3种动载荷加载方法

此示例说明如何在ANSYS中控制载荷步长，以及应用动态载荷的三种载荷方法：多载荷步长法、表载荷法和函数载荷法。1 .问题的说明下端固定的圆柱的上表面承受图3-1所示的动压负荷，试图确认上表面位移响应。 已知圆柱长度为0.15m，直径为0.03m，材料弹性模量为2.06105MPa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3。0.5p/MPat/s22.5101.01.5图3-1动载荷图2 .多负荷步法计算多载荷步骤的想法是首先为每个载荷步骤应用载荷并设置载荷步骤参数。 然后，将每个载荷步骤写入载荷步骤文件，最后一次解决所有载荷步骤。 关于这个问题：定义载荷步骤1将约束添加到所需位置-将负载0应用于所需节点规定施加该力结束时间(1e-6 )，时间步骤0.05和变化方式表示是Ramp方式规定输出控制-将此载荷步骤写入载荷步骤文件1。定义载荷步骤2向请求的节点施加载荷22.5加上该力规定结束时间(0.5)，时间步0.05和变化方式表示是Ramp方式规定输出控制-将此载荷步骤写入载荷步骤文件2。定义载荷步骤3-将载荷值更改为10.0指定结束时间(1.0)。 其他设定与以前相同-将此载荷步骤写入载荷步骤文件3。定义载荷步骤4-删除力或将值设置为零规定结束时间(1.5)，变化方式为Stepped方式，其他设定与前面相同。-将此载荷步骤写入载荷步骤文件4预处理步骤1绘制模型(1)创建立方体：选择菜单main menu : preprocessormodelingcreatevolumecylindersolid cylinder，输入底面的中心坐标(0，0 )、半径0.03/2、高度0.15/2，然后单击OK按钮(2)保存几何模型：选择菜单Utility Menu:FileSave As，在“保存数据库”对话框的Save Database to中输入数据库名称： Geometry.db。步骤2属性的设定(1)单元格类型定义：选择菜单main menu : preprocessorelement typeadd/edit/delete，在单元格类型对话框中点击add按钮，在弹出式单元格库对话框中显示Solid和bret(2)定义材料特性：菜单main menu : preprocessormaterial propsmaterial model弹出的材料特性窗口中显示Structural、Linear、Elastic、 连续双击Isotropic，在弹出的对话框中，将EX (弹性模量)设定为2.06e 11的PRXY (泊松比)为0.3，单击OK按钮。 在“Material Models Available”列表框中，在“structural”“DENSity”和“密度dens”栏中输入7800，然后单击“确定”按钮。 退出材料定义窗口。步骤3网格分割(1)单元尺寸定义：菜单选择main menu :-preprocessormeshingmeshtool，点击mesh tool对话框Global项目的Set按钮，在单元尺寸对话框中设定为Size=5(单元长度5 )，OK(2)评分：选择菜单main menu : preprocessorMeshingMeshtool，选择mesh栏的Sweep单选按钮，点击mesh tool对话框的mesh按钮，在绘图区域中点击圆柱进行选择，左侧步骤4保存网格模型：菜单Utility Menu:FileSave As，在保存数据库对话框的Save Database to中输入数据库名称： Mesh.db。2 .解开步骤1指定分析类型：选择菜单main menu : solution-analysistype-new analysis，选择Transient单选按钮，选择Full单选按钮，然后单击OK按钮。步骤2向第一个载荷步骤施加载荷a )添加约束：选择菜单main menu : solution-define loads-apply-structure-displacement-on area，在绘图区域中单击圆柱体底部，在左侧的拾取对话框中单击apply按钮，然后约束b )添加载荷：选择菜单main menu : solution-define loads-apply-structure-pressure-on area，在绘图区域中单击圆柱体顶面，然后单击OK按钮。 在“应用载荷”对话框中，将VALUE=0设置为0，然后单击“确定”按钮。c )设定负载步骤：选择菜单main menu :-solutionanalysistypesolscontrol，如图2-16所示，在解除控制对话框的Basic卡上，进行Time at end of load step (结束时间) 为1 e-6“子步数”为5，Frequency为“写入子步数”，在解决控制对话框的Transient卡上设置“Ramped loading”单选按钮，然后单击“确定”按钮。d )写入加载步骤文件1 :选择菜单路径选择菜单main menusolutionloadstepoptswritelsfile以显示writeloadstep文件对话框。 在Load step file number n中输入1，然后单击OK按钮。图3-2求解控制对话框步骤3 向第二个载荷步骤施加载荷a )添加载荷：选择菜单main menu : solution-define loads-apply-structure-pressure-on area，在绘图区域中单击圆柱体顶面，然后单击OK按钮。 在“应用载荷”对话框中，将value设置为22.5，然后单击“确定”按钮。b )载荷步骤的设定：选择菜单main menu : solutionanalysistypesolscontrol，在解除控制对话框的Basic卡上进行以下设定： Time at end of load step (结束时间)为0.5、 单击“Number of substep”(子载荷步骤数)为5，Frequency为“write Every substep”(包含所有计算结果)的“OK”按钮。