《加载边界条》PPT课件

加载边界条件,第9章,对模型施加载荷约束，然后通过求解器计算有限元解。载荷可以在前处理器或求解器中施加。,第9章-加载概述,载荷可以分为五类：自由度约束指定自由度值。诸如应力分析中的位移或热分析中的温度。集中载荷点载荷。如力或热流率。表面载荷分布在表面的载荷，如压力或对流。体载荷体或场载荷，如温度（引起膨胀）或内部热生成率。惯性载荷由于结构质量或惯性引起的载荷，如重力或转动速度。,第9章-加载定义载荷,可以对实体模型加载或对有限元模型直接加载（节点和单元）实体模型更容易加载，因为可供拾取的实体少。而且，实体模型加载荷是独立于网格的。如果改变网格无需重新加载。,节点约束,FEA模型,单元表面施加压力,节点力,线约束,实体模型,线上施加压力,第9章-加载定义载荷,无论怎样加载，求解器最终将把载荷加在有限元模型上。因此，在求解时加在实体模型上的载荷，将自动转化到有限元模型上。在求解之前，通过使用SBCTRAN命令，也可以将实体模型载荷转化到有限元模型上。在察看实体模型和有限元模型上所有载荷的时候经常用到。例如，如果压力是加在面上，在绘制单元的时候将见不到压力，必须通过SBCTRAN命令或者在求解之后才能看到。,第9章-加载定义载荷,输入一个压力值即为均布载荷,两个数值定义坡度压力,说明：压力数值为正表示其方向指向表面,MainMenu:Solution-Loads-ApplyPressureOnLines,加载面力载荷,拾取Line,VALI=500,VALI=500VALJ=1000,VALI=1000VALJ=500,L3,1000,500,500,坡度压力载荷沿起始关键点(I)线性变化到第二个关键点(J)。如果加载后坡度的方向相反,将两个压力数值颠倒即可。,加载面力载荷,所有的力、位移和其它与方向有关的节点参量，都在节点坐标系中描述。输入参量：力和力矩FX,FY,FZ,MX,MY,MZ位移约束UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ节点耦合与节点约束方程等输出参量：计算得到的位移UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ反力FX,FY,FZ,MX,MY,MZ其它,第9章-加载节点坐标系,加载菜单,加载菜单,节点坐标系和模型中的每个节点有关。缺省时，节点坐标系与整体直角坐标系一致。例如，所有施加的力和位移约束，缺省时都是在整体直角坐标系中。,第9章-加载.节点坐标系,必要时，可以把节点坐标系旋转到不同的方位。例如：模拟一个斜的滚动支座。施加径向力、切向力。施加径向约束（比如模拟一个承受压力的刚性销）、切向约束。,第9章-加载.节点坐标系,第9章-加载.节点坐标系,旋转节点坐标系分四步：1.选择想要旋转的节点。2.激活想要旋转节点的坐标系(或事先，生成一个局部坐标系），例如，CSYS,1。3.选择MainMenuPreprocessorModelingMove/ModifyRotateNodeCSToActiveCS,然后按PickAll按钮。或使用NROTAT,ALL。4.重新激活所有节点。,注意：当在反对称约束上施加对称约束时，ANSYS自动旋转边界上所有节点。重要提示：节点坐标系经常采用笛卡尔坐标系。NROTAT只是简单的将节点坐标系转到局部坐标系或者整体坐标系，但是节点坐标系与他们没有任何依赖或联系，节点坐标系只对节点上的结果起作用。,第9章-加载.节点坐标系,位移约束也被用于施加对称和反对称边界条件。对称边界条件：指向边界的位移和绕边界的转动被固定。反对称边界条件：平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定。,反对称边界ROTX=0UY=UZ=0,对称边界UX=0ROTY=ROTZ=0,Y,X,第9章-加载位移约束,力是施加在节点或关键点的集中载荷（或“点载荷”）。点载荷适合于线单元模型，例如，梁，桁架，翼梁，弹簧等。在实体单元或壳单元中，点载荷往往引起应力异常，如忽略点附近应力，结果仍然可以接受。请记住：可以通过选择“忽略”施加点载荷的单元（unselect）。,第9章-加载集中载荷,在下面左图所示的二维实体单元中，注意加力位置出现最大应力SMAX(24,652)。当不选择力附近的节点单元时，SMAX(12,279)就会移到底部角点处，这是由该角点处约束引起的另一处应力异常。,第9章-加载.集中载荷,不选底部角点附近的节点和单元，可以在孔附近得到预期的应力SMAX(7,895)。,第9章-加载集中载荷,注意：对轴对称模型：输入整个360上的力的值。输出值(反力)也是基于整个360上的值。例如，假定一个半径为r的圆柱形壳体，边缘施加Plb/in的载荷，把这个载荷施加在二维轴对称壳模型上(例如SHELL51单元)，要施加2prP的力。,r,Plb/in,2prPlb,第9章-加载集中载荷,载荷步,说明载荷步的含义一个载荷步是指边界条件和载荷选项的一次设置，用户可对此进行一次或多次求解。一个分析过程可以包括：单一载荷步（常常这是足够的）多重载荷步有二种基本方法可用来定义并求解多载荷步多次求解方法载荷步文件方法,多载荷步方法,有多个载荷情况可以这样处理:在一个载荷步求解所有载荷单独施加每一个载荷条件并求解多个载荷步,多载荷步方法,利用多载荷步可以:将结构对每一种载荷条件的响应分别处理出来；在后处理中将这些响应以任何方式合并起来(称为载荷工况组合，只对线性分析有效)两种方式定义求解多载荷步:多步求解的方法载荷步文件方法,多载荷步方法,多步求解的方法在不离开求解器的情况下，顺序求解适合于批处理方式,输入或建立模型划分网格施加载荷求解(载荷步1)施加不同的载荷求解(载荷步2)施加不同的载荷求解(载荷步3)等等查看结果,操作期间不可查看结果,载荷步文件方法将载荷步信息写到载荷文件中:Solution-LoadStepOpts-WriteLSFile或用LSWRITE命令载荷文件命名为jobname.s01,.s02,.s03,等在所有载荷写出后，可用一个命令LSSOLVE或Solution-Solve-FromLSFiles顺序读入每一个文件并求解,输入或建立模型划分网格施加载荷写载荷文件(.s01)施加不同载荷写载荷文件(.s02)施加不同载荷写载荷文件(.s03)等等从载荷文件求解查看结果,多载荷步方法,删除载荷,MainMenu:Solution-Loads-Delete,选项只删除模型选定的载荷。,AllLoadData选项可同时删除模型中的任一类载荷。,检查施加的载荷激活载荷符号画图：UtilityMenuPlotCtrlsSymbols或用命令-/PBC,