Combine 39常常用来模拟非线性弹簧,下图为它的说明: 它指的就是弹簧刚度是非线性的,具体表现在力与位移的关系—不成线性关系 本文中将使用两种方法来实现非线性弹簧的建立过程,模型的建立不再赘述 01 建立模型 Nonlinear spring的实现方法,笔者暂时知道的有两种,一种是Command调用Combine 39弹簧单元,一种是通过Tabular Data表格来定义位移与载荷之间的关系。在ANSYS低版本中(如ANSYS 15.0之前)似乎只能使用Command,随后升级的高版本有了载荷与位移的Tabular Data设置 先使用后者来建立非线性弹簧 使用Tabular Data进行载荷与位移关系的设置,如下图所示: 02 建立边界条件 03 求解设置 由于载荷只有一个Force,因此需要打开弱弹簧,弱弹簧设置为系统默认或者ON都可以,否则会出现报错存在刚体位移 04 求解完成,查看后处理 求解信息中存在有三个弹簧,其中有两个为添加的非线性弹簧,即为Combine 39,另一个为弱弹簧,即Combine 14 常看求解信息是非常有用的,因为里面包含了从模型到设置的种种操作,也包含了每个阶段的收敛数值,可以从中发现所使用的单元为多少,也可以看到求解过程中所出现的警告与error等等,并对其进行处理,得到较精确的解 由上图可以看出,位移与力的折线为曲线,即为非线性弹簧的实现 下面开始介绍插入Command来定义弱弹簧,参考于周炬老师的书 根据设置的载荷与位移之间的关系,如下图: 插入在弹簧下插入command,并定义载荷与位移之间的关系: 由于模型为3D,因此选择弹簧单元具有UX,UY,UZ 由于R的实常数只能定义R1-R6,如下图: 因此再添加一条命令流,如下图: 如果位移和载荷的关系具有很多数值,可以再次重复Rmore命令添加实常数13-18、19-24等 求解,查看后处理(边界与设置不变) 注意:当使用Command的时候,首先需要填写弹簧刚度,但是这个刚度无论是多少,都不会影响最终结果,这是因为Command优先级高的缘故 查看单个弹簧反力 因为存在2个弹簧,因此每个弹簧将分解得到1000/2N的力,符合情况 上面的两种方法都能实现非线性弹簧的设置,对比两者的结果发现,后处理结果一致 |
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