ANSYS表面效应单元线加载.docVIP

本例主要说明如何使用表面效应线单元 SURF156 来定义线段上的分布载荷。所使用的几何模型是一个长方体 20*40*200，准备在长方体右端上方线段上施加分布载荷，如下图所示：为采用MAP方式划分网格，定义单元类型SOLID45：命令：ET，SOLID45为施加线分布载荷，定义单元类型 Surf156：命令：ET，SURF156设置表面效应单元SURF156的单元选项：压力坐标系用局部坐标系，K5选择No-不用方向节点，其余用默认值。注意后面需要定义一个局部坐标系。为定义单元类型Surf156，需要先对线段划分线单元，为此，需先定义单元类型MESH200：命令：ET，MESH200设置不参与求解的单元类型MESH200的单元选项：将MESH200设置为3D，2节点线单元。定义材料属性：命令：MPTEMP,$MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,201000 $ MPDATA,PRXY,1,0.3创建长方体：20*40*200 命令： BLC4, , ,20,40,200 对长方体划分网格：首先设置单元尺寸为10。 命令：ESIZE, 10 然后选择长方体划分网格： 命令：MSHAPE,0,3d$MSHKEY,1$VMESH, 1$MSHKEY,0 网格划分结果如下图：由于对长方体划分的是实体网格，为了在线段6上生成表面效应单元SURF156，还必需对线段划分线单元。首先打开线编号显示： 命令： /PNUM, line, on 绘制线，可以看到线的编号： 使用mesh200单元，对线6划分线单元。 首先设置默认单元属性为单元类型3；材料1： 命令： TYPE, 3 $ MAT, 1 选择线6划分网格： 命令： Lmesh, 6 再选择线6上的mesh200单元及节点，步骤是：1选择线6： Utility Menu Select Line By Num/Pick 在拾取框中输入6，回车 OK2选择属于线6的实体(KP点、节点和单元)： Utility Menu Select Everything Belowe SelectedLines然后，点击：Utility Menu List Status Global Status，显示当前选择的实体数： 可以看到，当前选择集中只有 4 个单元，即线 6 上的 4 个 mesh200 单元，以及属于这些单元的 5 个节点。 为了生成表面效应单元，设置默认单元属性为：单元类型SURF156，材料1：命令：TYPE, 2$MAT, 1 再使用当前节点集创建SURF156单元：命令 ESURF, 0 生成表面效应单元后，可以列表单元进行检查： Utility Menu List Elements可以看到，当前有4个MESH200单元 (TYPE 3)、4个SURF156单元 (TYPE 2)。但是各单元的坐标系是0，需要改为局部坐标系： 关闭线编号显示： 命令： /PNUM, line, off 为了方便，将Multi-Plot功能设置为同时显示：KP点、线和单元： 然后使用Multi-Plot显示实体：以下准备在表面效应单元上施加压力载荷。 为了表面效应单元上施加压力载荷，需要定义一个局部坐标系并将单元坐标系修改为该局部坐标系。使用3个KP点定义直角坐标系： 在弹出的拾取对话框中，选择3个KP点： 所创建的局部坐标系与总体直角坐标系的坐标轴平行。上图中，选择第三个KP点后，弹出创建局部坐标系的对话框。在其中：输入坐标系编号11，选择坐标系类型为Cartesian直角坐标系：命令：CSKP,11,0,2,4,1,1,1,下面将所有表面效应线单元的单元坐标系转换为局部坐标系11。先选择所有表面效应线单元：在实体选择对话框中，设置实体类型为Elements，方法为ByAttribute，属性类型为Elem type num，单元类型编号2，然后点击Apply。再显示所有单元：命令：ESEL,S,TYPE,2 修改表面效应单元的单元坐标系为局部坐标系11：命令： EMODIF, ALL, ESYS,11, 在SURF156单元上施加(X)方向的分布载荷： 不同的LKEY值对应不同的载荷方向。在局部坐标系11中，x方向对应LKEY=1，-X方向将载荷输入为负值： 为了看清分布载荷的方向，设置边界条件的显示方式： LKEY=1，Value=-10时，压力沿x方向，符合要求： 在实际问题中，可以试用不同的LKEY施加压力载荷，找出符合自己要求的LKEY值。此外，如果发现载荷方向相反，可以将载荷值改为负值，使载荷方向符合要求。 约束z=0的端面上所有节点的全部自由度。先选择z=0处的节点，点击Apply；然后Nplot显示节