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使用WELSIM进行装配体的反作用力分析

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在结构力学分析中,除了常规的位移,应力,应变结果。我们也常会关心结构在固定端的反作用力。了解了固定端的反作用力,对于工程中的固定件的选择起着非常重要的作用。结构中常见的反作用类型有,反作用力,和反作用力矩。


今天我们就使用工程仿真软件WELSIM来对装配体进行反作用力的分析。一个柱状结构两端固定,中间部分两个不同位置承受着集中力。问题描述如下图:


为了更好的模拟工况并检验数值的正确性,下面给出一个具体的结构尺寸,受力大小,和材料属性:

材料属性

几何属性

受力情况

弹性模量E = 2e11

h = 10

F1 = 2000

密度 rho = 7850

a = 3

F2 = 1000

泊松比 v = 0.3

b = 3



下面打开仿真软件WELSIM,设置材料参数,建立几何模型。由于这个结构是由3个子结构装配而成的,我们这里还要设置2个面接触对,让三个物体链接在一起。

建立的有3个圆柱体组成的装配体


设置边界条件,分别是两个顶端和底部的全固定约束,中间两个集中力。如图:

 设置完毕接触对与边界条件


调整网格划分参数,为了得到较为精确的反作用力,这里网格密度划分的比较高。划分完毕的网格共有190,595个节点,128,189个四面体单元。

190,595个节点,128,189个四面体单元


点击求解按钮,很快就完成计算了。接下来分别加入变形,应力,和反作用力,来查看结果。

底部Z方向反作用力为1202


顶端Z方向反作用力为1810


Z方向的变形,最大值为-9.5E-9,负号表示Z反方向


Von_Mise应力值,最大值为1.164E3


接下来我们来对比反作用力结果,计算结果还是非常接近理论值的。

结果

理论值

计算值

误差(%)

顶端Z方向反作用力

1800

1810

0.556

底部Z方向反作用力

1200

1202

0.167

这个算例也保存在了WELSIM软件的安装目录中,用户可以直接打开名为VM_WELSIM_001B.wsdb的文件来进行计算,并验证。

来源:WELSIM
WELSIM理论材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-24
最近编辑:1年前
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一枚搞仿真的老员工
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