ansys加载与求解第8章

1、第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解分析类型与求解过程分析类型与求解过程 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项施加结构载荷施加结构载荷求解控制求解控制 多载荷步求解多载荷步求解 中断和重新启动求解过程中断和重新启动求解过程 施加载荷是进行有限元分析的关键一步，施加载荷是进行有限元分析的关键一步，可以直接对实体模型施加载荷，也可以对可以直接对实体模型施加载荷，也可以对网格划分之后的有限元模型施加载荷。当网格划分之后的有限元模型施加载荷。当施加载荷完毕并对模型进行了网格划分之施加载荷完毕并对模型进行了网格划分之后，就可以选择适当的求解器对问题进行后，就可以选择适当的求解器对问题进行求解。求解。第

2、八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解如右图所示，求解器菜单系统如右图所示，求解器菜单系统包括下列子菜单项包括下列子菜单项 ：（1）Analysis Type：选择分析：选择分析类型并针对分析类型设置分析类型并针对分析类型设置分析选项。选项。（2）Define Loads：施加各种：施加各种载荷。载荷。（3）Load Step Opts：设置载：设置载荷步选项。荷步选项。（4）Solve：执行求解。：执行求解。 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解 如果一个完整的求解过程只需要一个载荷步如果一个完整的求解过程只需要一个载荷步求解就可以完成，则称之为单载荷步求解，求解就可以完成，则称之为

3、单载荷步求解，其分析的基本步骤如下：其分析的基本步骤如下：（1）选择分析类型。）选择分析类型。（2）设置分析类型选项。）设置分析类型选项。（3）施加边界条件与载荷。）施加边界条件与载荷。（4）设置载荷步选项。）设置载荷步选项。（5）执行求解。）执行求解。 第一节第一节 分析类型与求解过程分析类型与求解过程第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解 选择菜单路径选择菜单路径Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis，弹出，弹出New Analysis对话框，对话框，在结构分析时显示下列分析类型选项：在结构分析时显示下列分析类型选项：【Static】：静力

4、】：静力/稳态求解。稳态求解。【Modal】：模态求解。】：模态求解。【Harmonic】：谐响应求解。】：谐响应求解。【Transient】：瞬态求解。】：瞬态求解。【Spectrum】：谱求解。】：谱求解。【Eigen Buckling】：特征屈曲求解。】：特征屈曲求解。【Substructuring/CMS】：子结构，计算超单】：子结构，计算超单元生成超单元矩阵。元生成超单元矩阵。 选择其中的一个分析类型，单击选择其中的一个分析类型，单击OK按钮。按钮。第一节第一节 分析类型与求解过程分析类型与求解过程第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解第

5、二节第二节 载荷与载荷步选载荷与载荷步选项项 载荷显示载荷显示 载荷分类载荷分类 设置载荷步选项设置载荷步选项 施加载荷的途径施加载荷的途径 载荷分类载荷分类 ANSYS中载荷（中载荷（Loads）包括边界）包括边界条件和作用力。条件和作用力。ANSYS的结构载荷可分为的结构载荷可分为6大类：大类：位移（位移（DOF）约束、集中力载荷、）约束、集中力载荷、表面载荷、体载荷、惯性载荷和耦表面载荷、体载荷、惯性载荷和耦合场载荷。合场载荷。第二节第二节 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解设置载荷步选项设置载荷步选项 载荷步选项（载荷步选项（Load step

6、 options）是用于表示控制）是用于表示控制载荷应用的选项（如时间、载荷应用的选项（如时间、子步数、时间步及载荷阶子步数、时间步及载荷阶跃或逐渐递增等）的总称。跃或逐渐递增等）的总称。选 择选 择 M a i n M e n u SolutionLoad Step Opts菜单，可展开载荷步选项菜单，可展开载荷步选项菜单，如右图所示。菜单，如右图所示。第二节第二节 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解设置载荷步选项设置载荷步选项 在整个时间历程中，载荷在整个时间历程中，载荷存在两种变化方式：存在两种变化方式：（1）阶跃加载）阶跃加载（Stepped）

7、：如右图（）：如右图（A）所示，表示载荷按照阶梯所示，表示载荷按照阶梯突变方式变化。突变方式变化。（2）逐步加载）逐步加载（Ramped）：如右图（）：如右图（B）所示，表示载荷按照线性所示，表示载荷按照线性渐变方式变化。渐变方式变化。第二节第二节 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加载荷的途径施加载荷的途径 在在ANSYS中，施加载荷可以有以中，施加载荷可以有以下两种途径：下两种途径：1. 在实体几何模型上施加载荷在实体几何模型上施加载荷 2. 在有限元模型上施加载荷在有限元模型上施加载荷 第二节第二节 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项 第八章第八

8、章 施加载荷与求解施加载荷与求解载荷显示载荷显示 （1）选择）选择Utility Menu PlotCtrlsSymbols菜单，将菜单，将弹出右图所示的对话框。弹出右图所示的对话框。（2）在【）在【Boundary condition symbol】单选列表中选中】单选列表中选中All BC+Reaction选项，然后选项，然后单击单击OK按钮即可。如果在按钮即可。如果在【Boundary condition symbol】单选列表中选中】单选列表中选中None选项，则可关闭载荷显选项，则可关闭载荷显示。示。第二节第二节 载荷与载荷步选项载荷与载荷步选项 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷

