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1、第第4章章 载荷施加载荷施加4.1 载荷分类载荷分类ANSYS中的载荷可分为中的载荷可分为:自由度自由度DOF - 定义节点的自由度（定义节点的自由度（ DOF ） 值值 (结构分析结构分析_位移、位移、热分析热分析_ 温度温度、电磁分析、电磁分析_磁势等磁势等)集中载荷集中载荷 - 点载荷点载荷 (结构分析结构分析_力力、热分析、热分析_ 热导率、电磁热导率、电磁分析分析_ magnetic current segments)线、面载荷线、面载荷 - 作用在表面的分布载荷作用在表面的分布载荷 (结构分析结构分析_压力压力、热、热分析分析_热对流、电磁分析热对流、电磁分析_magnetic M
2、axwell surfaces等等)体积载荷体积载荷 - 作用在体积或场域内作用在体积或场域内 (热分析热分析_ 体积膨胀、内体积膨胀、内生成热、电磁分析生成热、电磁分析_ magnetic current density等等)惯性载荷惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷结构质量或惯性引起的载荷 (重力重力、角速度等、角速度等)第第4章章 载荷施加载荷施加4.2.1 可在实体模型或可在实体模型或 FEA 模型模型 (节点和单元节点和单元) 上加载上加载在在关关键键点点处处约约束束实体模型实体模型沿线均布的压力沿线均布的压力在关键点加集中力在关键点加集中力在在节节点点处处约约束束沿单元边界均布
3、的压力沿单元边界均布的压力在节点加集中力在节点加集中力FEA 模型模型4.2加载方式加载方式第第4章章 载荷施加载荷施加l几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局部网格修改不影响载荷.l加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.4.2.2 直接在实体模型加载的优点直接在实体模型加载的优点:无论采取何种加载方式无论采取何种加载方式, ,ANSYSANSYS求解前都将载荷转化到有求解前都将载荷转化到有限元模型限元模型. .因此因此, , 加载到实体的载荷将加载到实体的载荷将自动转化到自动转化到其所其所属的节点或单元上。属的节点或单元上。实体模型实体模型加载到实体的载荷自动转化到其所属
4、的节点或单元上FEA 模型模型沿线均布的压力 均布压力转化到以线为边界的各单元上第第4章章 载荷施加载荷施加注：这是 很长的菜单, 对于结构分析，不属于结构分析的菜单已屏蔽。(可由模型中的单元类型识别分析类型) 也可通过在preferences 中选择适当的分析类型过滤菜单中的选项。 4.3 4.3 加载操作加载操作加载操作加载操作apdl: d,dl,1,ux,0 !对线对线1施加施加x方向方向约束约束（限制自由度）（限制自由度）da,1,all, !对面对面1施加施加全约束全约束dk,1,all!对线对线1施加全约束施加全约束d,1,uy,-0.5!对节点对节点1施加施加y方向方向强制约束
5、强制约束d,ls1,all!对对组合组合ls1施加全约束施加全约束dl,1, ,symm !对线对线1施加施加对称约束对称约束dl,1,1 ,symm !对面对面1上的线上的线1施加对称约束施加对称约束da,1,symm !对面对面1施加对称约束施加对称约束dsym,symm,x,0, !在坐标系在坐标系0中对所中对所选节点选节点施加施加 ! x方向对称约束方向对称约束l加载位移加载位移Main Menu: - Apply- Structural-Displacement-第第4章章 载荷施加载荷施加apdl: ffk,1,fx,100 !对关键点对关键点1施加施加x方向方向力力f,1,fy,
6、 -100 !对节点对节点1施加施加力力f,ls1,fy,-100!对节点组合对节点组合ls1施加施加力力l加载力加载力Main Menu: - Apply- Structural-Force/Moment-用于重启动分析，暂不考虑lSel命令lCm命令第第4章章 载荷施加载荷施加l加载压力加载压力Main Menu: - Apply- Structural- Pressure -输入一个压力值即为输入一个压力值即为 均布载均布载荷荷, 两个数值定义两个数值定义坡度压力坡度压力说明：压力数值为正表示其方向指向表面说明：压力数值为正表示其方向指向表面APDL:SFL,1,PRES,100, !
