ABAQUS中點面耦合約束的荷載單位

大家好!我是食詩吃詞。

第一篇帖子,也沒什么難度和深度,只是一個簡單的分享吧。特別感謝粉絲同學“Yy"提出的問題。

該同學向我提問:在ABAQUS中,點面耦合時在點上施加的力荷載是N的單位還是Pa的單位呢?

我當時一看到這個問題,就想到的肯定是N的單位(當然經過試驗這也確實是正確答案,如果大家只是看答案的話,那么接下來的內容也不必再看了,感謝大家),畢竟施加的荷載名稱是concentrated force,并且我們平時在給耦合點施加位移荷載時,得到的反力也是N的單位。但是該同學糾結于一句話,那就是點面耦合之后,我加到點上的荷載,就相當于加到面上,那是不是我施加到面上的每一點荷載都是N,那么分布開來應該是N/m2,或者N/mm2,即壓強單位。

想解答這個疑問其實很簡單,只需要建立三個簡單的模型(其實更簡單的方法只需要建一個表面比單位尺寸(1*1)大一定數量的塊體,而后通過對耦合點施加力荷載,看其結果分析量級即可知道答案,但是為了防止偶然性(即單位尺寸的模型),本帖借鑒”Yy“同學的做法,建立三個模型),模型如下:建立100*100*100mm的立方體,隨便給一個材料,立方體下表面完全約束,三個模型網格尺寸相同,分別施加三種上表面力荷載:

1,點面耦合的模型,在耦合點施加數值為-200的荷載,如下所示:

點面耦合動力分布.png

耦合荷載.png

最終得到應力狀態如下:

點面耦合結果.png

此結果的點面耦合為運動分布,運動學耦合將耦合節點的運動約束為參考節點的剛體運動。該約束可以應用于耦合節點上相對于全局或局部坐標系的用戶指定的自由度。

我們可以再做一個連續分布的模型,加相同荷載,得到結果:

點面耦合連續分布.png

點面耦合連續分布結果.png

2,復制上文模型,將點面耦合即相應荷載刪除,在塊體上表面施加數值為200的壓強,得到結果:

壓強荷載.png
壓強結果.png

可以看到,二者并不在一個數量級,至少可以確定點面耦合施加的力不是壓強單位,謹慎起見,再復制模型2,將壓強分布改為總力分布(即此刻的200為N的單位,均分為壓強施加到上表面),得到結果如下:

壓強總力荷載.png
壓強總力結果.png

可以看到,壓強總力施加與點面耦合施加所得到的結果在一個數量級,且與點面耦合的連續分布結果一致。

最終得出點面耦合施加的荷載單位為力的單位,即N。

此篇帖子寫到一半發現有更簡單的方法,但是已經敲了那么多字了,哈哈哈哈哈,也不舍得刪掉,因此就當是第一個帖子的鍛煉吧,多謝閱讀,不勝感激,再次感謝”Yy“粉絲同學提出的問題。

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