本文摘要(由AI生成):
本文研究了吊架在吊装过程中的静力学仿真分析,比较了六种约束方式对仿真结果的影响。结果表明,固定约束导致吊耳处应力集中,Remote Displacement约束则使吊耳处位移释放但反力方向不准确。文中还提出其他约束方式的优缺点,并指出Remote Displacement约束仅适用于特定情况。
本文针对吊架在吊装过程中的静力学问题进行仿真分析,探究约束方式对仿真结果的影响,并提出一种仿真方案。被吊物体用质量点代替,作用在吊架下端的两个吊耳上。吊架上端的两个吊耳分别施加不同的约束方式来模拟缆绳的影响。
约束方式:
1.Fixed Support
2.Remote Displacement
3.Displacement(基于柱坐标系)
4.Spring
5.Force
6. Remote Displacement+Force
固定约束显然是不对的,会限制吊耳处的位移,导致应力在吊耳处增加。但作为对比项,可以直观的看出和其他约束方式的差异。下图是放大60倍的云图,显然由于吊耳处的固定约束,导致吊耳不产生位移。既限制了整体变形量,又导致了吊耳根部应力集中增大。对于吊耳处的支反力有一定的夹角,但是夹角方向和吊点不一致。
Remote Displacement约束,是很多吊装仿真中所采用了一种方式。它的本来作用是在空间中任意远程位置施加位移和约束。共有6个自由度, 分别是X、Y、Z轴向位移和绕X、Y、Z轴的旋转。下图是将6个自由度都设置为0后的仿真结果,显然吊耳处的位移被释放了,应力值显著降低,整体 位移也显著增加。但是两个吊耳的反力垂直向上,和实际不符合(实际应该沿绳指向吊点)。
从力的反馈上表明,Remote Displacement约束显然是不准确的。两吊耳之间缺少一对水平分力,进而会导致吊耳处的应力值偏下(这种约束方式只适用于多根独立的吊绳或者只有一根吊绳垂吊重物)。
笔者还尝试了将远程位置随意更换后结果并无差异;释放了垂直于吊耳连线的旋转自由度,结果也并无二异。