ansys加載與求解第8章

第八章施加載荷與求解分析類型與求解過(guò)程載荷與載荷步選項(xiàng)施加結(jié)構(gòu)載荷求解控制

多載荷步求解

中斷和重新啟動(dòng)求解過(guò)程

施加載荷是進(jìn)行有限元分析的關(guān)鍵一步，可以直接對(duì)實(shí)體模型施加載荷，也可以對(duì)網(wǎng)格劃分之后的有限元模型施加載荷。當(dāng)施加載荷完畢并對(duì)模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分之后，就可以選擇適當(dāng)?shù)那蠼馄鲗?duì)問(wèn)題進(jìn)行求解。第八章施加載荷與求解如右圖所示，求解器菜單系統(tǒng)包括下列子菜單項(xiàng)：（1）AnalysisType：選擇分析類型并針對(duì)分析類型設(shè)置分析選項(xiàng)。（2）DefineLoads：施加各種載荷。（3）LoadStepOpts：設(shè)置載荷步選項(xiàng)。（4）Solve：執(zhí)行求解。

第八章施加載荷與求解單載荷步求解過(guò)程

如果一個(gè)完整的求解過(guò)程只需要一個(gè)載荷步求解就可以完成，則稱之為單載荷步求解，其分析的基本步驟如下：（1）選擇分析類型。（2）設(shè)置分析類型選項(xiàng)。（3）施加邊界條件與載荷。（4）設(shè)置載荷步選項(xiàng)。（5）執(zhí)行求解。第一節(jié)分析類型與求解過(guò)程第八章施加載荷與求解選擇分析類型

選擇菜單路徑MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis，彈出NewAnalysis對(duì)話框，在結(jié)構(gòu)分析時(shí)顯示下列分析類型選項(xiàng)：【Static】：靜力/穩(wěn)態(tài)求解?！綧odal】：模態(tài)求解?！綡armonic】：諧響應(yīng)求解?！綯ransient】：瞬態(tài)求解?！維pectrum】：譜求解?！綞igenBuckling】：特征屈曲求解?！維ubstructuring/CMS】：子結(jié)構(gòu)，計(jì)算超單元生成超單元矩陣。選擇其中的一個(gè)分析類型，單擊OK按鈕。第一節(jié)分析類型與求解過(guò)程第八章施加載荷與求解第八章施加載荷與求解第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)

載荷顯示載荷分類設(shè)置載荷步選項(xiàng)

施加載荷的途徑

載荷分類

ANSYS中載荷（Loads）包括邊界條件和作用力。ANSYS的結(jié)構(gòu)載荷可分為6大類：位移（DOF）約束、集中力載荷、表面載荷、體載荷、慣性載荷和耦合場(chǎng)載荷。第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)第八章施加載荷與求解設(shè)置載荷步選項(xiàng)

載荷步選項(xiàng)（Loadstepoptions）是用于表示控制載荷應(yīng)用的選項(xiàng)（如時(shí)間、子步數(shù)、時(shí)間步及載荷階躍或逐漸遞增等）的總稱。選擇MainMenu>Solution>LoadStepOpts菜單，可展開載荷步選項(xiàng)菜單，如右圖所示。第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)第八章施加載荷與求解設(shè)置載荷步選項(xiàng)

在整個(gè)時(shí)間歷程中，載荷存在兩種變化方式：（1）階躍加載（Stepped）：如右圖（A）所示，表示載荷按照階梯突變方式變化。（2）逐步加載（Ramped）：如右圖（B）所示，表示載荷按照線性漸變方式變化。第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)第八章施加載荷與求解施加載荷的途徑

在ANSYS中，施加載荷可以有以下兩種途徑：1.在實(shí)體幾何模型上施加載荷2.在有限元模型上施加載荷第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)第八章施加載荷與求解載荷顯示

