远程载荷和约束

注： 此部分中的信息适用于所有支持远程载荷和约束的线性和非线性分析类型。

远程载荷和约束的作用

由于“远程载荷”命令可在空间点处生成新的几何体和节点，因此您可以在该新点处添加任意数量的其他对象。

应用远程载荷或约束

  1. 使用任一选择命令(“选择”“选择”），选择将远程载荷或约束分布到模型中的哪个位置。例如，若要将扭矩应用于轴端，请选择轴端上的顶点或表面。无论选择何种对象（部件、表面、边、直线），都将使用所选对象的顶点。大多数应用程序都要求远程载荷或约束分布到不在一条直线上的三个或更多顶点。
  2. 单击鼠标右键，然后选择“创建远程载荷与约束”命令。此命令还位于功能区中（“设置”“载荷”“远程载荷和约束”）。
  3. 使用以下方法之一指定远程载荷或约束的位置。
    • 针对所需的“载荷位置”，键入 X、Y 和 Z 坐标。或者，
    • 在显示区域中选择一个顶点或构造顶点，然后单击“使用选定的点”按钮。选定顶点的坐标将列在“X”、“Y”和“Z”字段中。
  4. 由于在启动该命令时，将远程载荷或约束分布到的部件、表面、边或顶点处于选中状态，因此，现已列出这些对象。但是，若要更改目标或创建新的远程载荷或约束，请执行以下一个或两个操作：
    • 选择一个或多个新位置，然后单击“添加”按钮。
    • 在“载荷目标”列表中选择一条或多条直线，然后单击“删除”按钮。
  5. 对于要将远程载荷连接到模型的线单元，指定“部件”、“表面”和“层”属性。通常，默认部件编号是一个新的（以前未使用的）编号，或者是与以前生成的远程载荷单元相同的编号。
  6. 单击“生成单元”按钮。创建从远程载荷位置到模型的直线。
  7. 单击“添加载荷”按钮，查看可以添加的节点载荷或边界条件的列表。某些可用选项可能不合适，具体取决于用于载荷单元的分析类型和单元类型。
  8. 如果需要其他远程载荷位置，请从步骤 3 开始重复上述步骤。
  9. 将所有远程载荷应用于所有远程位置后，单击“关闭”按钮。
提示： 打开“创建远程载荷”对话框时，可以多次使用“添加载荷”按钮，将多个载荷或边界条件添加到同一节点。关闭该对话框后，可以将其他载荷和边界条件添加到同一节点，具体方法是选择远程载荷位置处的顶点（“选择”“选择”“顶点”），单击鼠标右键，然后在“添加”弹出菜单下选择相应的条目。

定义远程载荷/约束线单元

创建远程载荷或约束线单元后，请使用浏览器（树视图）定义“单元类型”、“单元定义”和“材料”。可以选择任何线单元类型（梁、桁架、间隙等），但前提是能够满足分析要求。您应当记住以下几条准则：

示例 – 使用远程载荷和远程约束

图 1 和 2 说明了如何使用远程载荷分析轮系的轴部件（由块体单元构成）。在 FEA 模型中，轴承处有两个边界条件可防止轴在所有方向上发生刚体平动。左侧的轴承固定在径向（Ty 和 Tz）和轴向（Tx，以包含推力载荷），安装在右侧的轴承约束径向平动（Ty 和 Tz），但允许轴向移动（浮动轴承）。假设轴承是球形，以便确实不会在任何方向上转动。

如果要使用力对小齿轮处的载荷建模，则轴仍可绕轴方向自由转动。这会导致模型失稳且结果错误。小齿轮轮齿处的远程边界条件（在切向方向约束模型）可防止轴向转动 (Rx)，并生成平衡齿轮载荷所需的反作用力。

图 1：齿轮轴示意图

  1. 附着到轴颈表面且轴心无平动约束（Tx、Ty 和 Tz）的远程约束。
  2. 附着到齿轮安装面且在轮齿位置施加力的远程载荷。
  3. 附着到小齿轮安装面且切向方向具有边界条件 (Ty) 的远程约束。
  4. 附着到轴颈表面且具有轴向和径向约束边界条件（Ty 和 Tz）的远程约束。

图 2：使用远程载荷的等效 FEA 模型

提示： 如果使用 CAD 模型，则可对轴承使用“网格”“CAD 附加项”“连接”命令，以创建万向节。因此，这将得出与远程载荷命令创建的相同几何体。

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