ansys workbench 15.0 边界条件.ppt

边界条件 1 惯性边界条件 1 1加速度 加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上 由于加速度施加到系统上 惯性将阻止加速度所产生的变化 因此惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反 加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert Acceleration 则在细窗口出现定义加速度设置面板 该面板包括两个选项 模型范围选择 Scope 和定义方法 Definition 1 惯性边界条件 1 2标准的地球重力 可以作为一个载荷施加 其值为9 80665m s2 在国际单位制中 标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴 不需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力 该边界条件适用于显示动力学 刚体动力学 静力学分析和瞬态结构动力学分析的二维或三维模型 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert StandardEarthGravity 则在细窗口出现如图所示的定义重力加速度设置面板 该面板包括两个选项 模型范围选择 Scope 和定义方法 Definition 1 惯性边界条件 1 3转动速度 转动速度是另一个可以实现的惯性载荷 整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转 可以通过定义一个矢量来实现 给定转速大小和旋转轴 也可以通过分量来定义 在总体坐标系下指定点和分量值 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert RotationalVelocity 则在细节窗口出现如图所示的定义转速的设置面板 该面板暴力两个个选项 模型范围选择 Scope 和定义方法 Definition 2 载荷类型边界条件 2 1压力 压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致 正值代表进入表面 例如压缩 负值代表从表面出来 例如抽气等 压力的单位为每个单位面积上力的大小 即Pa 如图所示给出了施加压力示意图 该边界条件支持谐响应分析 显示动力学分析 结构静力学分析和瞬态动力学分析 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert Pressure 则在细节窗口出现如图所示的定义压力的设置面板 该面板包括个选项 模型范围选择 Scope 和定义方法 Definition 2 载荷类型边界条件 2 2静水压力 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert HydrostaticPressure 则在细节窗口出现如图所示的定义静水压力的设置面板 该面板包括四个选项 模型范围选择 Scope 定义方法 Definition 静水的加速度 HydrostaticAcceleration 和自由面位置 FreeSurfaceLocation 图给出了在图中设置后产生的静水压力云图 2 载荷类型边界条件 2 2静水压力 2 载荷类型边界条件 2 3集中力 力可以施加在结构的最外面 边缘或者表面如图所示 力将分布到整个结构当中去 这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上 每个表面将承受这个力的一半 力单位为质量 长度 时间2 力可以通过定义矢量 大小以及分量来施加 2 载荷类型边界条件 2 3集中力 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert Force 则在细节窗口出现如图所示的定义集中力的设置面板 该面板包括两个选项 模型范围选择 Scope 定义方法 Definition 2 载荷类型边界条件 2 4远端力 允许在面或者边上施加偏置的力 设定力的初始位置 利用顶点 圆或者x y z的坐标 力可以通过矢量和大小或者分量来定义 这个在面上将得到一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩 这个力分布在表面上 但是包括了由于偏置力而引起的力矩 远端力可以施加在空间的任意位置 它的理论根据为工程力学中的力的平移定理 该定理叙述如下 2 载荷类型边界条件 2 4远端力 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert RemoteForce 则在细节窗口出现如图所示的定义集中力的设置面板 该面板包括三个选项 载荷作用范围 Scope 定义方法 Definition 和高级选项 Advanced 2 载荷类型边界条件 2 4远端力 图5 13和图5 14分别给出了耦合作用面和柔性变形作用面对应的总体变形云图 由图可知 将远端力作用面设置为耦合 则该作用面的法向保持不变 而将远端力作用面的设置为柔性或刚体 则该作用面会随着载荷变形而移动 2 载荷类型边界条件 2 5轴承载荷 轴承载荷仅适用于圆柱形表面 其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷 轴向载荷分量沿着圆周均匀分布 一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷 假如一个圆柱表面切分为两个部分 那么在施加轴承载荷的时候一定要保证这两个柱面都要选中 载荷的单位同力的单位 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert BearingLoad 则在细节窗口出现如图所示的定义轴承载荷的设置面板 该面板包括两个选项 载荷作用范围 Scope 和定义方法 Definition 2 载荷类型边界条件 2 5轴承载荷 如图给出了竖直向上轴承载荷径向力分布图 由图可知 轴承载荷的径向力实际值作用于半个圆柱面 并且与轴承载荷方向相同的圆柱面的径向力最大 而与轴承载荷方向垂直的圆柱面径向力为0 2 载荷类型边界条件 2 6螺栓预紧力 在圆柱形截面上施加预紧载荷以模拟螺栓联接 螺栓预紧载荷只能在3D模拟中采用 需要定义一个以z轴为主方向的局部柱坐标系 允许多个实体施加一个预紧载荷 如一个螺栓载荷应用到划分为多体零件的螺栓上 2 载荷类型边界条件 2 6螺栓预紧力 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert BoltPretension 则在细节窗口出现如图5 18所示的定义螺栓预紧力的设置面板 该面板包括两个选项 载荷作用范围 Scope 和定义方法 Definition 2 载荷类型边界条件 2 7力矩 对于实体 力矩可以施加在任意表面 假如选择了多个表面 那么力矩将分摊在这些表面上 力矩可以用矢量及其大小或者分量来定义 当用矢量表示时 其遵守右手法则 在实体表面 力矩也可以施加在顶点或边缘 这与通过矢量或分量定义的以表面为基础的力矩类似 力矩的单位为力乘上长度 2 载荷类型边界条件 2 7力矩 在支持的求解环境中 右击求解类型 选择Insert Moment 则在细节窗口出现如图所示的定义力矩的设置面板 该面板包括三个选项 载荷作用范围 Scope 和定义方法 Definition 和高级选项 Advanced 2 载荷类型边界条件 2 8线性压力 线性压力只能用于三维模拟中 通过载荷密度形式给一个边上施加一个分布载荷 单位是单位长度上的载荷 如果用户将施加线性压力的边的几何参数进行了参数话 如果该边变大或缩小后 线性压力保持不变 但是总压力会随之增大或缩小 3 位移约束 3 1完全固定约束 完全固定约束 可以施加在点 线 面上 并且在这些位置的位移设置为0 即为完全刚性约束 3 位移约束 3 2位移约束 位移约束 可以施加在点 线 面上 并且在这些位置上1可以设置0位移和非0位移约束 0位移约束等效于完全固定 非0位移约束 相当于位移载荷 用户可以通过指定不同的坐标系 施加径向和周向约束 3 位移约束 3 3远端位移约束 用户可以在点 线和面上施加远端位移 远端位移可以在实体模型的边界上引入转动自由度 3 位移约束 3 4无摩擦支撑 无摩擦支撑约束条件 只能施加到面上 它约束面地法向运动 而允许面在切向上可以自由运动 无摩擦运动 相当于约束一个方向自由度 释放两个方向自由度 3 位移约束 3 5只压缩支撑 只压缩支撑约束条件 只能施加到面上 它