ANSYS載荷考慮PPT

1、載荷考慮與其它單個分析因素相比，選擇合適的載荷對你的分析結(jié)果影響更大。將載荷添加到模型上一般比確定是什么載荷要簡單的多。載荷分類載荷 包括邊界條件和內(nèi)外環(huán)境對物體的作用?？梢苑殖梢韵聨最悾憾x自由度約束集中載荷面載荷體載荷慣性載荷自由度約束自由度約束就是給某個自由度(DOF)指定一已知數(shù)值 (值不一定是零)。定義自由度約束(續(xù))結(jié)構(gòu)分析中的固定位移(零或者非零值) 。大多數(shù)自由度約束用作：對稱性邊界條件或者稱作“built-in”邊界條件指定剛體位移。熱分析中的指定溫度。舉例自由度約束(續(xù))對稱性或反對稱邊界條件可以添加到線、面或平面的節(jié)點上。 (它們中的每一個最后成為各個節(jié)點上的一組約束。)

2、 在大多數(shù)情況下，ANSYS將自動確定約束的方向。固定位移約束舉例: 對稱邊界條件的添加 自由度約束(續(xù))固定位移約束舉例: 剛體位移約束1st point pinned- 3 translational constraints2nd point constrained in both directions normalto line between 1st & 2nd constrained points3rd point constrained normal to planepassing through all 3 constrained points該方塊上下面受壓。它需要仔細選擇6個

3、平移自由度 ，并約束它們的剛體運動，但不能引起附加扭曲應(yīng)力。集中載荷集中載荷 就是作用在模型的一個點上的載荷。定義集中載荷 (續(xù))結(jié)構(gòu)分析中的力和彎矩。熱分析中熱流率。集中載荷可以添加到節(jié)點和關(guān)鍵點上。(添加到關(guān)鍵點上的力將自動轉(zhuǎn)化到相連的應(yīng)節(jié)點上。)舉例集中載荷 (續(xù))集中載荷通常是向由梁(beam)、桿(spars)和彈簧(springs)構(gòu)成的非連續(xù)性的模型添加載荷的一種途徑。對于由殼單元(shells)、平面單元(XY plane elements)或者三維實體單元(3-D solids)等組成連續(xù)性模型，集中載荷意味存在應(yīng)力奇異點。你可以用等效集中載荷代替靜力分布載荷，并添加到模型上

4、。如果你不關(guān)心(集中載荷作用)節(jié)點處的應(yīng)力，這樣做是可以接受的。對于結(jié)構(gòu)分析而言面載荷面載荷 就是作用在單元表面上的分布載荷。定義面載荷(續(xù))結(jié)構(gòu)分析中的壓力。熱分析中的對流和熱流密度。面載荷可以添加到線或面上 (實體模型上的實體)、以及節(jié)點或單元上。作用在線或面上的面載荷最終會傳到面內(nèi)各個單元上。舉例面載荷(續(xù))在塊頂面上施加均布壓力面載荷(續(xù))變化面載荷情形 梯度 在面載荷中可能會使用到。你可以給一按線性變化的面載荷指定一個梯度，例如水工結(jié)構(gòu)在深度方向上受到靜水壓。面載荷(續(xù))面載荷不是垂直于表面的情形某些類型的載荷只能作用在 面效應(yīng)單元上，這些單元的作用是將載荷傳遞到模型的其它單元：結(jié)構(gòu)

5、實體單元的切向 (或其它方向) 壓力。實體熱單元的輻射描述。體載荷體載荷 是分布于整個體內(nèi)或場內(nèi)的載荷。定義體載荷(續(xù))結(jié)構(gòu)分析中的溫度載荷。熱分析中生熱率。電磁場分析中電流密度。體載荷可以、添加到關(guān)鍵點或節(jié)點上。 (關(guān)鍵點上的體載荷最終將轉(zhuǎn)化成各個節(jié)點上的一組組體載荷。)舉例體載荷(續(xù))體載荷分布復(fù)雜情形體載荷分布一般都很復(fù)雜，必須通過其它分析才能得到，例如通過熱應(yīng)力分析獲得溫度分布。在某些情況下，體載荷是由當前分析結(jié)果決定，這就需要進行耦合場分析。結(jié)構(gòu)分析模型上溫度分布慣性載荷 慣性載荷 是由物體的慣性（質(zhì)量矩陣）引起的載荷，例如重力加速度，加速度，以及角加速度。定義慣性載荷(續(xù))特點慣性

