我们在进行有限元分析时，经常会遇到需要将力进行简化，但是简化方式的不同也会引起结果的不同，我们在简化过程中应进行合理考虑。下面以之前发表在B站（小明爱死磕）上的一个小案例进行介绍。

案例了解：

图1 模型了解

图1所示悬臂梁（梁参数：5mm*10mm*140mm），左端固定，右端小平面（10mm*10mm）均匀承受10kg重物，本文通过不同方式对比求解结果。

软件版本：ABAQUS 2021

方法一：表面压力加载

由于右端平面负载均匀，所以通过压力的形式加载是最贴近模型本身的受力情况的。

一、前处理

1.1 几何模型的构建

本文采用UG进行几何建模，并对右侧小平面进行切分，完成后导入ABAQUS中进行相应分析。

1.2 材料参数的定义

材料选用结构钢：杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比0.3，创建截面并完成截面指派。

1.3 网格系统的构建

在Mesh模块中进行网格划分，如下图所示。

图2 网格模型

在Assembly模块中将创建好的部件导入装配体。

二、求解

2.1 求解器的设定

创建静力学分析步。

2.2 连接关系的构建

跳过。

2.3 边界条件的设定

对左侧端面施加固定约束，右侧小平面施加1MPa压力，如图3所示。

图3 载荷约束

提交求解。

三、后处理

得到的应力云图及位移云图如图4和图5所示

图4 应力云图

图5 位移云图

方法二：集中力加载1

步骤1.1~2.1同方法一。

2.2 连接关系的构建

由于ABAQUS无法直接对表面施加集中力，因此可通过耦合参考点的方式施加。将参考点设置在右侧小平面中心，通过Coupling约束实现参考点与小平面的耦合，如图6所示。

图6 耦合约束

2.3 边界条件的设定

对左侧端面施加固定约束，右侧参考点施加集中力100N。如图7所示。

图7 载荷约束

提交求解。

三、后处理

得到的位移云图及应力云图如图8和图9所示。

图8 位移云图

图9应力云图

方法三：集中力加载2

步骤同方法二，区别在于将参考点建立在右侧小端面边线上，如图所示。

图10 耦合约束

求解后得到的位移云图及应力云图如图11和图12所示。

图11 位移云图

图12 应力云图

以方法一作为参考，方法二及方法三的误差如下表所示。

可见将参考点建立在表面中心的耦合方式对于求解结果的误差较小。因此我们在进行有限元分析的时候应该对力进行合理简化。

具体操作可戳下方链接了解哦~