我們在進(jìn)行有限元分析時(shí)，經(jīng)常會遇到需要將力進(jìn)行簡化，但是簡化方式的不同也會引起結(jié)果的不同，我們在簡化過程中應(yīng)進(jìn)行合理考慮。下面以之前發(fā)表在B站（小明愛死磕）上的一個(gè)小案例進(jìn)行介紹。

案例了解：

圖1所示懸臂梁（梁參數(shù)：5mm*10mm*140mm），左端固定，右端小平面（10mm*10mm）均勻承受10kg重物，本文通過不同方式對比求解結(jié)果。

軟件版本：ABAQUS 2021

方法一：表面壓力加載

由于右端平面負(fù)載均勻，所以通過壓力的形式加載是最貼近模型本身的受力情況的。

一、前處理

1.1?幾何模型的構(gòu)建

本文采用UG進(jìn)行幾何建模，并對右側(cè)小平面進(jìn)行切分，完成后導(dǎo)入ABAQUS中進(jìn)行相應(yīng)分析。

1.2 材料參數(shù)的定義

材料選用結(jié)構(gòu)鋼：楊氏模量為2.1e5MPa，泊松比0.3，創(chuàng)建截面并完成截面指派。

1.3 網(wǎng)格系統(tǒng)的構(gòu)建

在Mesh模塊中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如下圖所示。

在Assembly模塊中將創(chuàng)建好的部件導(dǎo)入裝配體。

二、求解

2.1 求解器的設(shè)定

創(chuàng)建靜力學(xué)分析步。

2.2 連接關(guān)系的構(gòu)建

跳過。

2.3 邊界條件的設(shè)定

對左側(cè)端面施加固定約束，右側(cè)小平面施加1MPa壓力，如圖3所示。

提交求解。

三、后處理

得到的應(yīng)力云圖及位移云圖如圖4和圖5所示

方法二：集中力加載1

步驟1.1~2.1同方法一。

2.2 連接關(guān)系的構(gòu)建

由于ABAQUS無法直接對表面施加集中力，因此可通過耦合參考點(diǎn)的方式施加。將參考點(diǎn)設(shè)置在右側(cè)小平面中心，通過Coupling約束實(shí)現(xiàn)參考點(diǎn)與小平面的耦合，如圖6所示。

圖6 耦合約束

2.3 邊界條件的設(shè)定

對左側(cè)端面施加固定約束，右側(cè)參考點(diǎn)施加集中力100N。如圖7所示。

提交求解。

三、后處理

得到的位移云圖及應(yīng)力云圖如圖8和圖9所示。

方法三：集中力加載2

步驟同方法二，區(qū)別在于將參考點(diǎn)建立在右側(cè)小端面邊線上，如圖所示。

求解后得到的位移云圖及應(yīng)力云圖如圖11和圖12所示。

以方法一作為參考，方法二及方法三的誤差如下表所示。

可見將參考點(diǎn)建立在表面中心的耦合方式對于求解結(jié)果的誤差較小。因此我們在進(jìn)行有限元分析的時(shí)候應(yīng)該對力進(jìn)行合理簡化。