Optistruct的FORCE、FORCE1、FORCE2 核心差异对比

OptiStruct中的FORCE、FORCE1、FORCE2均用于定义网格点的静态集中力，但三者在方向定义方式和适用场景上存在显著区别，需根据力方向与几何模型的关联程度选择。

一、核心差异总览表

二、分维度关键差异解析

1. 方向定义逻辑：从手动到几何关联

• • FORCE：通过坐标系（CID）+向量分量（N1,N2,N3） 直接定义方向，完全脱离几何模型。例如：CID=0（全局坐标系）、N1=0、N2=1、N3=0，可定义沿全局Y轴的力，与模型中任何几何特征无关。
• • FORCE1：通过两个网格点的连线自动定义方向，方向向量为G1到G2的单位向量。例如：G1为杆端、G2为杆另一端，力方向始终沿杆轴线，若杆位置修改，方向自动更新。
• • FORCE2：通过两组网格点构成的向量叉积定义方向，方向为垂直于两向量所在平面的法向。例如：G1-G2和G3-G4为板面上的两个不共线向量，力方向始终垂直于板面，板面变形后方向自动调整。

2. 参数复杂度与直观性

• • FORCE：参数最多，需指定坐标系、向量分量和比例因子，适合精确控制方向但操作较繁琐。例如：需明确“在5号坐标系中沿X轴施加100N力”，需手动确认坐标系方向。
• • FORCE1：参数简洁，仅需受力点、力大小及两个参考点，方向通过几何直观确定。例如：“在节点G上沿G1到G2方向施加力”，无需计算向量。
• • FORCE2：参数中等，需四个参考点，但方向由几何平面自动生成，适合法向力场景。例如：“在节点G上施加垂直于G1-G2-G3-G4所在平面的力”，无需手动计算法向量。

3. 方向调整与模型关联性

• • FORCE：方向固定，与模型几何无关。若模型修改（如零件旋转），需手动修改N1-N3或CID才能调整力方向，否则力方向与结构可能错位。
• • FORCE1：方向与G1、G2的相对位置强关联。若移动G1或G2，力方向自动跟随两点连线变化，无需手动修改载荷参数，适合与几何线绑定的力。
• • FORCE2：方向与G1-G4构成的平面强关联。若平面变形（如弯曲、平移），力方向自动跟随平面法向变化，适合与几何面绑定的力。

4. 随从载荷行为差异

在大位移非线性分析中，三者均支持随从载荷，但调整逻辑不同：

• • FORCE（FLLW=ROT）：力方向随受力点（G）的旋转而调整（如节点转动时，力方向绕节点旋转），与其他网格点无关。
• • FORCE1：力方向随G1与G2的相对位移实时更新（如G1和G2距离变化或连线方向改变，力方向同步调整）。
• • FORCE2：力方向随G1-G2和G3-G4向量的叉积变化而调整（如平面倾斜时，法向力方向同步倾斜）。

三、选型建议

1. 1. 若力方向与几何无关（如沿全局坐标轴），或需精确控制方向向量：选FORCE。
2. 2. 若力方向沿两点连线（如轴向力、两点间拉力），且需随几何修改自动更新：选FORCE1。
3. 3. 若力方向垂直于某平面/曲面（如板面法向力），且需随平面变形调整：选FORCE2。

简言之，FORCE适合“固定方向力”，FORCE1适合“线关联力”，FORCE2适合“面关联力”。在HyperMesh中，三者均支持图形化创建，其中FORCE1和FORCE2可直接拾取模型网格点定义方向，操作更直观；FORCE则需手动输入向量分量，适合精确数值定义。