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Abaqus 常见问题(13) - 旋转问题(2) - 复合旋转

1月前浏览556

如图所示，梁初始沿X轴放置，端点A与原点重合，固定其平移自由度；端点 B 绕不同的轴旋转三次：

1.端点B绕Z轴旋转 𝜙1=π/3；

2.端点B绕梁轴旋转 𝜙2=π/2；

3.端点B绕垂直于梁轴线的轴A旋转 𝜙3=π/2，使得最终梁与Z轴重合。

该问题在 Abaqus 中需要使用三个分析步来模拟。

对于该问题，三次旋转的旋转轴都不相同，也不在同一个坐标系中。由于在不同分析步中，Abaqus 不允许对于同一节点使用不同的坐标系施加边界条件，因此需要使用全局坐标系来指定边界条件。

使用位移边界条件时，有两个需要注意的点：1）位移边界条件中的位移幅值默认以斜坡函数线性增加；2）在Abaqus/Standard 中，位移边界条件需要指定为最终状态，因此需要叠加先前分析步中施加的位移边界条件。例如，分析步2的位移边界条件是第二个旋转量与分析步1中指定的位移边界条件的叠加。

此类问题的一个关键是，先正确地将旋转轴转换为以全局坐标轴表示的单位向量。

提到的绕旋转轴 p 的旋转与绕全局坐标轴的旋转的转换关系。

第一个旋转轴，使用全局坐标表示为

第二个旋转的梁轴线，使用全局坐标轴表示为

第三个旋转的轴 A，使用全局坐标轴表示为

则有，每一步的旋转可表示为：

由于位移边界条件是指定为最终状态，因此在分析步二中指定位移边界条件时，需要叠加分析步一中的旋转量。分析步三中指定的位移边界条件，需要叠加分析步二中的旋转量。

第一次旋转（左）、第二次旋转（中）、第三次旋转（右）的位移边界条件

对于此类复合旋转，首先将旋转轴使用全局坐标轴的单位向量表示，然后使用转换公式计算绕每个坐标轴的旋转量。该问题所得结果如下所示：

来源：SimulateTech

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首次发布时间：2024-11-14

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1条评论

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18天前

大佬您好，如果绕与z轴平行的轴转，就是同时有公转和自转，边界条件怎么设置呢？

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