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【有限元分析】force+moment組合和remote force的等效性

本文研究force +moment組合和remote force這兩種邊界條件(載荷)的等效性。由力的平移定理可知沿某點的力可轉化為力矩+力的合力。

現研究一個矩形截面的杆件(如圖1.1),對其末端施加兩種等效的載荷:在末端面施加remote force 為100N的力;在末端面施加force 150N+moment 6NM的力矩;如圖1.2和1.3所示,這兩種載荷等效於在端面施加了200N的力,觀察杆件的應力分佈圖和應力大小是否是一致的。
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圖1.1 杆件

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圖1.2 施加的remote force載荷

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圖1.3 施加的force+moment組合載荷

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圖1.4 兩種載荷下的計算結果

結論:如圖1.4所示,固定其它變數因素(網格和邊界條件),這兩種載荷造成的零件應力分佈和應力大小是完全一樣的,這說明force+moment組合與remote force是等效的。