c )写入加载步骤文件2 :选择菜单路径选择菜单main menusolutionloadstepoptswritelsfile以显示writeloadstep文件对话框。 在Load step file number n中输入2，然后单击OK按钮。步骤4 向第三个载荷步骤施加载荷a )添加载荷：选择菜单main menu : solution-define loads-apply-structure-pressure-on area，在绘图区域中单击圆柱体顶面，然后单击OK按钮。 在“应用载荷”对话框中，将value设置为10，然后单击“确定”按钮。b )载荷步骤的设定：选择菜单main menu : solutionanalysistypesolscontrol，在解除控制对话框的Basic卡上进行以下设定： Time at end of load step (结束时间)为1.0， 单击“Number of substep”(子载荷步骤数)为5，Frequency为“write Every substep”(包含所有计算结果)的“OK”按钮。c )写入加载步骤文件3 :选择菜单路径选择菜单main menusolutionloadstepoptswritelsfile，显示writeloadstep文件的对话框。 在Load step file number n中输入3，然后单击OK按钮。步骤5 对第4个载荷步骤施加载荷a )添加载荷：选择菜单main menu : solution-define loads-apply-structure-pressure-on area，在绘图区域中单击圆柱体顶面，然后单击OK按钮。 在“应用载荷”对话框中，将VALUE=0设置为0，然后单击“确定”按钮。b )载荷步骤的设定：在解除控制对话框的Basic卡上，选择菜单main menu : solutionanalysistypesolscontrol，计时结束加载步骤(结束时间)为1.5， 子载荷步数为5 Frequency时为write Every substep (包含所有计算结果)，在解算器控制对话框的Transient卡上设置“Stepped loading”单选按钮，然后单击“OK”按钮c )写入加载步骤文件4 :选择菜单路径选择菜单main menusolutionloadstepoptswritelsfile，显示writeloadstep文件的对话框。 在Load step file number n中输入4，然后单击OK按钮。步骤6求解：选择菜单main menusolutionsolvefromlsfile，显示Solve Load Step Files对话框。 在Starting LS file number中输入1，在Ending LS file number中输入4。 按一下确定按钮。 解决方案完成后，将显示Solution is done提示对话框。 按一下关闭。3 .结果处理观察开机自检26节点146的偏移时间历史结果步骤1定义结果变量：选择菜单Main Menu: TimeHist Postpro，单击按钮，单击nodalisolutiondodsolutionz-componentsofdisplacement，然后单击val up 单击“确定”按钮，单击图形区域顶部的节点，然后在“选择”对话框中单击“确定”按钮。步骤2绘制位移响应曲线：选择菜单Main Menu: TimeHist Postpro，按以前定义的时间选择变量，单击按钮绘制位移响应曲线。 参见图3-9(a )。图3-1位移响应曲线Finish/Clear/PREP7CYL4，0.03/2，0.15ET，1，SOLID185MP，EX，1，2.06 e11MP，PRXY，1，0.3MP，DENS，1,7800ESIZE，0，5VSWEEP，AllFINISH/SOLANTYPE，4TRNOPT，FULLNSUBST，5，0，0OUTRES，ERASEOUTRES，ALL，ALLKBC，0时间，1e-6DA，1，ALLSFA，2，1，PRES，0LSWRITE，1TIME，0.5SFA，2，1，PRES，22.5LSWRITE，2TIME，1.0SFA，2，1，PRES，10LSWRITE，3TIME，1.5KBC，1SFA，2，1，PRES，0LSWRITE，4LSSOLVE，1，4，1FINISH/POST26文件，文件，rst。NSOL，2，96，u，z，UZ_2PLVAR，23 .工作台负荷法解决工作台负荷法的想法首先是用工作台表示负荷-时间履历。 然后，用数组参数定义载荷随时间变化的表。 最后，施加工作台载荷，作为载荷步骤一次求解。 表载荷法加载过程：定义表参数表-应用现有表载荷-表载荷步长控制。 该问题的载荷表如下：表3-1负荷-时间履历表序列号时间/秒负荷10020.522.531.01041.000001051.50预处理对多重载荷步骤计算重复适当的步骤，或创建保存的网格模型数据库Mesh.db。解开步骤1指定分析类型：选择菜单main menu : solution-analysistype-new analysis，选择Transient单选按钮，选择Full单选按钮，然后单击OK按钮。步骤2添加约束：选择菜单main menu : solutiondefine loadsapplystructuredisplacementon area，在绘图区域中单击圆柱体的底面，然后在左侧的拾取对话框中单击apply按钮步骤3定义表载荷a )定义表：选择菜单utility menu : parameter-array parameter-define/edit，在数组定义对话框中单击Add按钮，在新的数组对话框中将Parameter Name设置为表加载按一下参数类型、I、j、k(5，1，1 )、Var1和确定按钮，完成表格定义。b )填