（1）選擇UtilityMenu>PlotCtrls>Symbols菜單，將彈出右圖所示的對(duì)話框。（2）在【Boundaryconditionsymbol】單選列表中選中AllBC+Reaction選項(xiàng)，然后單擊OK按鈕即可。如果在【Boundaryconditionsymbol】單選列表中選中None選項(xiàng)，則可關(guān)閉載荷顯示。第二節(jié)載荷與載荷步選項(xiàng)第八章施加載荷與求解第八章施加載荷與求解第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷

施加體載荷

施加位移約束

施加集中力載荷施加表面載荷

施加慣性載荷

施加特殊載荷

如右圖所示，定義載荷選擇菜單路徑MainMenu>Solution>DefineLoads，其下級(jí)子菜單項(xiàng)及其用法如下：（1）Settings：定義載荷設(shè)置。（2）Apply：施加各種載荷。（3）Delete：刪除各種載荷。（4）Operate：載荷操作運(yùn)算。第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加位移約束

位移約束又稱DOF約束，是對(duì)模型在空間中的自由度的約束。位移約束可施加于節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、線和面上，用來(lái)限制對(duì)象某一方向上的自由度。

第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加集中力載荷

如右圖所示，施加集中力載荷選擇菜單路徑MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment。

第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加表面載荷

如右圖所示，施加表面載荷（壓力載荷）選擇菜單路徑MainMenu>Solution>DefineLoads>App1y>Structural>Pressure。第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加體載荷

體載荷是作用于模型體積上的載荷。結(jié)構(gòu)分析中的體載荷主要是指溫度分布載荷。選擇MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Temperature>OnNodes菜單，彈出圖形選取對(duì)話框，選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)，單擊OK按鈕。在【VAL1Temperaturevalue】文本框中輸入溫度值，單擊OK按鈕即可。

第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加慣性載荷

慣性載荷中最常見的是重力載荷。選擇MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Inertia>Gravity>Global菜單。在【ACELYGlobalCartesianY-comp】文本框中輸入重力加速度9.8，然后單擊OK按鈕即可。

第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解施加特殊載荷

除了以上介紹的常見載荷外，在ANSYS中還提供了一些特殊載荷的施加方法。如耦合場(chǎng)載荷、軸對(duì)稱載荷和預(yù)應(yīng)力載荷等。

第三節(jié)施加結(jié)構(gòu)載荷第八章施加載荷與求解求解控制的Basic選項(xiàng)卡

選擇菜單MainMenu>Solution>AnalysisType>Sol’nControls，彈出如右圖所示的對(duì)話框，包含5個(gè)選項(xiàng)卡。第四節(jié)求解控制

第八章施加載荷與求解求解控制的Basic選項(xiàng)卡（1）【AnalysisOptions】：求解類型選項(xiàng)（2）【TimeControl】：載荷步時(shí)間控制選項(xiàng)（3）【W(wǎng)riteitemstoResultsFile】：寫入結(jié)果文件中的結(jié)果項(xiàng)設(shè)置選項(xiàng)。

第四節(jié)求解控制

第八章施加載荷與求解選擇合適的求解器

ANSYS提供了多種求解有限元方程的方法：直接解法、稀疏矩陣法、雅可比共軛梯度法、不完全喬類斯基共軛梯度法、條件共軛梯度法和自動(dòng)迭代法等。進(jìn)行求解時(shí)，程序默認(rèn)的求解器是直接解法。

第四節(jié)求解控制

第八章施加載荷與求解在ANSYS中，進(jìn)行多載荷步求解的基本方法主要有兩種：1．多重求解法多重求解方法是最常用的方法，它的步驟是在每個(gè)載荷步定義好后就執(zhí)行SOLVE命令。2．載荷步文件法載荷步文件法是將每一載荷步寫入到載荷步文件中，然后通過(guò)一條命令就可以讀入每個(gè)載荷步文件并獲得解答。

第五節(jié)多載荷步求解

第八章施加載荷與求解用戶可以中斷正在運(yùn)行的ANSYS求解。在一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)中完全中斷一個(gè)非線性分析時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)放棄文件，命名為Jobname.abt。在平衡方程迭代的開始，如果ANSYS程序發(fā)現(xiàn)在工作目錄中有