ansys加载

《ansys加载》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ansys加载（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、ANSYS TRAINING高级加载技术ANSYS TRAINING载荷考虑 与其它单个分析因素相比，选择合适的载荷对你的分析结果 影响更大。 将载荷添加到模型上一般比确定是什么载荷要简单的多。ANSYS TRAINING载荷分类载荷 包括边界条件和内外环境对物体的作用。可以分成以 下几类：定义 自由度约束 集中载荷 面载荷 体载荷 惯性载荷ANSYS TRAINING自由度约束自由度约束就是给某个自由度(DOF)指定一已知数 值 (值不一定是零)。定义ANSYS TRAINING集中载荷集中载荷 就是作用在模型的一个点上的载荷。定义ANSYS TRAINING集中载荷 (续) 结构分析中的力

2、和弯矩。 热分析中热流率。 集中载荷可以添加到节点和关键点上。(添加到关键点 上的力将自动转化到相连的应节点上。)举例ANSYS TRAINING集中载荷 (续) 集中载荷通常是向由梁(beam)、杆(spars)和弹簧(springs) 构成的非连续性的模型添加载荷的一种途径。 对于由壳单元(shells)、平面单元(XY plane elements)或者 三维实体单元(3-D solids)等组成连续性模型，集中载荷意味 存在应力奇异点。 如果你不关心(集中载荷作用)节点处的应力，这样做是 可以接受的。对于结构分析而言ANSYS TRAINING面载荷面载荷 就是作用在单元表面上的分布载

3、荷。定义ANSYS TRAINING面载荷(续) 结构分析中的压力。 热分析中的对流和热流密度。 面载荷可以添加到线或面上 (实体模型上的实体)、以及 节点或单元上。 作用在线或面上的面载荷最终会传到面内各个单元上。ANSYS TRAINING面载荷(续)变化面载荷情形梯度 在面载荷中 可能会使用到。你 可以给一按线性变 化的面载荷指定一 个梯度，例如水工 结构在深度方向上 受到静水压。ANSYS TRAINING面载荷(续) 面载荷不是垂直于表面的情形某些类型的载荷只能作用在 面效应单元上，这些单元的作用是将载 荷传递到模型的其它单元： 结构实体单元 的切向 (或其 它方向) 压力 。 实体

4、热单元的 辐射描述。ANSYS TRAINING体载荷体载荷 是分布于整个体内或场内的载荷。定义ANSYS TRAINING体载荷(续) 结构分析中的温度载荷。 热分析中生热率。 电磁场分析中电流密度。 体载荷可以、添加到关键点或节点上。 (关键点上的体载荷最 终将转化成各个节点上的一组组体载荷。)举例ANSYS TRAINING体载荷(续)体载荷分布复杂情形体载荷分布一般都很复杂，必 须通过其它分析才能得到，例 如通过热应力分析获得温度分 布。在某些情况下，体载荷是 由当前分析结果决定，这就需 要进行耦合场分析。结构分析模型上温度分布ANSYS TRAINING惯性载荷惯性载荷 是由物体的惯

5、性（质量矩阵）引起的载荷， 例如重力加速度，加速度，以及角加速度。定义ANSYS TRAINING惯性载荷(续) 惯性载荷只有结构分析中有。 惯性载荷是对整个结构定义的， 是独立于实体模型和有限元模型 的。 考虑惯性载荷就必须定义材料密 度 (材料特性DENS)。绕Y轴的角速度ANSYS TRAINING添加载荷应遵循的原则 简化假定越少越好。 使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合 如果没法做得更好，只要其它位置结果正确也是可以认为 使正确的，但是你必须忽略“不合理”边界的附近一定区域 内的应力。 加载时，必须十分清楚各个载荷的施加对象。 除了对称边界外，实际上不存在真正的刚性边界。 不要

6、忘记泊松效应。 添加刚体运动约束, 但不能添加过多的（其它）约束。 实际上，集中载荷是不存在的。 准则ANSYS TRAINING表 格 载 荷 表格载荷可以控制载荷分布（坐标、温度、时间等） 并非所有荷载类型都可以用表格载荷对于结构分析来说：位移、力和力矩、压力、温度载荷支持 输入表格载荷的格式：SF,all,conv,%sycnv%,tbulk（也可用GUI） 表格载荷的定义：用数据表来定义表格载荷数据表的变量为主变量，变量名要和各种荷载对应的主变量名一致，这 样程序才能识别荷载是依据什么而变化。结构分析的主变量名：位移： TIME, X, Y, Z, TEMP力和力矩： TIME, X,

