記得老師在講工程力學的時候，一個很簡單的力學模型，物體在X方向分别收到兩個相同小的力（如圖1），這時候物體所受的F合=0。

圖1

圖1站在數學的角度考慮，這是毋庸置疑的。後來畢業了，有一天，我很“榮幸”的加入了工程制造大軍，并且一路南征北戰，疲憊不堪。有時候會遇到一些關于力學方面的分析，幾度困惑、幾度無奈。

時常會因一些小問題，遊蕩在互聯網的很多角落。那天，無聊的時候利用有限元分析了我記憶猶新的力學模型——圖1模型。所有的受力數據都是相同的，但得到了另一種結果，如下：

圖2

圖2這裡我要求計算機展示的是此件的變形狀态，上圖的變形雲圖左右兩邊似乎是對稱的，這也符合我們以往的理論認知。但這裡的數據條卻出現了兩個正向的位移，也就是說，此時，物體的合力是不等于0的，它産生了運動。

圖3

圖3這究竟是怎麼回事呢？開始學習有限元分析的時候，這個問題當時也是困擾了我好久，翻閱了不少資料，但似乎都讓人雲裡霧裡的，沒有真正的理解其中的原由。今天，我就用數字的方式說明一下。

圖4

圖4因為左右兩邊的合力不等于0，所以，在微小力的作用下，剛體發生了運動（如圖5），圖4數據隻是為了定性的說明一下受力不均的原因，并不是定量計算數據。

圖5

圖5在靜力學分析中，顯然這是嚴重違反靜力學。靜力學是力學的一個分支，它主要研究物體在力的作用下處于平衡的規律，以及如何建立各種力系的平衡條件。關于這個微小合力的問題，在SW和ANSYS中均出現不同程度的報錯信息。

圖6

圖6這是為什麼呢？就是因為此件沒有符合靜力學的基本平衡理論，它不是一個受力平衡的狀态，靜力學主要研究的就是物體受力平衡時，所産生運動效應、變形效應。

計算機為了修正、補償如圖4 的數據處理方式，所衍生的錯誤，SW和ANSYS均使用了一個弱彈簧來修正這部分數據處理所産生的錯誤。

圖7

圖7激活這個弱彈簧，就可以修正電腦在數據處理過程中的錯誤問題。在ANSYS中，我們可以看到弱彈簧抵消的這部分不均衡力的值。

圖8

圖8操作步驟：求解方案→插入→探測→反力，就可以看到圖8的結果，這裡，弱彈簧的X軸出現了一個及其微小的力，這個力就是對計算機數據處理錯誤的修正值。

如果不考慮這個部件的内部材質分布及天然的缺陷，按照靜力學理論，這個材料在X軸所在方向的變形量就是相等的，我們啟動計算，對比兩個軟件工具的結果。

ANSYS結果

SW結果

SW結果這裡，我們就可以看到兩個軟件工具的結果基本是相等的。同時，也說明這樣的計算是合理的、準确的。剛體平移問題是靜力學分析中比較典型的問題，我們需要将理論與軟件工具的實際應用結合，從而得出自己想要的計算結果。

聲明：文章旨在記錄生平學習筆記，并希望能夠抛磚引玉，與行業裡的大咖共同學習進步。

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