Ansys Workbench如何通过EndRelease实现梁单元局部自由度的释放


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在采用梁单元做分析时,有时会遇到对局部自由度进行释放的要求,比如部分主次梁的连接需要将次梁与主梁的连接由刚接变为铰接。在APDL中,自由度的释放是通过命令Endrelease来实现,其底层原理为在用户选择的节点位置处,打断梁单元的节点共用,重新创建耦合。在WB中,也有相同的操作,其位置位于Connections里,如下所示:

用户点击Endrealease后,在左侧结构树里面,出现关于自由度释放的选项,如下所示:

设置主要分为两部分,一是需要用户指定自由度释放实现的位置,主要包括关键点位置指定以及相应的杆件范围;而是需要用户指定自由度释放的具体方位以及实现方式。在位置指定时,用户需指定具体的点位,以及需要释放自由度具体的杆件,通常通过几何选择的方式确定,当然,也可以通过NS方式来确定。在确定几何范围时,有个Independent Edges设置,这个主要是确定选择的杆件之间是否保持独立,比如现在有杆件A\B\C\D,在释放自由度时,C和D一起进行了选择,如果需要C和D的自由度单独分开,此时Independent Edges选择YES,如果需要C和D共节点,然后作为整体和A、B进行自由度释放,此时Independent Edges选择NO,下面为一个比较形象的展示:

具体设置释放自由度时,首先需确定自由度释放所处的坐标系,默认为整体坐标系,也可以选择梁单元所在的单元坐标系,由于单元坐标系在WB中暂时还不支持显示,无法很少的判定方位,水哥建议大家使用整体坐标系。

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自由度释放分别为三个方向的转动以及平动,当用户选择Free时,即代表释放。Behavior代表自由度释放采用的形式,默认为耦合方式,用户还可切换为Joint以及约束方程形式。注意自由度释放操作每次只能针对一个节点,如果要批量,得采用脚本批量化处理。下面以一个小框架为例,底部固结,整体受自重以及纵梁承受均布线荷载,释放纵梁与柱子的所有转动自由度,也即将刚接改为铰接,并分别绘制改变前后的弯矩图,核查自由度释放是否有效!

自由度释放设置如下:

计算整体位移云图对比:

释放自由度后

释放自由度前

计算整体弯矩云图对比:

释放自由度后

释放自由度前

通过对比可发现,End Realease的自由度释放发生了作用,将模型导入到经典中,可发现在释放位置处,有耦合的标志,如下所示:

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