Ansys自由度理解

1、Ansys 自由度理解所謂自由度是指問題解u 的維數(shù)，自由度同時也決定了邊界條件的維數(shù)。在固體力學(xué)中，最多自由度可達(dá)6 個，三個線位移u,v,w 和三個角位移 Ox, By, 8z,對應(yīng)的應(yīng)力邊界條件是線力Fx,Fy,Fz和力矩Mx,My,Mz, 一般結(jié)構(gòu)是以上6 這個自由度的子集。例如平面應(yīng)力應(yīng)變結(jié)構(gòu)為u,v ；平板結(jié)構(gòu)為w, Ox, Oy;三維實體結(jié)構(gòu)為u,v,w;平面框架結(jié)構(gòu)為u,v, 0 z;三維框架結(jié)構(gòu)為全部6 個等。由單元剛度矩陣到結(jié)構(gòu)剛度矩陣單元與單元之間僅通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行作用聯(lián)系變形協(xié)調(diào)條件，即在相互連接的公共節(jié)點(diǎn)處，各單元的節(jié)點(diǎn)位移必須相等。力的平衡條件，即在相互連接的公共節(jié)點(diǎn)處

2、，各單元對節(jié)點(diǎn)的作用力與作用在該節(jié)點(diǎn)的外載荷必須相等。什么時候需要約束？什么時候需要位移邊界條件？當(dāng)節(jié)點(diǎn)的自由度定義好，需要定義邊界條件，對于本質(zhì)邊界條件，需要設(shè)定具有該邊界條件的節(jié)點(diǎn)在已經(jīng)定義好的自由度方向的值，對于固體力學(xué)，為位移值。而約束是節(jié)點(diǎn)的自由度沒有定義好的前提下來進(jìn)行的。Ansys 中默認(rèn)梁與梁單元之間的連接方式是固接，所謂固接 （剛接） ， 即在 6 個自由度方向均受到約束。（ 但是桿單元是鉸接的，王新敏） 而懸空的梁端的節(jié)點(diǎn)默認(rèn)是具有6 個自由度的，而且是全部沒有被約束的，所以要定義懸空端的自由度，如果懸空端是鉸接，則約束 qu 掉除相應(yīng)轉(zhuǎn)動放向自由度外的所有自由度，如果是剛

3、接（即固定），全部自由度均被約束。所謂自由度的某方向約束是指這個方向的自由度是存在的，且在該自由度方向位移是指定的值大小，能傳遞該方向自由度對應(yīng)的力。而自由度在某方向釋放是指這個方向的自由度是不存在的，在該自由度方向是自由的，在該自由度方向位移不存在一個指定的值的大小，不能傳遞該方向自由度對應(yīng)的力。對于固支本質(zhì)邊界條件是該邊界上各節(jié)點(diǎn)在各自由度方向的位移值為0對于鉸接本質(zhì)邊界條件是該邊界上各節(jié)點(diǎn)在除轉(zhuǎn)動自由度方向的各自由度方向位移值為0。繞著梁的軸線旋轉(zhuǎn)方向的彎矩不是永遠(yuǎn)不存在么?是的，但是總體坐標(biāo)系不一定有坐標(biāo)軸平面與軸方向平行，即軸不一定在三個坐 標(biāo)平面內(nèi)！ ！對于下例中，因為較接關(guān)系需要

4、釋放的自由度有 3、5點(diǎn)的Rz。（對于3、5節(jié)點(diǎn) 由于加了一個錢也就相當(dāng)于加一個錢去一個約束， 由于這兩個節(jié)點(diǎn)有錢了，所以 z方向的自由度就沒有了，即繞xy方向的轉(zhuǎn)動沒有了，同理xz、yz轉(zhuǎn)動都沒有 了） 在xy平面加個錢就相當(dāng)于釋放繞z軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動，同理在xz平面加個錢就是釋 放繞y軸方向的轉(zhuǎn)動，在yz平面加錢就是釋放繞x軸方向的轉(zhuǎn)動，聯(lián)想空間長 方體梁的約束。3、5節(jié)點(diǎn)不能承受彎矩，彎矩肯定等于零。轉(zhuǎn)動Rx的意思是繞x軸。當(dāng)然,因為下例中，軸線在總體坐標(biāo)系得 X-Y平面內(nèi)，所以可以將1、2點(diǎn)Rx 方向自由度去掉（由于對于彎矩引起的轉(zhuǎn)動，只會是垂直于軸線，比如長方體的 截面，兩個方向的轉(zhuǎn)動，畫出來就知道了），可以將4、5點(diǎn)Ry方向自由度去掉， 可以將3點(diǎn)Rx、Ry釋放掉。那么1節(jié)點(diǎn)的約束只有三個位移約束，兩個轉(zhuǎn)動約