 1: 圆形区域中每个节点施加集中力1000N，共计17个节点，合力为17000N；
Case 2: 参考点与圆形区域面进行耦合，给参考点施加集中力17000N；
Case 3: 参考点与圆形区域的节点进行耦合，给参考点施加集中力17000N ；
Case 4: 建立与圆形区域大小一致的解析刚体，为解析刚体的参考点施加集中力17000N，解析刚体与圆形区域Tie连接；

如图所示：

网格划分

网格图如图所示。

结果对比

提交计算后，我预想了结果应该是后三种的计算结果相同，第一种计算的结果较大，结果验证了我的想法，如图所示：

（不要对结果图产生非分之想）

中心区域的位移结果为：

这样就验证了后三种的加载方式结果基本一致，并且可以避免网格改变而导致每个节点的集中力的变化，若出于保守起见，建议第一种加载方式。

算例可能粗糙了点，也会有不符合工程计算的地方，还请高手拍砖，我也学习学习！
附上INP文件，售价只为记录下载记录。

江冰韵 · 发表于 2013-11-3 20:59:44

写的很牛叉。
Case 2和Case3，在理论上应该是同一个Inp文件。
Case1 比后续的三个case自由度更多，故变形相对大点。

工程中，施加力，一般都有外界物体，除了板之外，还会有个施力物体（一般假设为解析刚体）。建模的时候把施力物体也建进来，效果应该更好。

杜兄，试试加个 Case5:圆形区域等大的解析刚体柱施力或位移

吴聊SP · 发表于 2013-11-3 21:33:47

江冰韵发表于 2013-11-3 20:59
写的很牛叉。
Case 2和Case3，在理论上应该是同一个Inp文件。
Case1 比后续的三个case自由度更多，故变形 ...

Case4就是解析刚体圆片啊，和你说的解析刚体柱效果不应该是一样的吗？
Case2和Case3的对比只是想验证选Surface其实也是选择了Surface上的Node。
至于Case1为何结果较大，你说的没错，就是中心点的自由度大（位移大）造成的。
同时，三维shell单元是直接可以施加垂直于面的集中力的

壳体热应力 · 发表于 2013-12-4 08:42:43

楼主的abaqus后处理界面怎么和我的不一样，坐标系和应力云图都不一样

吴聊SP · 发表于 2013-12-4 09:02:08

壳体热应力发表于 2013-12-4 08:42
楼主的abaqus后处理界面怎么和我的不一样，坐标系和应力云图都不一样

没图没真相

壳体热应力 · 发表于 2013-12-5 09:55:32

我的这样：
你的这样：

吴聊SP · 发表于 2013-12-5 10:45:36

壳体热应力发表于 2013-12-5 09:55
我的这样：
你的这样：

我本来上传的时候是：

但不知为何你看到的是黑色背景，此外，你的放大系数和我的也不同

壳体热应力 · 发表于 2013-12-6 13:51:02

哈哈，看来黑色背景骗了我，不过看起来很高端

szlhfgd · 发表于 2014-1-12 19:01:17

佩服兄台。用的是那种耦合方式呢？

吴聊SP · 发表于 2014-1-13 09:47:43

szlhfgd 发表于 2014-1-12 19:01
佩服兄台。用的是那种耦合方式呢？

记不得了，可以看INP啊

caoyaocui · 发表于 2014-12-21 09:22:21

版主帖子内容值得学习！帖子的格式排版一看就是搞学术的人！

diyselfway · 发表于 2014-12-22 13:25:44

赞排版！！！

mtrice · 发表于 2015-1-31 20:53:56

谢谢楼主分享啊，学习了

jasonhu3224 · 发表于 2015-2-10 22:58:19

不错，好帖子

liuye_seu · 发表于 2015-4-6 12:56:15

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

liuye_seu · 发表于 2015-4-6 20:02:16

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

cy1282022285 · 发表于 2015-12-4 10:56:22

受教了，不错，好帖子

tggdyygg · 发表于 2016-10-25 19:50:29

好贴，绑定，下载来坐坐

lzq6666oopp · 发表于 2017-4-7 15:19:27

集中力的话在周边产生效应，和约束有关

lvchaos · 发表于 2017-4-9 23:58:56

在哪里下载呢

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