练习15:悬臂梁自由端受载

本案例是悬臂梁力非线性问题,集中力在某些时候会具有均布载荷的一些性质

问题描述

悬臂梁自由端受集中载荷作用;长0.6米,方形横截面20mm x 20mm。

材料信息

Steel;杨氏模量200GPa;泊松比0.3.

工作目录

选择File > Set Work Directory设定工作目录

几何模组

单击Open,从工作目录选择Beam.cae并打开

属性模组

装配模组

源文档已经完成组装,跳过即可

分析步模组

我们假定载荷是缓慢加载的,慢到足以忽略惯性效应。因此分析程序会选择使用Static, General

切换至Step模组,打开几何非线性,设定初始增量为0.1。

  • 定义载荷

切换至Load模组,切换至Step-1分析步施加集中载荷在梁右侧节点上。已经对右端节点建立集合,直接选择即可。大小为-6000,方向为CF2。
  • 定义边界

依然处在Load模组情况下,点击Create Boundary Condition边界条件在.cae档里面已经有定义,如果感兴趣可以观察下图,查看定义过程。

交互模组

无需定义此项,跳过即可

网格模组

切换至Mesh模组,注意网格划分与单元分配是处在同一个模组下。

使用的单元类型为B22(二次插值减积分)

分析任务

切换至Job模组,新建分析任务,问题比较简单直接提交即可。

可视化模组

切换至Visualization模组
  • 整体位移

云图展示自由端位移为全局最大,约153.2mm。
  • 力符号

自由端力大小与实际施加一致,方向符合预期。前面我们打开了几何非线性,默认情况下集中力是不会绕着节点旋转的。

指定力绕节点旋转

切换为Load模组,编辑集中荷载:
  • 整体位移

自由端整体位移约160mm。
  • 力符号

我们注意到梁自由端,力的方向与之前明显不同,这里是打开了集中力绕着节点旋转选项。
未形变时(初始条件下),集中力是法向作用于悬臂梁自由端,当我们打开了集中力绕节点旋转选项时,计算保持着这种属性。观察下面的动画,整个过程保持法向关系,似乎是Pressure附身了

(别忘了Pressure的属性),另外观察动画发现靠近自由端的一段梁(很长)似乎是刚性旋转?

模型文件下载:

什么时候会想启用该选项?。

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