[附送资源]利用结构点单元，在Workbench中进行简化计算的方法有哪些？

张老师 仿真学习与应用 今天


作者 | 张老师 仿真秀专栏作者

首发 | 仿真秀公众号（ID:fangzhenxiu2018）


本文为干货文章，全文1500字，预计阅读时间20分钟。

为了让大家更好的理解文中知识，文末为大家配套了相关的学习视频，可免费观看。


一、导读（理论概述）
结构点单元为MASS21单元，该单元主要用于简化计算，即计算中不需要考虑计算模型的局部变形和应力，只需要其惯性效应对总体的贡献时，所采用的单元。在ANSYS Workbench结构模块中，通过插入质量点来实现对其的调用。
图1 调用质量点设置
如图1，给出了调用质量点的设置，在软件中，Point Mass使用的是MASS21；Distributed Mass使用的是表面效应单元，如图2所示。
图2 计算调用的单元列表
如图3给出了Point Mass细节设置面板，该面板由作用范围和质量点参数定义两个选项组成。Point Mass的位置选择，支持鼠标拾取，空间坐标定义和远端点关联；Point Mass参数包括总质量，三个方向的质量转动惯量（仅对动力学计算有效），Point Mass依附面的行为和球形区域设置，在计算中，用户主要设置总质量和转动惯量。
图3 Point Mass细节设置面板
用户可以通过几何特征拾取，组件或远端点定义质量点，如图4所示。在以上三种方法中，基于远端点定义能够在后期支持更多的设置，例如可以在该位置进行其他载荷；而其他两种设置仅能考虑质量。
图4 质量点对象选择方法
二、全模型计算
本问题为两个模型，通过共节点连接到一起，一端固定，仅考虑重力的力学响应计算。对于这个问题，两个模型之间如果是非胶粘或焊接的，应该使用摩擦接触。如图6给出了全模型的总体变形云图。
图5  计算的全模型
图6 全模型的总体变形云图
三、基于质量点计算
如果用户采用质量点对计算模型进行简化，则使用质量点代替的模型刚度不考虑，而只能考虑其质量对结构的影响。对于本实例，质量点的作用范围，应该为两个模型的接触交接面，为了建立这个交接面特征，需要在模型处理时，把两个模型放到一个Part中，然后进行计算环境时，抑制被简化的模型。
图7  质量点定义面板
如图7给出了质量点的定义面板，用户需要输入质量点的空间坐标，质量，质量转动惯量和与质量点关联面的行为。质量点的空间坐标，质量和转动惯量，可以通过任何的CAD软件获得，也可以通过DM模块获得。
四、计算结果对比与结论
图8到图11分别给出了不同设置的总体边形计算结果，由结果可知，对于静力学计算，影响计算结果主要有两个设置：
-质量；
-行为；
对于行为，应该设置为可变形，如果使用了刚性面，会过大估计结构刚度，因此计算边形比实际工况要小。而质心位置、转动惯量对于静力学计算中的质量简化计算没有影响。因此可以的一个结论：静力学计算中可以直接使用分布质量点代替质量点进行计算。
图8 仅考虑质量
图9 仅考虑质量和质心位置
图10 考虑质量、质心位置、惯量



图11 考虑质量、质心位置、惯量（刚性面）


五、写在最后

为了让大家更好的理解文中所讲的内容，我们提供《ANSYS Workbench结构非线性专题视频教程》这门课程，让大家学习。此课程共43个章节，总时长9小时50分钟。课程原价198元，现在邀请3人帮忙砍价，即可0元免费学。

《ANSYS Workbench结构非线性专题视频教程》

长按识别二维码

原价 198元

 0元砍价>> 

同时我们也准备了另一门Workbench的精品课程《ANSYS Workbench 工程仿真与分析线下实训课程》，此课程共31个章节，总时长20小时。课程原价399元，现在邀请3人帮忙砍价，也可0元免费学。

《ANSYS Workbench 工程仿真与分析线下实训课程》

长按识别二维码

原价 399

 0元砍价>> 


如果您有任何疑问，比如如何砍价等，请添加仿真小能手微信进行咨询。


作者：张老师，仿真秀专栏作者

声明：原创文章，首发仿真秀公众号（ID:fangzhenxiu2018），部分图片源自网络，如有不当请联系我们，欢迎分享，禁止私自转载，转载请联系我们。

如果您正在学习CAE ,欢迎加入我们的学习型工程师社群，与我们抱团一起学习理论、软件和行业应用。如果您也想在本公众号发布文章，欢迎向我投稿（满意稿酬和尊重署名）哦，更多详情请咨询仿真小助手（在仿真秀公众号对话框回复 小助手 ，备注 进群/投稿 即可）。

点击阅读原文，进入《ANSYS Workbench结构非线性专题视频教程》课程的砍价页面
    已同步到看一看