Optistruct/Nastran中的SPCFORCE方向问题

在结构分析中，常常需要提取边界约束载荷的大小和方向。在OUTPUT中使用SPCF卡片进行提取指定节点在指定坐标系中的约束反力。

其中正负号表示约束反力的方向。经常容易搞错 。在此，做一个简单实验进行说明。

1. 建立一个平板，在平板中心约束123456自由度，在平板上沿全局坐标系Z方向和-Z方向分别加载80N载荷。

关键字如下：

$$
SUBCASE        1
  LABEL LOAD_GZ
ANALYSIS STATICS
  SPC =        1
  LOAD =        2
  DISPLACEMENT = ALL
  SPCFORCE = ALL
  SPCFORCE(PUNCH) = 1
  STRAIN = ALL
  STRESS = YES
$$

查看SPCFORCE发现，

2. 另外一个实验，在平板中心的约束点上指定一个局部坐标系，观察SPCF在局部坐标系下的大小和方向。结果如下

查看SPCFORCE发现，

3.SPCFORCE可以在PUNCH文件中查看

(1)全局坐标系下的SPCF

$TITLE   =   (OS 2022)
$SUBTITLE=  
$LABEL   = LOAD_GZ
$SPCF
$REAL OUTPUT
$SUBCASE ID =           1
        54       G      0.000000E+00      0.000000E+00     -8.000000E+01
-CONT-                  0.000000E+00      0.000000E+00      0.000000E+00

(2)局部坐标系下的SPCF

$TITLE   =   (OS 2022)
$SUBTITLE=  
$LABEL   = LOAD_GZ
$SPCF
$REAL OUTPUT
$SUBCASE ID =           1
        54       G     -8.000000E+01      0.000000E+00      0.000000E+00
-CONT-                  0.000000E+00      0.000000E+00      0.000000E+00

PUNCH文件的SPCF的六个方向载荷和HyperView中结果一致。如果节点被放在局部坐标系下，SPCF按照局部坐标系方向输出。

结论：

通过SPCF的数值和坐标系，可以将约束等效成对应的载荷，从而理解约束反力。