9、与求解第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷 施加体载荷施加体载荷 施加位移约束施加位移约束 施加集中力载荷施加集中力载荷 施加表面载荷施加表面载荷 施加惯性载荷施加惯性载荷 施加特殊载荷施加特殊载荷 如右图所示，定义载荷选如右图所示，定义载荷选择菜单路径择菜单路径Main Menu Solution Define Loads，其下级子菜单项及其用法其下级子菜单项及其用法如下：如下： （1）Settings：定义载荷设：定义载荷设置。置。（2）Apply：施加各种载荷。：施加各种载荷。（3）Delete：删除各种载荷。：删除各种载荷。（4）Operat

10、e：载荷操作运：载荷操作运算。算。第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加位移约束施加位移约束 位移约束又称位移约束又称DOF约束，是对约束，是对模型在空间中的自由度的约束。模型在空间中的自由度的约束。位移约束可施加于节点、关键点、位移约束可施加于节点、关键点、线和面上，用来限制对象某一方线和面上，用来限制对象某一方向上的自由度。向上的自由度。 第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加集中力载荷施加集中力载荷 如右图所示，施加如右图所示，施加集中力载荷选择菜集中力载荷选择菜单路径单路径Main Menu S

11、olutionDefine LoadsApply StructuralForce/ Moment。 第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加表面载荷施加表面载荷 如右图所示，施加如右图所示，施加表面载荷（压力载表面载荷（压力载荷）选择菜单路径荷）选择菜单路径Main Menu SolutionDefine LoadsApp1y Structural Pressure。第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加体载荷施加体载荷 体载荷是作用于模型体积上的载荷。体载荷是作用于模型体积上的载荷。结构分析中的体载荷主

12、要是指温度结构分析中的体载荷主要是指温度分布载荷。分布载荷。 选择选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructural TemperatureOn Nodes菜单，弹出菜单，弹出图形选取对话框，选择适当的节点，图形选取对话框，选择适当的节点，单击单击OK按钮按钮 。在【。在【VAL1 Temperature value】文本框中输入】文本框中输入温度值，单击温度值，单击OK按钮即可。按钮即可。 第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加惯性载荷施加惯性载荷 惯性载荷中最常见的是重力载荷。惯性载荷中最常见的是重力载

13、荷。 选择选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructural InertiaGravityGlobal菜单菜单 。 在【在【ACELY Global Cartesian Y-comp】文本框中输入重力加速度】文本框中输入重力加速度9.8，然后单击，然后单击OK按钮即可。按钮即可。 第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解施加特殊载荷施加特殊载荷 除了以上介绍的常见载除了以上介绍的常见载荷外，在荷外，在ANSYS中中还提供了还提供了一些特殊载荷的施加方法。一些特殊载荷的施加方法。如耦合场载荷、轴对称载荷如耦合场载荷

14、、轴对称载荷和预应力载荷等。和预应力载荷等。 第三节第三节 施加结构载荷施加结构载荷第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解求解控制的求解控制的Basic选项卡选项卡 选择菜单选择菜单Main MenuSolution Analysis Type Soln Controls，弹出如右图所示的弹出如右图所示的对话框，包含对话框，包含5个个选项卡。选项卡。第四节第四节 求解控制求解控制 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解求解控制的求解控制的Basic选选项卡项卡（1）【）【Analysis Options】：求解类】：求解类型选项型选项（2）【）【Time Control】：载荷步时间】

15、：载荷步时间控制选项控制选项（3）【）【Write items to Results File】：】：写入结果文件中的结果项设置选项。写入结果文件中的结果项设置选项。 第四节第四节 求解控制求解控制 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解选择合适的求解器选择合适的求解器 ANSYS提供了多种求解有限元方程的提供了多种求解有限元方程的方法：直接解法、稀疏矩阵法、雅可方法：直接解法、稀疏矩阵法、雅可比共轭梯度法、不完全乔类斯基共轭比共轭梯度法、不完全乔类斯基共轭梯度法、条件共轭梯度法和自动迭代梯度法、条件共轭梯度法和自动迭代法等。进行求解时，程序默认的求解法等。进行求解时，程序默认的求解器是直

16、接解法。器是直接解法。 第四节第四节 求解控制求解控制 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解 在在ANSYS中，进行多载荷步求解的基本方中，进行多载荷步求解的基本方法主要有两种：法主要有两种： 1多重求解法多重求解法 多重求解方法是最常用的方法，它的步骤多重求解方法是最常用的方法，它的步骤是在每个载荷步定义好后就执行是在每个载荷步定义好后就执行SOLVE命令。命令。 2载荷步文件法载荷步文件法 载荷步文件法是将每一载荷步写入到载荷载荷步文件法是将每一载荷步写入到载荷步文件中，然后通过一条命令就可以读入步文件中，然后通过一条命令就可以读入每个载荷步文件并获得解答。每个载荷步文件并获得解答。 第五节第五节 多载荷步求解多载荷步求解 第八章第八章 施加载荷与求解施加载荷与求解 用户可以中断正在运行的用户可以中断正在运行的ANSYS求解。求解。在一个多任务操作系统中完全中断一在一个多任务操作系统中完全中断一个非线性分析时，会产生一个放弃文个非线性分析时，会产生一个放弃文件，命名为件，命名为Jobname.abt。在平衡方程。在平衡方程迭代的开始，如果迭代的开始，如果ANSYS程序发现在程序发现在工作目录中有这样一个文件，则分析工作目录中有这样一个文件，则分析过程将