《ANSYS APDL培训3_4（单元特性 表面效应单元）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS APDL培训3_4（单元特性 表面效应单元）（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual ANSYS单元特性 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 单元坐标系表面效应单元 单元操作 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 模型中的每个单元都有相对应的单元坐标系目的在于 正交各向异性材料属性 EX KXX 等 计算得到的应变和应力 EPX SX SY 等 和材料属性 单元类型 实常数一样 单元坐标系是单元的另一种属性ESYS 第4章 单元应用A 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManua
2、l 单元坐标系的默认方向根据单元类型而定 例如 线单元 节点I到节点J方向为单元X方向壳单元 节点I到节点J为单元X方向单元Y方向在单元平面内并垂直于X方向单元Z方向垂直于X Y平面 根据右手准则定义 实体单元坐标系默认为整体笛卡尔坐标系 I J X K ZX Y I J L Xg Yg Zg I J K P N OM X Y Z 第4章 单元应用 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual ESYS的缺省设置对大部分情况已足够 部分情况需要改变单元坐标系 例如 实体单元的材料属性方向 不与总体笛卡尔坐标系平行 比如玻璃纤维 给施加在表面效应单元上
3、的切向压力取向 Xg Yg Zg X 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 为了改变缺省的单元坐标系 需要建立与单元适应的局部坐标系 CSYS11或更大 步骤如下 定义一个合适方向的局部坐标系坐标系位置一般是任意的UtilityMenu WorkPlane LocalCoordinateSystems CreateLocalCS 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 选择需要的单元修改所选单元的单元坐标系到步骤1中定义的局部坐标系号Preprocessor Move Modify Eleme
4、nts ModifyAttrib或EMODIF命令 如emodif all esys 11 重新激活所有的单元并将其变换到前面的坐标系 CSYS 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 怎样施加如下的压力荷载 如剪切荷载一样与表面相切的荷载 如螺栓产生的压力荷载 在表面上变化的荷载 如屋顶上雪载荷一样与面成某一角度的载荷 表面效应单元为处理这一类问题提供了有效的方法 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 特点 象 皮肤 一样覆盖在网格表面如 作用表面载荷的管道很容易创建 选择表
5、面上所需的节点 激活恰当的单元类型 执行ESURF 或Preprocessor Create Elements Surf Contact Effect 选择所有节点 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 对二维和三维模型都可用 SURF151及153是线单元 热和结构 用于二维模型的边界 SURF152及154是面单元 热和结构 用于三维模型的表面此处只讨论SURF154单元 SURF154见单元参考手册中的描述 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 SURF154使用不同的单元面号来区
6、分不同的面载荷 面号在 ApplyPRESonelems 对话框中指定 Solution DefineLoads Apply Structural Pressures OnElements 或用SFE命令中的LKEY参数指定 SFE ELEM LKEY PRES VAL1 VAL2 VAL3 VAL4 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 假设 给SURF154单元施加大小为1000的压力 它的方向取决于所使用的单元面号 单元面号1 法线方向的压力 作用在单元上的正值 沿着单元坐标Z轴的方向 例如 sfe all 1 pres 1000 选
7、定所要的单元之后 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 单元面号2和3 切向压力 分别沿着单元坐标X和Y轴方向 例如 sfe eflat 3 pres 1000sfe eslope 2 pres 1000 eflat和eslope是单元集合 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual Xg P2 Xg 0 P1 表面效应单元 单元面号4 法向压力 线性变化的压力 数值 P1 XgP2 YgP3 ZgP4P1 P4由VAL1 VAL4值指定 SFE命令 Xg Yg Zg是单元积分点的总体直角坐标 P2 P3
8、P4分别是总体坐标中的斜率 如缺省均为P1 作用在单元上的正值 沿单元坐标的Z轴方向 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 单元面号4 续 例如 施加沿X方向 大小从200到1000的线性变化的压力 作用范围在X轴上的 2到 2斜率P2 1000 200 4 200 P3 0 P4 0P1是在Xg 0处的值 按P1 2 200 200 600计算 sfe eflat 4 pres 600 200 0 0 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 单元面号5 P1数值的压力矢量 方向 P2 P
9、3 P4代表矢量的方向余弦 对数值无影响 例如 sfe eflat 5 pres 1000 1 1 0定义了X Y面内45度方向的压力 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 单元面号5 续 压力矢量的数值也依赖于KEYOPT 11 KEYOPT 11 0 缺省 和1给单元的凹面施加压力 对螺栓产生的压力荷载有用 或销钉荷载 圆筒体风载荷例如 sfe ecurv 5 pres 1000 0 1 0在曲面上定义一个螺栓压力荷载 如图中的等值线所示 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 KEY
10、OPT 11 2对整个面施加压力 对倾斜的面荷载 如屋顶 或平板的风载荷有用 例如 sfe eslope 5 pres 1000 0 1 0对整个斜面定义了完全相同的压力 如下图所示 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 表面效应单元 其他表面效应单元的应用 实体单元的扭矩借助修改的单元坐标系施加切线荷载 对轴和螺栓非常适用 热荷载 SURF151 152 包括 传递到一维管道单元FLUID116的热量 面热量损耗的计算 辐射 INTRODUCTIONTOANSYS 1 0 1 TrainingManual 壳单元法向壳单元法向问题定义上面和下面单元由节
11、点序列 I J K L 定义 并依次定义面倒置单元法向以和模型的其他单元方向相一致Powergraphics模式下 单元的上面和下面用不同颜色绘出 第4章 单元应用 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 倒置壳单元法向的两种方法 倒置面 如何查看面的法向方向 或倒置单元 如何查单元的法向方向 倒置面 Preprocessor Modeling Move Modify Areas AreaNormals选择需要具有正确方向的面 ANSYS会自动扫描所有面并倒置那些与正确方向不一致的面 附在面上的单元方向也一起改变 默认 第4章 单元应用 单元坐标系 INTRODUCTIONTOANSYS11 0 TrainingManual 倒置壳单元方向 Preprocessor Modeling Move Modify Elements ShellNormals或使用ENORM P选择单元并转换到正确方向 第4章 单元应用 单元坐标系
