ansys加載與求解(上機(jī)5)

ANSYS加載與求解一、載荷種類(lèi)

在不同的學(xué)科中，載荷的具體含義也不盡相同結(jié)構(gòu)分析：位移、力、壓力、溫度、重力；熱力分析：溫度、熱流速率、對(duì)流、內(nèi)部熱生成等；磁場(chǎng)分析：磁場(chǎng)、磁通量、磁場(chǎng)段、源流密度、；電場(chǎng)分析：電勢(shì)（電壓）、電流、電荷、電荷密度等；流體分析：流速、壓力等對(duì)不同學(xué)科而言，載荷分為六類(lèi)：（2）Force（集中載荷或力載荷）：施加于模型節(jié)點(diǎn)上的集中載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為力和力矩；（3）Surfaceload(表面載荷)：為施加于模型某個(gè)表面上的分布載荷。在結(jié)構(gòu)分析中被指定為壓力；（4）Bodyload(體積載荷)：為施加于模型上的體積載荷或者場(chǎng)載荷。在結(jié)構(gòu)分析中為溫度。（5）Inertiaload（慣性載荷）：由物體的慣性引起的載荷，如重力加速度、角加速度。主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。（6）Coupled-fieldloads（耦合場(chǎng)載荷）：為以上載荷的一種特殊情況，是從一種分析得到的結(jié)果作為另一種分析的載荷。（1）DOFconstraint(DOF約束）:定義節(jié)點(diǎn)的自由度值，在結(jié)構(gòu)分析中該約束被指定為位移和對(duì)稱邊界條件。1.施加在實(shí)體模型上ANSYS在求解前先將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型上。優(yōu)點(diǎn):

（1）模型載荷獨(dú)立于有限元網(wǎng)格之外，不必因?yàn)榫W(wǎng)格重新劃分而重新加載；（2）通過(guò)圖形拾取加載時(shí)，實(shí)體較少，施加載荷簡(jiǎn)易。二、加載方式及其優(yōu)缺點(diǎn)施加在有限元模型上優(yōu)點(diǎn)：

（1）約束可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上（2）載荷可以直接施加在節(jié)點(diǎn)上缺點(diǎn)：（1）任何對(duì)于有限元網(wǎng)格的修改都會(huì)使已施加的載荷無(wú)效，需要?jiǎng)h除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷；（2）不方便處理線載荷和面載荷，因?yàn)樵瓉?lái)施加在一條線上的載荷需要逐個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)拾取，原來(lái)施加在一個(gè)面上的載荷需要逐個(gè)單元來(lái)拾取，非常麻煩。

結(jié)構(gòu)分析涉及到的所有載荷中，慣性載荷施加于整個(gè)模型，除此之外，其它載荷既可以施加于實(shí)體圖元（點(diǎn)、線、面），也可以施加在有限元模型上（節(jié)點(diǎn)、單元）。載荷可以進(jìn)行施加(Apply)、刪除(Delete)、運(yùn)算(Operate)。步驟：1選擇載荷形式

2選擇加載的對(duì)象

3指定載荷的方向和數(shù)值三、載荷的施加

在結(jié)構(gòu)分析中，DOF約束中有UX、UY、UZ(X、Y、Z方向平動(dòng)自由度）及RTOX、RTOY、RTOZ（X、Y、Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），位移方向與總體坐標(biāo)軸正向相同時(shí)取正值，否則取負(fù)值。DOF的復(fù)雜情況：施加對(duì)稱或者反對(duì)稱DOF約束施加耦合DOF約束1加載自由度(DOF)約束關(guān)鍵點(diǎn)的擴(kuò)展約束K1K2在關(guān)鍵點(diǎn)（或節(jié)點(diǎn)）上加載位移約束在線（或面）上加載位移約束

