ABAQUS|你会“躺平”吗

本文来自wechat official account：仿真社

作者：仿真社

最近，“躺平”一词走红网络，作为佛系的躺平者，到底该怎么“躺”才能更省力呢？为了更好地利用有限的空间和获得更好的躺平体验，我们有必要对各种躺平姿势的受力特征进行分析。本文建立了躺平的有限元模型，模拟了多种躺平姿势的受力特点。图1展示了一把椅子，“躺平”青年将会尽最大努力利用这把椅子的有限空间，秀出各种姿势。难道这就是“躺平”的最高境界？

图1 椅子

图2 佛系坐姿

图2的姿势你喜欢哪一个？在力学中，不同的坐姿代表了不同的受力特点，所以椅子自然是研究对象了，对椅子施加不同的力，便可以模拟这个过程。不了解力学，怎么好意思去躺平？

话不多说，直接上模型，图3展示了椅子的有限元网格，其尺寸随意。材料参数看着给吧，合理就行，例如弹性模量设为100GPa,泊松比为0.3，只考虑弹性变形，不然躺坏了椅子咋办！为了给予模型足够的约束，椅子的四条腿假定不能移动，但可以转动。

图3 有限元网格

第一种情况：图2中第3个图，这里假设人的质量为60kg,看图椅子只在一个表面受力，我们不妨简化成多个节点共担人的体重，其仿真结果的Mises应力如图4所示。根据作用力与反作用力的关系，这种坐姿不太舒服，因为几乎只有臀部在受力，臀部很难受！

图4 正襟危坐型

第二中情况：图2中第2个图，这里主要有两个受力点，不妨简化成图5。图6展示了y方向的应力仿真结果，虽然后背具有着力点可以减轻臀部的难受程度，但是人的背似乎有点不舒服，其Mises应力表明背靠型体验要稍微好于端坐状态。

图5 背靠型

图6 y方向和Mises应力云图

第三中情况：图2中倒数第3个图，这个姿势看着不错，具有多个着力点。受力简化图如7所示，图8展示了其应力云图，从云图可以看出，葛优躺不亏是王者，应力骤减到44MPa,相比前两种，大幅度增加了体验舒适感。

图7 葛优躺

图8 Mises应力

第四种情况：想法设法占领整个椅子上表面，你可以么？这种情况的受力自然就可简化成均布载荷了，如图9所示。图10展示了y方向和Mises云图，相比第三种情况似乎没有多大改善，并且作为“佛系躺平青年”，这种坐姿似乎难度有点大，努力了也未必能实现，违背了“躺平”的初衷。

图9

图10 y方向和Mises应力云图

总结：现有的分析表明要想获得极致舒适的躺平体验也不是一件容易的事情。本文研究的座椅提升的空间十分有，此时换躺平工具似乎尤为重要了。看来，为了追求舒适的躺平体验，这不仅需要精心试出合适的躺平姿势，还需要选择一个柔软般的躺平工具。最好的躺平是什么样的？