ansys加载(部编)课件

高级加载技术载荷考虑与其它单个分析因素相比，选择合适的载荷对你的分析结果影响更大。将载荷添加到模型上一般比确定是什么载荷要简单的多。载荷分类载荷包括边界条件和内外环境对物体的作用。可以分成以下几类：定义自由度约束集中载荷面载荷体载荷惯性载荷自由度约束自由度约束就是给某个自由度(DOF)指定一已知数值(值不一定是零)。定义集中载荷集中载荷就是作用在模型的一个点上的载荷。定义集中载荷(续)结构分析中的力和弯矩。热分析中热流率。集中载荷可以添加到节点和关键点上。(添加到关键点上的力将自动转化到相连的应节点上。)举例集中载荷(续)集中载荷通常是向由梁(beam)、杆(spars)和弹簧(springs)构成的非连续性的模型添加载荷的一种途径。对于由壳单元(shells)、平面单元(XYplaneelements)或者三维实体单元(3-Dsolids)等组成连续性模型，集中载荷意味存在应力奇异点。如果你不关心(集中载荷作用)节点处的应力，这样做是可以接受的。对于结构分析而言面载荷面载荷就是作用在单元表面上的分布载荷。定义面载荷(续)结构分析中的压力。热分析中的对流和热流密度。面载荷可以添加到线或面上(实体模型上的实体)、以及节点或单元上。作用在线或面上的面载荷最终会传到面内各个单元上。面载荷(续)变化面载荷情形

梯度在面载荷中可能会使用到。你可以给一按线性变化的面载荷指定一个梯度，例如水工结构在深度方向上受到静水压。面载荷(续)面载荷不是垂直于表面的情形某些类型的载荷只能作用在面效应单元上，这些单元的作用是将载荷传递到模型的其它单元：结构实体单元的切向(或其它方向)压力。实体热单元的辐射描述。体载荷体载荷是分布于整个体内或场内的载荷。定义体载荷(续)结构分析中的温度载荷。热分析中生热率。电磁场分析中电流密度。体载荷可以、添加到关键点或节点上。(关键点上的体载荷最终将转化成各个节点上的一组组体载荷。)举例体载荷(续)体载荷分布复杂情形体载荷分布一般都很复杂，必须通过其它分析才能得到，例如通过热应力分析获得温度分布。在某些情况下，体载荷是由当前分析结果决定，这就需要进行耦合场分析。结构分析模型上温度分布惯性载荷

惯性载荷是由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷，例如重力加速度，加速度，以及角加速度。定义惯性载荷(续)惯性载荷只有结构分析中有。惯性载荷是对整个结构定义的，是独立于实体模型和有限元模型的。考虑惯性载荷就必须定义材料密度(材料特性DENS)。绕Y轴的角速度添加载荷应遵循的原则简化假定越少越好。使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合如果没法做得更好，只要其它位置结果正确也是可以认为使正确的，但是你必须忽略“不合理”边界的附近一定区域内的应力。加载时，必须十分清楚各个载荷的施加对象。除了对称边界外，实际上不存在真正的刚性边界。不要忘记泊松效应。添加刚体运动约束,但不能添加过多的（其它）约束。实际上，集中载荷是不存在的。

准则表格载荷•表格载荷可以控制载荷分布（坐标、温度、时间等）•并非所有荷载类型都可以用表格载荷对于结构分析来说：位移、力和力矩、压力、温度载荷支持•输入表格载荷的格式：SF,all,conv,%sycnv%,tbulk（也可用GUI）•表格载荷的定义：用数据表来定义表格载荷数据表的变量为主变量，变量名要和各种荷载对应的主变量名一致，这样程序才能识别荷载是依据什么而变化。结构分析的主变量名：位移：TIME,X,Y,Z,TEMP

力和力矩：TIME,X,Y,Z,TEMP

压力：TIME,X,Y,Z,TEMP

温度：TIME,X,Y,Z

其他更复杂的主变量(如速度、材料等）需要用函数加载（后面介绍）详细说明可参阅Applyingloadsusingtablearrayparameters表格载荷例：plane42划分平面网格（5×5正方形区域）数据表ppp第一变量名定义为x

数据表为：012453

将此表格作为压力载荷施加于网格y=5的边界节点上。则此边界上的压力为双线性分布，x=0处为1，x=2处为4，x=5处为3函数加载•函数加载比表格载荷更高级，可以完成所有表格荷载的功能，主变量更丰富。•和函数加载一样，并非所有荷载类型都可以用函数加载对于结构分析来说：位移、力和力矩、压力、温度载荷支持•函数加载的定义：