6、載荷只有結(jié)構(gòu)分析中有。慣性載荷是對整個結(jié)構(gòu)定義的，是獨立于實體模型和有限元模型的。考慮慣性載荷就必須定義材料密度 (材料特性DENS)。繞Y軸的角速度添加載荷應(yīng)遵循的原則簡化假定越少越好。使施加的載荷與結(jié)構(gòu)的實際承載狀態(tài)保持吻合。準則添加載荷應(yīng)遵循的原則(續(xù))分析一受垂直載荷的托架。怎樣才能使模型左邊邊界在垂直方向上不存在運動？舉例: 向結(jié)構(gòu)添加匹配載荷添加載荷應(yīng)遵循的原則你可能 需要約束Y方向上的一個點 - 但這樣做會在約束點位置產(chǎn)生應(yīng)力奇異.constrainedpointstresssingularity舉例: 向結(jié)構(gòu)添加匹配載荷添加載荷應(yīng)遵循的原則如果你將整個左邊邊界的垂直自由度全部約

7、束，可能會更好些，但人為阻礙“泊松效應(yīng)”（即，一個方向上的應(yīng)力引起其它方向上的應(yīng)變），造成應(yīng)力場局部失真。constrainededge舉例: 向結(jié)構(gòu)添加匹配載荷添加載荷應(yīng)遵循的原則事實上，并沒有很好的方法向該結(jié)構(gòu)上添加垂直約束。如果希望得到精確的應(yīng)力，在分析中還應(yīng)當將托架的支撐部分考慮進來。舉例: 向結(jié)構(gòu)添加匹配載荷添加載荷應(yīng)遵循的原則如果你沒法做得更好，只要其它位置結(jié)果正確也是可以認為是正確的，但是你必須忽略“不合理”邊界的附近一定區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力。加載時，你必須十分清楚各個加載對象。更小的托架模型能更好地確定孔周圍的應(yīng)力。準則添加載荷應(yīng)遵循的原則除了對稱邊界外，實際上不存在真正的剛性邊界。不

8、要忘記泊松效應(yīng)。添加剛體運動約束, 但不能添加過多的（其它）約束： 一塊二維平面應(yīng)力、平面應(yīng)變、梁或桿模型至少需要三個約束。軸對稱模型至少需要一個（軸向）約束。三維實體或殼模型至少需要六個約束。準則X constraintsBracket該模型邊界條件合理?添加載荷應(yīng)遵循的原則實際上，集中載荷是不存在的。 然而，只要你不關(guān)心集中載荷作用區(qū)域的應(yīng)力，完全可以以集中載荷添加將載荷添加到模型上。 這是一個帶有切口的受拉板，如果你只關(guān)心切口區(qū)域的應(yīng)力，集中載荷加載是完全可以的。準則添加載荷應(yīng)遵循的原則軸對稱模型具有一些獨一無二的邊界特性 。在360度的基礎(chǔ)上輸入集中力和輸出反力，載荷大小等于整個周向力

9、的總和。軸對稱實體結(jié)構(gòu)，象實體桿件，應(yīng)當約束對稱軸方向上的自由度UX， 限制理論上可能存在的不真實零變形?？偧辛?= 2pr = 47,124 lb.準則三維結(jié)構(gòu)二維模型添加載荷應(yīng)遵循的原則簡化假定越少越好。使施加的載荷與結(jié)構(gòu)的實際承載狀態(tài)保持吻合Statically如果沒法做得更好，只要其它位置結(jié)果正確也是可以認為使正確的，但是你必須忽略“不合理”邊界的附近一定區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力。加載時，必須十分清楚各個載荷的施加對象。 除了對稱邊界外，實際上不存在真正的剛性邊界。不要忘記泊松效應(yīng)。添加剛體運動約束, 但不能添加過多的（其它）約束。 實際上，集中載荷是不存在的。 軸對稱模型具有一些獨一無二的邊界

10、特性 ?？偨Y(jié) .準則選擇求解器求解器 的功能是求解關(guān)于結(jié)構(gòu)自由度的聯(lián)立線性方程組 - 這個過程可能需要花費幾分鐘(1,000個自由度)到幾個小時或者幾天 (100,000 - 1,000,000 自由度)，基本上取決于你所用計算機的速度。對于簡單分析，可能需要一、兩次求解。對于復(fù)雜的瞬態(tài)或非線性分析，可能需要進行幾十次、幾百次、或者甚至幾千次求解。ANSYS提供了三個求解器用于一般求解：波前求解器（Frontal solver）和 PCG求解器（ PCG solver）（預(yù)條件共扼梯度, 或者 “Power求解器”）。稀疏矩陣求解器（Sparse solver） 也可以使用，主要用于非線性問題。波前求解器 / PCG求解器下面是二者的差別對比表：準則波前(Wavefront)求解器波前求解器經(jīng)常發(fā)出“主對角值”或“主元”為小或負的警告或錯誤信息，指出求解發(fā)生奇異。任何一條信息都指出某個特定的自由度從你的約束中忽略掉。Power求解器Power求解器不檢驗求解的奇異問題。存在奇異的情況下，它仍可以計算求解，或者結(jié)果不收斂，但仍然進行所有的PCG迭代計算，并輸出錯誤信息。練習 - 分析方案根據(jù)附錄提供的信息，以3或4個齒為組，確定齒輪的分析方