Hyperworks均布载荷施加方法
在Hypermesh中进行均布载荷加载一般有两种思路:第一种方法是采用forces命令,计算所要加载的单元中的节点数量,再用所要加载的力除以节点个数,将力平均加载到每个节点上;第二种方法是用力除以所要加载面的面积,得到单位面积的压力,采用pressures命令对单元进行加载。
下面以一端固定一端自由的悬臂梁为例介绍这两种均布载荷加载方法,并将其计算结果与理论值进行比较。
1、模型的理论计算
测试模型为一端固定另一端自由的悬臂梁,梁截面为50*50的方管,长500mm,方管壁厚2mm,可计算出方管的惯性矩为I=147712。设材料的弹性模量E=2.1*E5。当在悬臂梁的某个表面上施加总力为490N的均布载荷时,由材料力学公式可计算出悬臂梁的最大静挠度为w=(Q*L^4)/(8*E*I)=(490*500^3)/(8*2.1*10^5*147712)=0.24682
2、采用forces命令对节点施加均布载荷
以10mm大小划分网格单元,每个面上的节点数为250个。将悬臂梁一端固定,将490N平均分配到250个节点上,每个节点上的力为1.96N,进行加载求解,求解结果如下右图所示。如果考虑到左边五个节点被固定,将490N平均分配到245个节点上,每个节点上的力为2N,求解结果如下图左图所示。
从以上求解结果可以看出,最大静挠度在0.32多。
3、采用pressures命令对单元施加均布载荷
受力面所受到的压力为P=F/S=490/(500*50)=0.0196,仍然以10mm大小划分单元网格。梁一端固定,将压力施加到某个梁表面的所有单元上,求解得到结果如下:
从上图可以看出,梁的最大静挠度为0.25。
4、两种加载方法的比较
使用pressures和forces命令都可以实现均布载荷的加载,从以上计算结果和理论值的比较可以看出,使用pressures命令对单元加载压力,其计算结果更接近于理论值。