ansys加載與求解(上機(jī)5)

ANSYS加載與求解一、載荷種類

在不同的學(xué)科中，載荷的具體含義也不盡相同結(jié)構(gòu)分析：位移、力、壓力、溫度、重力；熱力分析：溫度、熱流速率、對流、內(nèi)部熱生成等；磁場分析：磁場、磁通量、磁場段、源流密度、；電場分析：電勢（電壓）、電流、電荷、電荷密度等；流體分析：流速、壓力等對不同學(xué)科而言，載荷分為六類：（2）Force（集中載荷或力載荷）：施加于模型節(jié)點上的集中載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為力和力矩；（3）Surfaceload(表面載荷)：為施加于模型某個表面上的分布載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為壓力；（4）Bodyload(體積載荷)：為施加于模型上的體積載荷或者場載荷。在結(jié)構(gòu)分析中為溫度。（5）Inertiaload（慣性載荷）：由物體的慣性引起的載荷，如重力加速度、角加速度。主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。（6）Coupled-fieldloads（耦合場載荷）：為以上載荷的一種特殊情況，是從一種分析得到的結(jié)果作為另一種分析的載荷。（1）DOFconstraint(DOF約束）:定義節(jié)點的自由度值，在結(jié)構(gòu)分析中該約束被指定為位移和對稱邊界條件。1.施加在實體模型上ANSYS在求解前先將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型上。優(yōu)點:

（1）模型載荷獨立于有限元網(wǎng)格之外，不必因為網(wǎng)格重新劃分而重新加載；（2）通過圖形拾取加載時，實體較少，施加載荷簡易。二、加載方式及其優(yōu)缺點施加在有限元模型上優(yōu)點：

（1）約束可以直接施加在節(jié)點上（2）載荷可以直接施加在節(jié)點上缺點：（1）任何對于有限元網(wǎng)格的修改都會使已施加的載荷無效，需要刪除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷；（2）不方便處理線載荷和面載荷，因為原來施加在一條線上的載荷需要逐個節(jié)點來拾取，原來施加在一個面上的載荷需要逐個單元來拾取，非常麻煩。

結(jié)構(gòu)分析涉及到的所有載荷中，慣性載荷施加于整個模型，除此之外，其它載荷既可以施加于實體圖元（點、線、面），也可以施加在有限元模型上（節(jié)點、單元）。載荷可以進(jìn)行施加(Apply)、刪除(Delete)、運算(Operate)。步驟：1選擇載荷形式

2選擇加載的對象

3指定載荷的方向和數(shù)值三、載荷的施加

在結(jié)構(gòu)分析中，DOF約束中有UX、UY、UZ(X、Y、Z方向平動自由度）及RTOX、RTOY、RTOZ（X、Y、Z方向的轉(zhuǎn)動自由度），位移方向與總體坐標(biāo)軸正向相同時取正值，否則取負(fù)值。DOF的復(fù)雜情況：施加對稱或者反對稱DOF約束施加耦合DOF約束1加載自由度(DOF)約束關(guān)鍵點的擴(kuò)展約束K1K2在關(guān)鍵點（或節(jié)點）上加載位移約束在線（或面）上加載位移約束

對稱約束與反對稱約束的示意圖：解釋：對于如圖給定的坐標(biāo)系而言，對稱約束表示對稱面上所有點UX=0，ROTZ＝0，ROTY＝0在對稱面上的對稱約束和反對稱約束：（1）對稱約束限制對稱面內(nèi)所有節(jié)點的兩個方向旋轉(zhuǎn)自由度，同時限制了垂直于對稱面的位移自由度。（2）反對稱約束限制了對稱面內(nèi)所有節(jié)點在對稱面內(nèi)的兩個方向位移自由度，同時限制了垂直于對稱面的旋轉(zhuǎn)自由度。力（FX、FY、FZ）：X軸、Y軸、Z軸方向的集中力力矩（MX、MY、MZ）：繞X軸、Y軸、Z軸的力矩只能施加在關(guān)鍵點和節(jié)點上。2施加集中載荷正值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向一致，負(fù)值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向相反當(dāng)表面載荷方向指向物體內(nèi)部時取正值，否則取負(fù)值，ANSYS不僅可以將表面載荷施加在線上、面上，還可以將表面載荷施加在節(jié)點、單元以及梁上。在線（或面）上施加分布載荷3施加分布載荷

若分布載荷為均布載荷，只需在對話框的第一個輸入欄中輸入相應(yīng)的分布載荷值；若同時輸入第二個值，從線的起始到終點，沿線的方向，承受從第一個值到第二個值線性過渡的分布載荷。

注意：

ANSYS中的線是有方向的，相當(dāng)于從起始關(guān)鍵點到終止關(guān)鍵點的一條矢量線，這在很多分析中非常重要。觀察方向從實用菜單PlotCtrls>Symbol中設(shè)置Linedirrctionon線上分布力加載的起始方向在相連的幾個節(jié)點上施加分布載荷注意：在節(jié)點上施加分布載荷必須選取兩個以上的節(jié)點在單元上施加分布載荷

單元上的載荷是均布的，只在VALUE輸入框中輸入載荷值即可；如果不是均布載荷，則需要輸入其它節(jié)點上的載荷值。各節(jié)點之間的載荷分布規(guī)律，按線性變化處理。4施加體積載荷

在結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中，體積載荷是溫度。在ANSYS程序當(dāng)中，體積載荷可以施加在節(jié)點、關(guān)鍵點、線、面、體、單元上5施加慣性力載荷

在結(jié)構(gòu)分析中，慣性載荷有加速度、角加速度等。慣性載荷只有在模型具有質(zhì)量的時候才有效。ANSYS程序不允許用戶刪除慣性載荷，要取消慣性載荷只需將其值設(shè)為0參數(shù)說明：NSET－耦合標(biāo)號；Lab－耦合自由度；GUI方式在彈出拾取對話框后，拾取需要耦合的若干節(jié)點，單擊OK，進(jìn)入耦合設(shè)置對話框，設(shè)置耦合約束來模擬鉸鏈、無摩擦滑動器、萬向節(jié)、無摩擦接觸面等問題。一個耦合約束是設(shè)置一組被約束在一起，有著相同大小但數(shù)值未知的自由度。

6耦合約束(CoupleDOFs)耦合編號

提示：（1）耦合設(shè)置的標(biāo)號是為了區(qū)分不同耦合設(shè)置的，必須是一個自然數(shù)，每次生成新的耦合都應(yīng)該輸入不同的標(biāo)號；（2）耦合設(shè)定的都是節(jié)點，因此耦合操作必須在劃分單元后進(jìn)行，不可以耦合關(guān)鍵點、線和面；

對于需要在同一位置的所有節(jié)點之間自動生成耦合關(guān)系的情況，選擇主菜單中：GUI:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes，如左圖所示。在對話框中選擇耦合自由度，然后輸入容差的值，單擊OK，則完成距離小于容差設(shè)定的相同位置節(jié)點的自由度耦合。例如：需要耦合節(jié)點30、31、32的X方向自由度，使之成為一個可以沿Y軸滑動的滑動副，使用如下命令：四載荷顯示與控制1、在圖形中顯示載荷2、載荷的刪除