1先定义函数（需要用函数编辑器）

2保存函数

3读入函数，同时生成数据表用与前面同样的例子说明：

regime：两个区：0-2,2-5regime1：function=1+1.5xregime2：function=4-(x-2)*(4-c)/3（设x=5处压力为变量c，本例中为3）载荷的其他操作方式•梯度载荷•载荷的叠加、覆盖•载荷的缩放•载荷的转移载荷的其他操作方式•ANSYS允许按比例放大或者缩小加在有限元模型(网格和节点)的荷载，在GUI下可以通过以下路径进行:

MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Operate>ScaleFELoads>Forces

MainMenu>Solution>DefineLoads>Operate>ScaleFELoads>Forces

或者使用命令:FSCALE

ANSYS无法对加在几何实体上的荷载比例放大,但是可以使用SBCTRAN命令预先将几何实体上的荷载转化成节点上的荷载:

MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Operate>TransfertoFE>

MainMenu>Solution>DefineLoads>Operate>TransfertoFE>表面效应单元怎样施加如下的压力荷载:象剪切荷载一样与表面相切的荷载?象螺栓荷载一样在表面上变化的荷载?象屋顶上风载荷一样与面成一定角度的载荷?表面效应单元为处理一些问题提供了有效的方法。...表面效应单元特点:象“皮肤”一样覆盖在网格表面如同面载荷的管道很容易创建:选择感兴趣表面上的节点.激活恰当的单元类型执行ESURF(或Preprocessor>Create>Elements>SurfEffect>...).选择所有节点...表面效应单元对2-D和3-D模型:SURF151&153是线单元(热和结构的)，表示2-D模型的边。SURF152&154是面单元(热和结构的)，表示3-D模型的面。本节只讨论SURF154,其他单元可同理处理。SURF154同单元参考手册中的描述l...表面效应单元SURF154使用不同的单元面号来接受不同类型的载荷。面号在“ApplyPRESonelems”对话框中(Solution>-Loads-Apply>Pressures>OnElements),如下所示.

或在SFE

命令的LKEY范围内:SFE,ELEM,LKEY,PRES,,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4...表面效应单元假设给一套SURF154单元施加幅值为1000的压力，它的方向取决于使用了单元的那一个面。 面1:法线方向的压力.正值作用到单元里(沿着单元坐标-Z的方向).例如:sfe,all,1,pres,,1000(选定所要的单元之后)....表面效应单元 面2和3:切向压力，分别沿着单元坐标X和Y例如:sfe,eflat,3,pres,,1000sfe,eslope,2,pres,,1000 (eflat

和eslope由单元构成)...表面效应单元 面4:法向压力,渐变压力.数值=P1+XgP2+YgP3+ZgP4P1-P4

被列入VAL1-VAL4

（SFE

命令）Xg,Yg,Zg

是单元积分点的笛卡尔坐标.P2,P3,P4

分别是总体坐标中的斜率，若留空白缺省为P1正值作用到单元里(沿单元坐标-Z的方向).XgP2Xg=0P1...表面效应单元 内容4(续):例如,施加一沿X方向、大小从200到1000的渐变压力，作用范围在X轴上的-2到+2斜率P2=(1000-200)/4=200;P3=0;P4=0P1

是在Xg=0处的值,按P1=2(200)+200=600计算sfe,eflat,4,pres,,600,200,0,0...表面效应单元 面5P1数值的压力矢量.方向=P2,P3,P4

现在代表矢量的方向余弦，对数值无影响。例如:sfe,eflat,5,pres,,1000,-1,-1,0

定义了X-Y面内45度方向的压力...表面效应单元 内容5(续):压力矢量的幅值也依赖KEYOPT(11).KEYOPT(11)=0(缺省)和1给单元的投影面（垂直于荷载）施加压力。对螺钉荷载有用(或销钉荷载).例如:sfe,ecurv,5,pres,,1000,0,-1,0

在曲面上定义了一螺栓荷载。如下图位置1轮廓线所示。...表面效应单元KEYOPT(11)=2对整个面施加压力。对斜面有用(如屋顶)或风载荷。如:sfe,eslope,5,pres,,1000,0,-1,0

对整个斜面定义了完全相同的压力。如下图所示...表面效应单元练习螺栓扭转选择求解器求解器的功能是求解关于结构自由度的联立线性方程组-这个过程可能需要花费几分钟(1,000个自由度)到几个小时或者几天(100,000-1,000,000自由度)，基本上取决于你所用计算机的速度。对于简单分析，可能需要一、两次求解。对于复杂的瞬态或非线性分析，可能需要进行几十次、几百次、或者甚至几千次求解。

ANSYS提供了三个求解器用于一般求解：波前求解器（Frontal