车辆结构有限元建模技术载荷与约束

1、车辆结构有限元分析第四章 车辆结构有限元建模技术几何建模接触网格划分载荷与约束四、载荷与约束1.载荷 在ANSYS WB Mechanical中提供了三种类型的常用载荷：结构载荷惯性载荷结构支撑（约束）四、载荷与约束1.1 力和压力 打开load_force.wbpj，双击A4Model，启动ANSYS Workbench Mechanical， 点击Static Structure，看上方 Loads项，出现下拉菜单。 实例：试着操作施加力。四、载荷与约束实例： 打开Load_pressure,施加压力，查看Mises应力情况。四、载荷与约束1.2惯性载荷 惯性载荷包括加速度和重力加速度。在

2、程序内部加速度是通过惯性力施加到结构上，而惯性力的方向与所施加的加速度的方向正好相反。打开Accelerate_Gravity.wbpj文件。四、载荷与约束1.3旋转速度 旋转速度可以通过鼠标选中设置Uiits单位为RPM（转/分）。实例： 打开Rotational_velocity.wbpj，施加Rotational velocity，转速为3000r/min。四、载荷与约束1.4轴承载荷 轴承载荷仅适用于圆柱形表面。需注意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部分，在施加轴承载荷时一定要保证这两个圆柱面都要选中。 轴承载荷可以通过矢量和幅值来定义。具体来看一个实例，打开

3、bearing_load.wbpj。四、载荷与约束 对比：若将Bearing Load改为Force，大小和方向不变，查看两种应力的分布情况。四、载荷与约束1.5力矩载荷 力矩可施加在任意实体的表面。若选择了多个表面，力矩将分摊在这些表面上。实例： 打开文件Load_Moment.wbpj。 四、载荷与约束1.6螺栓载荷(Bolt Pretension) 在Mechanical中加载螺栓连接只能在3D模型中加载。螺栓载荷只能够加在圆柱表面。四、载荷与约束1.6螺栓载荷实例：右图螺栓紧固组合件，法兰和轴管由螺栓紧固，轴管底部为固定约束螺栓大小为M16，其预紧力为107000N，组件材料性能如下：

4、 名称名称材料材料弹性模量弹性模量E Mpa泊松比泊松比屈服极限屈服极限Mpa轴管Q460206000.28460法兰盘Q235A211000.288235螺栓40Cr211000.277785四、载荷与约束1.6螺栓载荷 首先将该部件进行简化处理；定义材料；定义相关接触；注意：接触类型有一定限制接触部位名称接触部位名称轴管与螺栓接触轴管与螺栓接触轴管与法兰接触轴管与法兰接触螺栓与法兰接触螺栓与法兰接触接触类型接触类型Bond不能是不能是Bond，用用Rough可定义为可定义为Bond或或Rough四、载荷与约束1.6螺栓载荷 另外，螺栓载荷的分析与网格精度相关性较大，故网格精度要达到一定的要

5、求。（建议最好采用六面体分化，左图网格大小为1mm）四、载荷与约束1.6螺栓载荷 增加Bolt Pretension载荷，设定约束；边界条件和分析结果如下：四、载荷与约束2.约束 主要有Fixed Support、Displacement、Frictionless Support、Compression Support、Cylindrical Support等。四、载荷与约束2.1 固定约束ixed Support 可以固定面、线、点。约束所有自由度。四、载荷与约束2.2 位移约束Displacement 可施加在几何体的面、线、点上。允许在X、Y和Z进行定义位移量。1）当某一方向的位移量输入0值，代表此方向被约束；2）Free：代表不受限制；3）当某一方向的位移量输入非0数值，代表强制位移（相当于增加一个载荷）。四、载荷与约束2.3 无摩擦约束Frictionless Support 无摩擦约束实际是在面上施加了法向约束。对称实体受到对称的外载荷时，这个约束可以作为简化后模型（简化一半模型）的边界条件（对称约束）。 该约束不仅抑制面的移动，而且还约束了面在法向方向上不发生变形。四、载荷与约束2.4 圆柱面约束