ANSYS Workbench中Supports约束类型的详解

约束的实质就是限制自由度，对于实体，存在X/Y/Z三个方向的移动，共3个自由度，对于面体和线条，存在X/Y/Z方向的移动及绕X/Y/Z的转动，共6个自由度。

   自由度示意图
 

Workbench中主要提供了以下的约束类型：

   约束类型
 

1.Fixed support（固定约束）

限制点、边或面的所有自由度

a.对于实体，限制X，Y和Z的平移；

b.对于面体或线体，限制X，Y，Z三个方向上的平移与转动。

使用注意：

1.不能盲目使用Fixed support，可能导致结果不符合实际情况或预期；

例如：一个正方体下表面施加固定约束，上表面施加一个压力，观察结果会发现四周的面向外膨胀，而施加固定约束的下表面丝毫不变，这不符合实际和预期。

   固定约束
 

GIF

2.在固定约束处会产生应力奇异，所以不能以固定约束处的应力作为结果判据。

   固定约束处应力奇异
 

2.Displacement（位移约束）

约束点、线、面的移动自由度，即约束实体、面体、线体X/Y/Z方向的移动，默认是全局坐标系，可以在Define By中设置自定义的坐标系，在各向X/Y/Z Componernt设置X/Y/Z向强制位移的值，默认为Free(自由)，设置为0时表示此方向约束，输入具体数值时表示在此方向强制移动此距离。

注意：位移约束也可能会产生应力奇异，约束处的应力不能作为结果判据。

3.Remote Displacement（远程位移约束）

远程位移约束是以刚性的方法将所选的点、线、面连接到一个公共点（即定位点，默认的定位点是所选对象的质心，可以手动修改，所设置的6向自由度都是相对于定位点，定位点不同，所求结果有所区别。），在该点上对三向移动和三向转动共6个自由点进行设置，可以将此点理解为铰支点。实体设置旋转自由度常使用这一方法。

4.Frictionless Support （无摩擦约束）

在面上施加法向约束，对切向不约束，效果可等同于对称约束。

   无摩擦约束
 

将上述固定约束改为无摩擦约束，可以观察到下表面和四周一起向外膨胀。

   无摩擦约束
 

GIF

5.Cylindrical Support （圆柱面约束）

圆柱面约束是指在圆柱表面施加轴向、径向、切向（圆周方向）约束，默认三个方向都为固定，可以通过下拉菜单选择为Free，该约束仅适用于小变形的线性分析，对大变形不适用。

   圆柱面约束
 

圆柱面约束通常用于带刚性轴的机械设备中，如果轴只能自由旋转，则可以释放切向自由度，限制轴向和径向自由度。

要注意的是该约束仅适用于小变形的线性分析，对大变形不适用。

6.Compression Only Support （仅压缩约束）

在任何给定的表面可以施加法向仅有压缩的约束。这个约束仅仅限制这个表面在约束的法向正方向移动，拉伸方向自由，对切向不约束。仅压缩的约束是非线性约束，会增加计算时间。

例如物体放置于地面(或平台)，此时允许物体在地面(或平台)自由移动，也可以脱离地面(或平台)，但不允许穿过地面(或平台)。

GIF

7.Elastic Support（弹性约束）

弹性约束允许面根据弹簧行为产生移动或变形，必须设置基础刚度(Foundation Stiffness)。可以将弹性约束想象为给选定面加上了弹性系数为K的弹簧，且允许切向滑动。

8.Simply Supported（简支约束）

只适用于线体或面体（即梁或壳单元），只能加载在边线或顶点上，简支约束约束三向位移，不约束旋转自由度。

9.Fixed Rotation（固定旋转）

固定旋转只适用于线体或面体（即梁或壳单元），只能加载在的边线或顶点上，固定旋转约束三向旋转，不约束位移自由度。

Fixed Rotation和Simply Supported同时使用就相当于Fixed support

10.Velocity（速度）

主要用于显示动力分析。

11.Impedance Boundary（阻抗边界）

主要用于显示动力分析。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删