固定支撑是结构有限元中最常用的约束之一。
如图1所示,给出了设置固定支撑操作的方法。
图1设置固定支撑操作方法固定支撑约束可以应用于点,线和面要素。
固定支撑意味着位置被限制为刚性,但是在实际的工程结构中,根本没有完全的刚性约束,因此固定支撑约束是理想的约束。
在实际计算中,用户应注意以下几点:1.固定约束附近的应力不准确,不能作为产品强度评估的依据。
这一理论基础是圣维南的原则。
实际上,固定约束是等效约束。
约束附近的应力具有显着效果,但远离约束的应力是可信的。
图2显示了轴在拉伸载荷下的有限元计算模型。
该模型的截面积为1.2503e-005m ^ 2,轴向力为10N,轴向应力为7.99e5Pa。
图2轴在拉伸载荷下的有限元计算模型。
图3显示了轴向应力云图。
计算结果表明,固定约束位置的应力明显大于理论解,而远离固定支撑的位置与理论解基本吻合,约为7.96e5Pa,但当前固定影响范围支持约束无法通过理论确定。
因此,在工程应用中,需要进行数据比较以确定合理的计算结果。
图3轴向应力云图2.不要在固定支撑约束附近细化网格,因为随着网格细化,固定支撑约束位置处的应力是奇异的。
图4显示了经过多次优化后的轴向应力云图。
从图中可以看出,经过细化后,固定支架约束位置的应力迅速增大。
图4多次细化后的轴向应力云图图5节点数与最大应力之间的关系曲线图5显示了节点数与最大应力之间的关系曲线。
从曲线中可以看出,最大应力是固定支架受约束位置的应力。
随着网格的细化,应力值迅速上升,表明应力是奇异的。
从图4可以看出,这种影响只存在于固定支撑约束附近,远离固定支撑约束位置的应力与理论解是一致的。
因此,在精化网格之后直接使用固定支撑约束位置的应力来评估结构的强度显然是错误的,因为通过有限元计算获得的应力解有时在某些位置是错误的,无法直接使用。
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3.避免在热应力计算中直接使用固定的支撑约束。
避免在热应力计算中直接使用固定的支撑约束。
否则会限制固定支架的位置,并导致过度的热应力。
从以上分析可以看出,为了将有限元软件应用于实际产品的设计和优化,除了掌握软件的基本操作外,用户还需要积累和消化力学理论,否则极有可能导致错误的计算。
结果将应用于产品设计。
原始标题:ANSYS有限元计算中固定支撑约束的三项预防措施文章来源:[微信公众号:在线模拟]欢迎大家关注!请指出转载文章的来源。