ansys_workbench_15.0_边界条件幻灯片.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InsertAcceleration，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InsertStandardEarthGravity，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InsertRotationalVelocity，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InsertPressure，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InsertHydrostaticPressure，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InsertForce，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InsertRemoteForce，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InsertBearingLoad，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InsertBoltPretension，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InsertMoment，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，它只约