對(duì)稱約束與反對(duì)稱約束的示意圖：解釋?zhuān)簩?duì)于如圖給定的坐標(biāo)系而言，對(duì)稱約束表示對(duì)稱面上所有點(diǎn)UX=0，ROTZ＝0，ROTY＝0在對(duì)稱面上的對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束：（1）對(duì)稱約束限制對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的位移自由度。（2）反對(duì)稱約束限制了對(duì)稱面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)在對(duì)稱面內(nèi)的兩個(gè)方向位移自由度，同時(shí)限制了垂直于對(duì)稱面的旋轉(zhuǎn)自由度。力（FX、FY、FZ）：X軸、Y軸、Z軸方向的集中力力矩（MX、MY、MZ）：繞X軸、Y軸、Z軸的力矩只能施加在關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上。2施加集中載荷正值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向一致，負(fù)值表示力的方向與坐標(biāo)軸正向相反當(dāng)表面載荷方向指向物體內(nèi)部時(shí)取正值，否則取負(fù)值，ANSYS不僅可以將表面載荷施加在線上、面上，還可以將表面載荷施加在節(jié)點(diǎn)、單元以及梁上。在線（或面）上施加分布載荷3施加分布載荷

若分布載荷為均布載荷，只需在對(duì)話框的第一個(gè)輸入欄中輸入相應(yīng)的分布載荷值；若同時(shí)輸入第二個(gè)值，從線的起始到終點(diǎn)，沿線的方向，承受從第一個(gè)值到第二個(gè)值線性過(guò)渡的分布載荷。

注意：

ANSYS中的線是有方向的，相當(dāng)于從起始關(guān)鍵點(diǎn)到終止關(guān)鍵點(diǎn)的一條矢量線，這在很多分析中非常重要。觀察方向從實(shí)用菜單PlotCtrls>Symbol中設(shè)置Linedirrctionon線上分布力加載的起始方向在相連的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷注意：在節(jié)點(diǎn)上施加分布載荷必須選取兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)在單元上施加分布載荷

單元上的載荷是均布的，只在VALUE輸入框中輸入載荷值即可；如果不是均布載荷，則需要輸入其它節(jié)點(diǎn)上的載荷值。各節(jié)點(diǎn)之間的載荷分布規(guī)律，按線性變化處理。4施加體積載荷

在結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中，體積載荷是溫度。在ANSYS程序當(dāng)中，體積載荷可以施加在節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體、單元上5施加慣性力載荷

在結(jié)構(gòu)分析中，慣性載荷有加速度、角加速度等。慣性載荷只有在模型具有質(zhì)量的時(shí)候才有效。ANSYS程序不允許用戶刪除慣性載荷，要取消慣性載荷只需將其值設(shè)為0參數(shù)說(shuō)明：NSET－耦合標(biāo)號(hào)；Lab－耦合自由度；GUI方式在彈出拾取對(duì)話框后，拾取需要耦合的若干節(jié)點(diǎn)，單擊OK，進(jìn)入耦合設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置耦合約束來(lái)模擬鉸鏈、無(wú)摩擦滑動(dòng)器、萬(wàn)向節(jié)、無(wú)摩擦接觸面等問(wèn)題。一個(gè)耦合約束是設(shè)置一組被約束在一起，有著相同大小但數(shù)值未知的自由度。

6耦合約束(CoupleDOFs)耦合編號(hào)

提示：（1）耦合設(shè)置的標(biāo)號(hào)是為了區(qū)分不同耦合設(shè)置的，必須是一個(gè)自然數(shù)，每次生成新的耦合都應(yīng)該輸入不同的標(biāo)號(hào)；（2）耦合設(shè)定的都是節(jié)點(diǎn)，因此耦合操作必須在劃分單元后進(jìn)行，不可以耦合關(guān)鍵點(diǎn)、線和面；

對(duì)于需要在同一位置的所有節(jié)點(diǎn)之間自動(dòng)生成耦合關(guān)系的情況，選擇主菜單中：GUI:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes，如左圖所示。在對(duì)話框中選擇耦合自由度，然后輸入容差的值，單擊OK，則完成距離小于容差設(shè)定的相同位置節(jié)點(diǎn)的自由度耦合。例如：需要耦合節(jié)點(diǎn)30、31、32的X方向自由度，使之成為一個(gè)可以沿Y軸滑動(dòng)的滑動(dòng)副，使用如下命令：四載荷顯示與控制1、在圖形中顯示載荷2、載荷的刪除