3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术3.5.1 ANSYS 3.5.1 ANSYS 荷载概述荷载概述在这一节中将讨论:有限元分析软件及应用 8有限元分析软件及应用 8A. 载荷分类3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术 B. 加载C. 节点坐标系D. 校验载荷孙瑛孙瑛 E. 删除载荷哈哈尔尔滨滨工工业业大学空大学空间结间结构研构研究中心究中心2010秋2010秋SSRCSSRC1/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A理技术A. 载荷分类B. 加载A. 载荷分类B. 加载ANSYS中的载荷可分为: 可在实体模型或 FEA 模型节点和单元上加载自由度DOF - 定义节点的自由度( DOF )值结构分析_ 沿单元边界均布的压力沿线均布的压力位移集中载荷 - 点载荷结构分析_力面载荷 - 作用在表面的分布载荷结构分析_压力在关键点处在节点处约约束体积载荷 - 作用在体积或场域内热分析_ 体积膨胀、内生束成热、电磁分析_ magnetic current density等实体模型 FEA 模型惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷重力、角速度等在关键点加集中力在节点加集中力SSR SSRC C SSR SSRC C2/ 76 3/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A处理技术加载续加载续加载续加载续直接在实体模型加载的优点: 在FEA模型加载的优点:+ 几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局 + 可方便在节点上施加荷载或约束.部网格修改不影响载荷.Guidelines Guidelines+ 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.直接在实体模型加载的缺点: 在FEA模型加载的缺点:?ANSYS网格划分命令生成的单元处于当前激活的单 ?任何网格修改都会使已加荷载无效。
元坐标系中. 因此,实体模型和FEA模型有可能具有不同的坐标系和加载方向。
SSRC SSRCSSRC SSRC4/ 76 5/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化实体模型加载:到有限元模型.因此, 加载到实体的载荷将自动转化Main Menu: Solution -Loads- Apply到其所属的节点或单元上。
均布压力转化到以线为边界的沿线均布的压力各单元上加载到实体的载荷自动转化说明: 可通过在preferences 中选择适当的到其所属分析类型过滤菜单中的选项。
的节点或实体模型FEA 模型单元上使用约束扩展选项时SSR SSRC C SSR SSRC C6/ 76 7/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A23.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续加载集中载荷在左下角展示的二维实体单元中,我们注意到在加力位置出现最大应力 S 23,854。
一个力就是可以在一个节点或关键点处施加的集中载荷也可以叫当在力附近的节点和单元不被选中时,S 12,755 就会移到底部角点处,这是由于在该角点处约束引起的另一“点载荷”处应力奇异。
和力一样,点载荷适合于线状模型,如梁,桁架,弹簧等。
在实体单元或壳单元中, 点载荷往往引起应力奇异,但当忽略了附近的应力时,它仍然是可接受的。
记住,可以通过选择来忽略附近施加了点载荷的单元。
SSRC SSRCSSRC SSRC8/ 76 9/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续加载集中载荷通过不选底部角点附近的节点和单元,就可以在上孔附近施加一个力需要有以下信息:得到预期的应力 S 8,098。
节点号可以通过拾取确定力的大小单位应与正在使用的单位系统保持一致力的方向 ? FX, FY, 或 FZ使用:Solution - Loads - Apply Force/Moment或命令 FK 或 FSSR SSRC C SSR SSRC C10 / 76 11 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A 3拾取 lines3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续加载加载续续加载面力载荷加载面力载荷(续)Main Menu: Solution -Loads- Apply Pressure On Lines500 500L3VALI 500坡度压力载荷沿起始关输入一个拾取键点I 线性变化到第二Line 压力值即为 1000均布载荷,500 个关键点 J。
L3VALI 500两个数值VALJ 1000定义如果加载后坡度的方向坡度压力相反, 将两个压力数值颠1000倒即可。
500说明:压力数值为正表示其方向指向表面L3VALI 1000VALJ 500SSRC SSRCSSRC SSRC12 / 76 13 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续加载续加载续加载约束载荷(续)加载约束载荷在线和面上加载位移约束:在关键点加载位移约束:Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On LinesMain Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On + OR On Areas+Keypoints +Expansion option 可使相同的载荷加在位拾取于两关键点连线的所有节点上keypoints例K6要固定一边,只要拾取关键点6 、7, 并设置all DOFs 0和 KEXPNDyes.K7SSR SSRC C SSR SSRC C14 / 76 15 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A43.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续 C. C. 节点坐标系节点坐标系加载惯性力所有的力,位移,和其它与方向有关的节点量都惯性荷载当模型具有质量有效时,通过指定密度施加。
也可以在节点坐标中说明。
可以通过使用质量单元(如MASS21,但通过密度施加输入量:的方法更常用且更有效。
力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZMain Menu: Solution -Loads- Apply -位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZStructural- Inertia ? Gravity Global耦合和约束方程命今:MP, DENS, 1, 7850其它ACEL,,, 9.8输出量:计算出的位移 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ其它SSRC SSRCSSRC SSRC16 / 76 17 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术节点坐标系节点坐标系节点坐标系节点坐标系节点坐标系和模型中的每个节点有关。