非线性弹簧之两种实现方式

Combine 39常常用来模拟非线性弹簧，下图为它的说明：

它指的就是弹簧刚度是非线性的，具体表现在力与位移的关系—不成线性关系

本文中将使用两种方法来实现非线性弹簧的建立过程，模型的建立不再赘述

Nonlinear spring的实现方法，笔者暂时知道的有两种，一种是Command调用Combine 39弹簧单元，一种是通过Tabular Data表格来定义位移与载荷之间的关系。在ANSYS低版本中（如ANSYS 15.0之前）似乎只能使用Command，随后升级的高版本有了载荷与位移的Tabular Data设置

先使用后者来建立非线性弹簧

使用Tabular Data进行载荷与位移关系的设置，如下图所示：

由于载荷只有一个Force，因此需要打开弱弹簧，弱弹簧设置为系统默认或者ON都可以，否则会出现报错存在刚**移

求解信息中存在有三个弹簧，其中有两个为添加的非线性弹簧，即为Combine 39，另一个为弱弹簧，即Combine 14

常看求解信息是非常有用的，因为里面包含了从模型到设置的种种操作，也包含了每个阶段的收敛数值，可以从中发现所使用的单元为多少，也可以看到求解过程中所出现的警告与error等等，并对其进行处理，得到较精确的解

由上图可以看出，位移与力的折线为曲线，即为非线性弹簧的实现

下面开始介绍插入Command来定义弱弹簧，参考于周炬老师的书

根据设置的载荷与位移之间的关系，如下图：

插入在弹簧下插入command，并定义载荷与位移之间的关系：

由于模型为3D，因此选择弹簧单元具有UX,UY,UZ

由于R的实常数只能定义R1-R6，如下图：

因此再添加一条命令流，如下图：

求解，查看后处理（边界与设置不变）

注意：当使用Command的时候，首先需要填写弹簧刚度，但是这个刚度无论是多少，都不会影响最终结果，这是因为Command优先级高的缘故

查看单个弹簧反力

因为存在2个弹簧，因此每个弹簧将分解得到1000/2N的力，符合情况

上面的两种方法都能实现非线性弹簧的设置，对比两者的结果发现，后处理结果一致