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1、加载与求解内容概览载荷类型节点坐标系求解器多载荷步自由度约束 定义自由度值, 如应力分析中的位移或热分析的温度集中力点载荷, 如力或热流率表面载荷 表面的分布载荷, 如压力或对流体载荷体或场力,如温度(引起热膨胀)或内部热生成惯性载荷 由于结构的质量或惯性引起的载荷,如重力及 旋转角速度ANSYS载荷类型ANSYS载荷类型实体模型载荷 易于施加 与有限元模型独立 坐标系与节点和单元 坐标系可能不同 不能显示所有实体模 型载荷有限元模型载荷 不便施加 跟随有限元模型 载荷显示比较直观力载荷 对结构分析避免应力奇异 力为集中载荷, 施加到节点或关键点上 适于加到梁、杆及弹簧等线单元上节点坐标系所有
2、的力及其他方向相关的节点量是在节点坐标系下表达的 输入量: 力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 耦合及约束方程 等等 输出量: 计算出的位移UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 等等节点坐标系 节点坐标系依附在模型的每一个节点上 缺省，节点坐标系平行于总体笛卡尔坐标系。所有施加 的力和位移约束缺省都是按总体笛卡尔坐标系进行表示 的。 可以将节点坐标系旋转到任意的局部坐标系上XY XnYnXnYnXnYnXnYn求解器 求解器用于求解表征
3、结构自由度的线性方程组 一个载荷步的线性静力分析需要一次这样的求解。非线性或瞬态分析要求几十上百甚至数千次这样的求解求解器 ANSYS的求解器可以分为两种类型:直接消去求解器 波前 Sparse迭代求解器 PCG (预条件共轭梯度) ICCG (不完全的乔里斯基共轭梯度) JCG (雅可比共轭梯度)并行求解器 (需要特殊的授权文件) AMG (Algebraic Multigrid) DDS (分布区域求解器)求解器直接消去求解器 如下进行计算:1. 形成单个单元矩阵2. 读入第一个单元的自由度3. 消去任何已知的或可用其他自由度 表达的自由度, 然后将方程写到 .tri文件 中。剩余的自由度
4、构成波前4. 对所有单元重复步骤2 和3直到所 有自由度都已消去。.tri 文件现在包含 对角化矩阵5. 通过回代计算自由度解, 然后利用 单元矩阵计算单元解形成单元矩阵组集并对角化 总体矩阵回代求解.emat file.tri fileresults file求解器 波前是求解器在三角化过程中没有消去的剩余自由度 数。将会随求解的进行而膨胀和收缩，当所有自由度 都消去时最终变为零 最大波前数直接影响求解时间 ANSYS 在求解开始时自动重新对单元进行编号。求解器迭代求解器 如下进行求解:1.形成单个单元矩阵2.组集总体刚度矩阵3.对所有自由度从零值开始迭代到收 敛4.利用单元矩阵计算单元解A
5、NSYS迭代求解器 PCG, JCG, ICCG的不同主要在于所用的预条件类型Formulate element matricesAssemble global matrixIterate to solution.emat file.full fileresults file求解器并行求解器 (需特殊授权) AMG (代数多极运算)迭代求解器可以在单处理器或多处理器环境下 使用。 DDS (Distributed Domain Solver)把大模型分解为小的域，然后把这些小的域送 到多处理器中处理。求解器多载荷步 有多个载荷条件可以这样处理: 在一个载荷步求解所有载荷 单独施加每一个载荷条件
6、并求解多个载 荷步多载荷步方法 利用多载荷步可以: 将结构对每一种载荷条件的响应分离处理出来 在后处理中将这些响应以任何方式合并起来 (称为载荷工况组 合，只对线性分析有效) 两种方式定义求解多载荷步: 多个求解的方法 载荷步文件方法多载荷步方法多个求解的方法 在不离开求解器的情况下， 顺序求解 适于批处理方式输入或建立模型划分网格施加载荷求解 (载荷步 1)施加不同的载荷求解 (载荷步 2)施加不同的载荷求解 (载荷步 3)等等查看结果多载荷步方法载荷步文件方法将载荷步信息写到载荷文件中 :Solution -Load Step Opts- Write LS File或用 LSWRITE 命令载荷文件命名为 jobname.s01, .s02, .s03, 等在所有载荷写出后，可用一个命令 LSSOLVE 或 Solution -Solve- From LS Files 顺序读入每一个文件并求解输入或建立模型划分网格施加载荷写载荷文件 (.s01)施加不同载荷写载荷文件 (.s02)施加不同载荷写载荷文件 (.s03)等等从载荷文件求解查看结果