7、方向方向 ?第第4章章 载荷施加载荷施加VALI = 500VALI = 500VALJ = 1000VALI = 1000VALJ = 500500L3500L31000500L31000500坡度压力载荷沿起始关键点(I) 线性变化到第二个关键点 (J)。 如果加载后坡度的方向相反, 将两个压力数值颠倒即可。第第4章章 载荷施加载荷施加l加载惯性力加载惯性力Main Menu: - Apply- Structural- Inertia -可以只加载在单元组合上可以只加载在单元组合上APDL:ACEL,0,9800,0, !数值、方向？加载惯性力必须设置材料的密度，不设置相当于无惯性力加载惯
8、性力必须设置材料的密度，不设置相当于无惯性力第第4章章 载荷施加载荷施加应力和变形应力和变形应力和变形应力和变形F=200 F=4200F=200 F=22004 4. .4 4 加载注意事项加载注意事项加载注意事项加载注意事项注注1：当网格密度不一，节点数目不同时，在节点上：当网格密度不一，节点数目不同时，在节点上所加载荷的数值大小所加载荷的数值大小(所有节点载荷和应该相等）所有节点载荷和应该相等）第第4章章 载荷施加载荷施加注注2：对称结构，对称线（或面）上节点加载力时，：对称结构，对称线（或面）上节点加载力时，载荷数值载荷数值 (包括输出的反力包括输出的反力) 为整体结构的一半为整体结构
9、的一半。应力和变形应力和变形应力和变形应力和变形应力和变形基本相等应力和变形基本相等应力集中应力集中第第4章章 载荷施加载荷施加注注3：带厚度的平面应力带厚度的平面应力(计算某些需考虑重量的平面应力问计算某些需考虑重量的平面应力问题），载荷应除以厚度（原为集中力处理为线载荷形式）题），载荷应除以厚度（原为集中力处理为线载荷形式）应力和变形应力和变形应力和变形应力和变形F=200H=2F=100H=1KEYOPT,1,3,3R,1,20, 第第4章章 载荷施加载荷施加注注4：轴对称载荷：轴对称载荷5mm半径半径轴对称模型轴对称模型10mm 直径直径3-D 结构结构对称轴对称轴对称轴必须为全局笛卡
10、尔坐标的y轴模型必须建在y轴右侧设置单元选项为轴对称型建立轴对称载荷模型建立轴对称载荷模型注意事项：注意事项：第第4章章 载荷施加载荷施加轴对称载荷轴对称载荷, 注意事项：注意事项：载荷数值载荷数值 (包括输出的反包括输出的反力力) 基于基于360度转角的度转角的3-D结构。结构。在右图中，轴对称模型中在右图中，轴对称模型中的载荷是的载荷是3-D结构均布面结构均布面力载荷的总量。力载荷的总量。Total Force2p pr = 47,124N3-D 结构结构Axis of symmetrymm5mmN第第4章章 载荷施加载荷施加注注5：切向、法向约束或载荷的施加切向、法向约束或载荷的施加加载
11、方法加载方法1建立局部坐标系，旋转选择节点到局部坐标，在局部坐标系中加载X、Y方向载荷加载方法加载方法2在线上施加对称载荷，转换为有限元载荷，删除后再施加（可适用于曲线和曲面）第第4章章 载荷施加载荷施加注注5：切向、法向约束或载荷的施加（续）切向、法向约束或载荷的施加（续）第第4章章 载荷施加载荷施加4 4. .5 5 载荷和约束的显示载荷和约束的显示载荷和约束的显示载荷和约束的显示实体模型载荷显示在实体模型载荷显示在几何模型上几何模型上 (体体、面面、线或关键点线或关键点)有限元模型载荷在画有限元模型载荷在画节点或单元时显示节点或单元时显示l通过通过 plot画出载荷画出载荷: 压力以箭头
12、形式显示压力以箭头形式显示或通过或通过 listing列出载荷列出载荷:Utility Menu: List Loads第第4章章 载荷施加载荷施加l在有限元模型中显示所有载荷在有限元模型中显示所有载荷 说明说明: 只有到求解初始化时只有到求解初始化时，才将模型中的载荷自动转化到有限元模，才将模型中的载荷自动转化到有限元模型中的节点和单元上。型中的节点和单元上。下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解:Main Menu: - Define Loads-Operate-Transfer to FE这些选项出现的信息大致相同这些选项出现的信息大致相同第第4章章 载荷施加载荷施加第第4章章 载荷施加载荷施加第第4章章 载荷施加载荷施加第第4章章 载荷施加载荷施加第第4章章 载荷施加载荷施加第第4章章 载荷施加载荷施加
