表面单元ANSYS单元特性实用教案

1、使用使用(shyng)单元单元A. 单元坐标系B. 表面(biomin)效应单元第1页/共19页第一页，共20页。使用使用(shyng)单元单元A. 单元坐标系单元坐标系 模型中每一个单元都有一个单元坐标系与之相关 目的(md)在于确定下列量的方向: 各向异性材料熟悉(EX, KXX, etc.) 求解中应变和应力的计算(EPX, SX, SY, etc.) ESYS是单元的另一种属性第2页/共19页第二页，共20页。使用使用(shyng)单元单元单元坐标系单元坐标系 缺省单元方向取决于单元类型，如: 线单元的取向(q xin)从节点I到J是单元的X轴 壳通常缺省为: 从节点I到J是单元的X轴

2、 单元的平面上Y垂直于 X 单元的Z通过右手定则垂直于X-Y 实体单元缺省为总体笛卡尔IJXXYZIJKLIJKPMNOXgYgZgXYZ第3页/共19页第三页，共20页。使用使用(shyng)单元单元单元坐标系单元坐标系 需要改变单元坐标系的情况: 实体单元的材料属性方向，代表玻璃纤维，不与总体笛卡尔坐标系平行 给施加(shji)在表面效应单元上的切向压力取向XgYgZgX第4页/共19页第四页，共20页。使用使用(shyng)单元单元单元坐标系单元坐标系 改变缺省的单元坐标系ESYS, 需要将其对应一个定义(dngy)的局部坐标系(CSYS 11 或更大) 步骤如下: 1.定义(dngy)

3、一个合适方向的局部坐标系 位置一般是任意的 Utility Menu WorkPlane Local Coordinate Systems Create Local CS第5页/共19页第五页，共20页。使用使用(shyng)单元单元 单元坐标系单元坐标系2. 选择需要(xyo)的单元3. 修改所选单元的单元坐标系到步骤1中定义的局部坐标系号Preprocessor Move/Modify -Elements- Modify Attrib或 EMODIF 命令(如emodif,all,esys,11)4. 重新激活所有的单元并将其变换到前面的坐标系(CSYS).第6页/共19页第六页，共20页

4、。使用单元使用单元(dnyun)B. 表面效应单元表面效应单元(dnyun) 如何定义这样的压力载荷: 与表面相切，诸如剪切载荷? 沿表面空间变化的载荷，诸如螺栓载荷? 与一表面成一定角度，诸如屋顶的冰载荷? 表面效应(xioyng)单元 提供了一种有效的处理途径第7页/共19页第七页，共20页。使用使用(shyng)单元单元 .表面效应单元表面效应单元 它们覆盖在划分了网格(wn )的表面象一层“皮肤” 作用如同是表面载荷的导轨 生成十分容易: 选择表面上的节点 激活适当的单元类型 执行ESURF (or Preprocessor Create Elements Surf Effect .)

5、. 选择所有节点第8页/共19页第八页，共20页。使用单元使用单元 .表面表面(biomin)效应单元效应单元 对二维和三维模型都可用: SURF151及153 是线单元(热和结构(jigu) 用于二维模型的边界 SURF152及154 是面单元(热和结构(jigu) 用于三维模型的表面 这里只讨论SURF154单元第9页/共19页第九页，共20页。使用单元使用单元(dnyun) .表面效应单元表面效应单元(dnyun) SURF154 利用不同的单元表面号接受不同类型的载荷 面号是“Apply PRES on elems” 对话框区域输入(shr)(Solution -Loads- Appl

6、y Pressures On Elements)或SFE 命令的LKEY 区域： SFE, ELEM, LKEY, PRES, , VAL1, VAL2, VAL3, VAL4第10页/共19页第十页，共20页。使用单元使用单元 .表面表面(biomin)效应单元效应单元面 1:法向压力正值进入单元(沿单元坐标-Z方向(fngxing).例如: sfe,all,1,pres,1000 (在选择了相应单元之后)第11页/共19页第十一页，共20页。使用单元使用单元 .表面表面(biomin)效应单元效应单元面2及3:切向压力, 分别(fnbi)沿单元 X 及 Y方向例如:sfe,eflat,3,

7、pres,1000sfe,eslope,2,pres,1000(eflat 及eslope 是由单元组成的部件)第12页/共19页第十二页，共20页。使用使用(shyng)单元单元 .表面效应单元表面效应单元面 4:法向压力, 有梯度的。幅值= P1 + XgP2 + YgP3 + ZgP4P1-P4 通过(tnggu)SFE命令的VAL1-VAL4指定Xg,Yg, Zg 是单元积分点的总体笛卡尔坐标位置P2,P3,P4 分别是总体X,Y,Z 坐标的坡度，如果不填缺省为P1正值作用到单元里(沿单元坐标-Z向)XgP2Xg=0P1第13页/共19页第十三页，共20页。使用使用(shyng)单元单

8、元 .表面效应单元表面效应单元面4 (续):例如, 在总体坐标的X向施加渐变( jinbin)的200到1000的压力, X值变化范围为 -2 到+2:斜率 P2 = (1000-200)/4 = 200; P3 = 0; P4 = 0P1 是Xg=0的值, 计算为P1 = 2(200) + 200 = 600sfe,eflat,4,pres,600,200,0,0第14页/共19页第十四页，共20页。使用使用(shyng)单元单元 .表面效应单元表面效应单元面 5幅值为P1 的矢量相关压力(yl)方向= P2,P3,P4 现代表矢量的方向余弦，对幅值没有贡献例如: sfe,eflat,5,p

9、res,1000,-1-1,0 定义在XY平面内45度方向的压力(yl)242322g4g3g2PPPZPYPXP第15页/共19页第十五页，共20页。使用单元使用单元 .表面表面(biomin)效应单元效应单元面 5 (续):矢量相关的压力幅值还与KEYOPT(11)的设定相关KEYOPT(11)=0 (缺省) 及1 施加压力到表面效应单元的投影面上对螺栓载荷很有益处（pin loading）例如: sfe,ecurv,5,pres,1000,0,-1,0 定义(dngy)曲面上的螺栓载荷，如下的后处理云图第16页/共19页第十六页，共20页。使用单元使用单元(dnyun) .表面效应单元表

10、面效应单元(dnyun) KEYOPT(11)=2 施加压力到整个表面上(min shn) 用于倾斜的表面(如屋顶) 或风载 例如: sfe,eslope,5,pres,1000,0,-1,0 定义均匀、完全的压力到倾斜表面的所有面上(min shn)，如下所示第17页/共19页第十七页，共20页。使用单元使用单元(dnyun) .表面效应单元表面效应单元(dnyun) 表面效应单元(dnyun)的其他应用: 实体单元(dnyun)的扭转载荷 借助修改的单元(dnyun)坐标系施加切向的压力 用于轴和螺栓 热应用(SURF151 & 152)有很多功能, 包括: 一维管单元(dnyun)FLUID116的热和质量传输 易于计算通过一个表面的热损失(或获取) 辐射第18页/共19页第十八页，共20页。感谢您的观看(gunkn)！第19页/共19页第十九页，共20页。NoImage内容(nirng)总结使用单元。模型中每一个单元都有一个单元坐标系与之相关。缺省单元方向取决于单元类型，如:。实体(sht)单元的材