在 Load 功能模塊中，可以對模型施加多種荷，本節(jié)將紹幾種工程實際中較常用的載荷(集中載荷、彎矩載荷、線載荷、面載荷、壓力載荷、重力載荷和體載荷等)。相關(guān)內(nèi)容的詳細(xì)介紹請參見ABAQUS軟件 6.7 幫助文檔《ABAQUS軟件 Analysis User’s Mnual》第27.4節(jié)“Loadg”。

8.21集中載荷和彎矩載荷

[常問題8-7]

使用實體單元 C3D8R 對懸管梁建模，在梁的一端施加荷 (如圖 8-11 所，何在 DAT 文件出現(xiàn)下列誤信息:*** ERROR: DEGREE OF FREEDOM 6IS NOT ACTIVE ON NODE 93 INSTANCEPART-1-1. THIS LOADING IS NOT VALID.(部件實體 PART-1-1上節(jié)點 93 的第 6個自由度不可用，所施加的載荷是無效的)

圖 8-11施加彎矩載荷

[錯誤原因]

實體 (solid)單元的節(jié)點只有平動自由度U1、U2、U3，沒有轉(zhuǎn)動自由度 UR1、UR2UR3，因此不能直接在實體單元的節(jié)點上施加彎矩載荷或定義轉(zhuǎn)動邊界條件。雖然 ABAQUS軟件/CAE 提供了如圖8-11 所的操作界面，但讀者應(yīng)該自己判斷是否可以施加這樣的載荷。

需要注意的是，彎矩載荷的作用是使實體發(fā)生整體的彎曲變形，這是各個節(jié)點的平動所形成的綜合效果，而節(jié)點轉(zhuǎn)動自由度的含義是以這個節(jié)點為中心做轉(zhuǎn)動，讀者應(yīng)注意區(qū)分這二者的區(qū)別。

[解決方法]

如果確實需要在實體單元上施加彎矩載荷，可以通過建立合(coupling)約束的方法來實現(xiàn)。操作步驟如下：

1)在需要定義彎矩荷的位置定義一個參考點 (reference point)。

2)將彎矩載荷所作用的實體單元區(qū)域定義為一個集合(注意:要選擇一個區(qū)域，而不是僅僅一個節(jié)點)。

3)在 Interaction 功能模塊中，單擊菜單Constraint-+Create，將類型設(shè)為 Coupling，在上述區(qū)城和參考點之間建立耦合約束。在如圖 8-12所示的對話框中，選擇 Kinematic 約束(實體單元區(qū)城不能再發(fā)生變形)或 Distrihuting 約束(實體單元區(qū)域可發(fā)形)。

4)在 Load 功能模塊中，將直接施加在參考點上，此彎將會被傳遞到整個橫合區(qū)域上。

圖 8-12 在參考點與奇作用區(qū)域之間建立耦合約束

[相關(guān)知識]

同樣道理，二維實體單元 (平面應(yīng)力、平面應(yīng)變和軸對稱單元) 也只有平動自由度 1和 U2，沒有轉(zhuǎn)動自由度 UR3，因此不能直接施加彎矩載荷。

梁 (beam)單元和殼 (shel)單的節(jié)點上才具有轉(zhuǎn)動自度，可以直接施加載荷或定義轉(zhuǎn)動位移。

關(guān)于彎矩載荷的詳細(xì)介紹，請參見 ABAQUS軟件 67 幫助文檔《ABAQUS軟件/CAE USer’。Manual》 第 16.9.2節(jié)“Dfining a moment”。

[常見問題8-8]

定義集中載荷或彎矩載荷時，能否讓裁荷的方向在分析過程中隨著節(jié)點的轉(zhuǎn)動而變化?

[解答]

可以在如圖8-11 所示的對話框中選中“Follow nodal rotation”，實現(xiàn)此功能。同時應(yīng)注意以下兩點。

1) 被施加載荷的節(jié)點應(yīng)該具有轉(zhuǎn)動自由度(例如梁單元單元的節(jié)點或參考點)

2) 應(yīng)該在 Step 功能中開非線開關(guān)(把Ngeom設(shè)為ON)。