【1】ANSYS WORKBENCH 验证案例001——超静定反作用力分析

余花生

1年前浏览736

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1 案例描述

   一个由三段方形杆组成的力学结构如下图，从下往上三段杆长度分别为4‘’、3‘’和3‘’，截面尺寸1‘’×1‘’，方形杆的材料为碳钢，弹性模型E=2.9008e7psi，泊松比υ=0.3，密度ρ=0.28383lbm/in3。上下两个端面固定，一段与二段之间受到向下的力500lbf，二段与三段之间受到向下的力1000lbf，求上下端面受到的约束力，这是一个典型的超静定力学问题，受力平衡方程只有一个，所求量有两个，需要增加变形协调方程，具体手算方法可以查看材料力学教材。

2 建模简介

   本案例将分别用梁（beam）单元和固体（solid）单元来求解该问题。

   在DM建立如下的线体模型和三维模型，其中线体模型需要分别建立三段，并创建截面；三维模型需要建立多体模型，以方便在各端界面施加载荷。

线体模型（显示截面形状）

三维模型

   对线体模型施加如下约束和载荷，所有载荷施加在点上。

   对三维模型施加如下约束和载荷，所有载荷施加在面上，其中对于界面上的力，需要用remote force边界条件。

3 计算结果

   上下端面的约束反力的理论解和WB结果如下表。

结果	理论解	线体模型	线体模型误差	三维模型	三维模型误差
上端约束力（lbf）	900	900	0%	900.98	0.11%
下端约束力（lbf）	600	600	0%	599.02	-0.16%

案例文件下载地址：

 https://pan.baidu.com/s/1BlUBf8CApO-aDu7fWyaYdQ

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来源：仿真与工程