添加非均匀分布力
 

SolidWorks Simulation 能够添加符合某种规律的非均匀分布力。在定义力或者压力载荷时,都可以看到这个选项。如下图:
 

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我们注意上图中的定义非均匀分布力这个区域:
 

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首先需要我们选择一个坐标系。这个坐标系指明了系统计算非均匀分布力时的原点位置和坐标方向。通常我们需要事先定义好这样一个坐标系。
接下来,我们需要输入方程式系数。在SolidWorks Simulation 中,我们用多项式的形式来表达非均匀力的分布规律。如下例:
 
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所以,如果我们能够把非均匀分布的力表达成上面的多项式形式,然后将多项式系数填到相应的区域就可以了。注意上面式子里的V,它就是我们输入的力的大小。因此,括号里面的多项式实际上代表了力的分布系数(取值是0到1)。
关键的问题是,如何把已知的力表达成这种多项式的形式。其实这一步借助EXCEL就可以完成。我们把已知的力放到EXCEL成为一列,把X、Y坐标值放到另外的两列,用线性回归函数就可以计算出相应的方程式系数,非常方便。
例如:
有如下模型:


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我们事先在圆柱面的中心建立了坐标系如上图,在其内圆柱面上承受一个载荷,力的方向指向内圆柱面的法向,力在XY平面内的大小按照一下规律变化:

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在YZ平面内力为均布。
我们又知道在给定坐标系下,圆的参数方程可以表达为:
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因此,这些数据均与参数α相关,我们可以其为参数,在EXCEL中计算这些数据,然后调用线性回归函数,将力与坐标位置的关系表达成多项式的形式。
当然,对这个例子,实际上还有更简便的方法。我们观察上面的两个式子,发现,力F与坐标X具有相同的函数形式。因此,我们可以建立力F与坐标X之间的方程:
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这样,把相应的系数填到对应的位置,就可以定义这个非均匀分布力了。
如果力的方向发生了翻转,则需要用分割线把承受力的面沿着力方向翻转的位置分开,使得单独的面上,力的方向不会改变。

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