最近有付费学员提问管端非压力载荷怎么施加,这是很多初学者遇到的共性问题,本号专门写一篇文章来回答。
问题:考虑管口非压力载荷,不能用对称分析吗?
本号回答:对,绝大多数情况下必须用完整模型。
注意:左端施加的约束不表示左端是对称面,否则意味着左端还有接管和对应的管口载荷,这一般不符合实际情况。
类似的案例可见《ANSYS在机械与化工装备中的应用-第2版》by余老师:
本号复现过这个案例:《内压弯矩作用下封头接管区域应力分析实例》
注:原书可能有误,1/2模型施加弯矩1E6,意味着全模型为2E6。
问题:在Workbench中如何施加力?
本号回答:在Workbench中施加力的方法非常简单,选择管口截面,施加力,注意定义方式为分量,根据坐标系定义力的大小即可。
问题:在Workbench中如何施加力矩?
回答:在Workbench中施加力矩的方法非常简单,选择管口截面,施加力矩,注意定义方式为分量,根据坐标系定义力矩的大小即可。
争论一:必须以管口截面的圆心为原点建立直角坐标系!
本号回答:这样做很好,但不是必须!如下图所示,使用全局坐标系和局部坐标系的分析结果是一样的。力学原理很简单,因为力矩只和方向有关,和坐标系的原点无关。
争论二:施加力矩用远程点更好!
本号回答:这样做很好,但不是必须!使用远程点和力矩组合功能,可以将力矩的显示位置移到管口的圆心位置,看起来很协调,但对分析结果基本没有影响。
1)平面对称的分析条件是:几何对称,载荷对称。一般几何对称可以满足,但是力和力矩载荷的对称一般无法满足;
2)在某些特定场景下,可能可以使用对称模型,注意载荷大小也要按照对称条件调整;