7、 Y, Z, TEMP压力： TIME, X, Y, Z, TEMP温度： TIME, X, Y, Z其他更复杂的主变量(如速度、材料等）需要用函数加载（后面介绍）详细说明可参阅Applying loads using table array parametersANSYS TRAINING表 格 载 荷例：plane42划分平面网格（55正方形区域）数据表ppp第一变量名定义为 x数据表为：0 12 45 3将此表格作为压力载荷施加于网格y=5的边界节点上。则此边界上的压力为双线性分布，x=0处为 1， x=2处为 4， x=5处为 3ANSYS TRAINING函数加载 函数加载比表格载荷

8、更高级，可以完成所有表格荷载的功能，主变量更丰富。 和函数加载一样，并非所有荷载类型都可以用函数加载对于结构分析来说：位移、力和力矩、压力、温度载荷支持 函数加载的定义：1 先定义函数（需要用函数编辑器）2 保存函数3 读入函数，同时生成数据表用与前面同样的例子说明：regime：两个区：0-2, 2-5regime1：function=1+1.5xregime2：function=4-(x-2)*(4-c)/3 （设x=5处压力为变量c， 本例中为3）ANSYS TRAINING载荷的其他操作方式 梯度载荷 载荷的叠加、覆盖 载荷的缩放 载荷的转移ANSYS TRAINING载荷的其他操作方

9、式 ANSYS允许按比例放大或者缩小加在有限元模型(网格和节点)的荷载，在 GUI下可以通过以下路径进行: Main MenuPreprocessorLoadsDefine LoadsOperateScale FE LoadsForces Main MenuSolutionDefine LoadsOperateScale FE LoadsForces 或者使用命令: FSCALE ANSYS无法对加在几何实体上的荷载比例放大, 但是可以使用SBCTRAN 命令预先将几何实体上的荷载转化成节点上的荷载: Main MenuPreprocessorLoadsDefine LoadsOperateT

10、ransfer to FE Main MenuSolutionDefine LoadsOperateTransfer to FEANSYS TRAINING表面效应单元 怎样施加如下的压力荷载: 象剪切荷载一样与表面相切的荷载? 象螺栓荷载一样在表面上变化的荷载? 象屋顶上风载荷一样与面成一定角度的载荷? 表面效应单元为处理一些问题提供了有效的方法。ANSYS TRAINING.表面效应单元特点: 象“皮肤”一样覆盖在网格表面 如同面载荷的管道 很容易创建: 选择感兴趣表面上的节点. 激活恰当的单元类型 执行 ESURF (或 Preprocessor Create Elements Surf

11、 Effect .). 选择所有节点ANSYS TRAINING.表面效应单元 对 2-D和 3-D模型: SURF151 P3 = 0; P4 = 0 P1 是在 Xg=0处的值,按 P1 = 2(200) + 200 = 600计算 sfe,eflat,4,pres,600,200,0,0ANSYS TRAINING.表面效应单元面5 P1数值的压力矢量. 方向 = P2,P3,P4 现在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ANSYS TRAINING.表面效应单元内容5(续): 压力矢

12、量的幅值也依赖 KEYOPT(11). KEYOPT(11)=0 (缺省) 和 1 给单元的投影面（垂直于荷 载）施加压力。 对螺钉荷载有用 (或销钉荷载). 例如: sfe,ecurv,5,pres,1000,0,-1,0 在曲面上定义了一螺栓荷 载。如下图位置1轮廓线所示。ANSYS TRAINING.表面效应单元 KEYOPT(11)=2 对整个面施加压力。 对斜面有用(如屋顶)或风载荷。 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ANSYS TRAINING.表面效应单元练习螺栓扭转ANSYS TRAINING选择求解

13、器求解器 的功能是求解关于结构自由度的联立线性方程组 - 这个过程可能需要花费几分钟(1,000个自由度)到几个小 时或者几天 (100,000 - 1,000,000 自由度)，基本上取决于 你所用计算机的速度。对于简单分析，可能需要一、两次 求解。对于复杂的瞬态或非线性分析，可能需要进行几十 次、几百次、或者甚至几千次求解。ANSYS提供了三个求解器用于一般求解：波前求解器 （Frontal solver）和 PCG求解器（ PCG solver）（预 条件共扼梯度, ）。稀疏矩阵求解器（Sparse solver） 也 可以使用，主要用于非线性问题。ANSYS TRAINING波前(Wavefront)求解器波前求解器经常发出“主对角值”或“主元”为小或负的警告 或错误信息，指出求解发生奇异。任何一条信息都指出某 个特定的自由度从你的约束中忽略掉。ANSYS TRAININGPCG求解器PCG求解器不检验求解的奇异问题。存在奇异的情况下， 它仍可以计算求解，或者结果不收敛，但仍然进行所有的 PCG迭代计算，并输出错误信息。