ANSYS实用功能解析（二）—End Releases

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现实中的结构，很多都存在铰接。我们使用线体模型来模拟此类结构时，就不能简单地使用共节点来处理了。那么，我们该怎么设置铰接呢？下面我们通过一个例子来说明一下线体模型设置铰接的方法和意义。

笔者之前写过一篇文章《ANSYS与材料力学之轴向拉伸和压缩（四）》中，介绍了这样一个例子：

本例中，我们使用图中受力分析使用的坐标系，并假设Z轴垂直于屏幕向外，B、C两处是固定铰支座约束，只释放一个绕Z轴的转动自由度。在设置约束条件时，我们可以为每点施加一个Simply Supported和一个Fixed Rotation约束，其中Fixed Rotation约束将Rotation Z设置为Free。A点为两杆铰接处，我们需要在此处设置铰接，该怎么设置呢？

方法一： End Release。

如果使用此方法，建模时需要使用share命令将两根杆进行拓扑共享，即将两根杆的端点合并为一个点A。

在Project中点击Connections，选择End Release，在Details of End Release中，将Scope中的Vertex Geometry选择为两杆铰接点A，Edge Geometry选择为其中的一根杆，将Definition中的Rotation Z设置为Free，表示我们释放Z轴的转动自由度。至此，铰接设置完毕。由于我们在建模的时候使用share命令共享了拓扑，此处如果我们不使用End Release，在两杆连接处就不存在相对运动，类似于将两杆焊在一起。

载荷及边界条件设置如下图所示：

在后处理中插入A点的Y方向变形，提取结果发现A点位移为1.2945mm。

如果我们不使用End Release，我们采取相同的设置，求解A点位移为1.2944mm。结果几乎相同，点解？

实际上，A点的位移，包括结构的整体变形对于整个结构而言，都是微小的，因此在理论计算的时候，我们也使用了小变形假设。大家仔细对比两次的计算结果，∠A是不是有所不同： 使用End Release计算的∠A要比不使用End Release计算的∠A要小。这是因为A点往下运动，B、C位置不变，设置了End Release，释放了两杆的相对转动，∠A就会变小。读者可能会想，你这只是肉眼观察的结果，有没有数据支撑呢？我们可以提取两根杆中的弯矩结果看看。通过下图我们发现， 不使用End Release时，杆上产生了弯矩，这是因为 在两杆连接处不存在相对转动。但在这个结构中，杆只有拉力，没有弯矩。所以， 不释放两杆的相对转动是不合理的。在该例子中，由于结构本身变性较小，∠A的变化也很小，才导致了用不用End Release，结果相差很小这个情况。

End Release详解：

End Release：对于线体模型，End Release可以帮助我们实现在两个或多个线体共享的顶点上释放自由度(平动和转动)。我们可以在线体模型顶点的位置释放多条线体的约束，但是，必须始终保持至少一条线体不被释放。

Vertex Geometry：要释放的端点位置。

Edge Geometry：要释放的线体模型。

Independent Edges：如果Edge Geometry选择了多条线体，此功能用来确定Edge Geometry选择的多条线体彼此之间是否独立。

Definition：指定End Release功能所要释放（free）或者约束（fixed）的自由度。

Behavior：Coupled使用耦合方式（默认）和Joint添加运动副方式释放自由度。当我们使用Joint时，软件会根据使用者释放的自由度形式，在A点添加一个MPC184单元，来实现自由度释放，如下图。

我们还会遇到很多需要自由度释放的问题，比如材料力学中的含中间铰的梁问题，读者可自行尝试。

至此，本文完毕。

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