《ANSYS加载与求解》PPT课件

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1、有限元及ANSYS主讲：任继文华东交通大学机制教研室renjiwen@126.comMP:13979107921第五章加载与求解加载求解实例分析主要内容A加载A加载－载荷定义载荷(Loads)：包括边界条件和模型内部或外部的作用力。不同学科中的载荷如下：结构分析：位移、力、弯矩、压力、温度和重力等。热力分析：温度、热流速率、对流和无限表面等。磁场分析：磁势、磁通量、磁流段、源电流密度和无限表面等。电场分析：电势(电压)、电流、电荷和电荷密度等。流场分析：速度和压力等。ANSYS中的载荷可分为:自由度约束（DOFconstraint）集中载荷（Force）面载荷（Surfac

2、eloads）体载荷（Bodyloads）惯性载荷（Interialoads）耦合场载荷（Coupled-fieldloads）特殊载荷（如轴对称载荷）A加载－分类1、载荷步、子步和平衡迭代A加载－加载方式载荷步分步施加的载荷多个载荷步载荷历程曲线线性载荷恒定载荷卸载A加载－加载方式子步：执行求解载荷步过程中的点平衡迭代：在给定子步下为了收敛而计算的附加解（仅用于非线性分析）A加载－加载方式（a）斜坡加载（b）阶跃加载2、载荷步选项A加载－加载方式载荷步选项（Loadstepoptions）是用于表示控制载荷应用的选项（如时间、子步数、时间步长及载荷阶跃或斜坡递增等）的总称

3、。MainMenu>Solution>LoadStepOpts斜坡加载阶跃加载A加载－加载方式注：如果菜单没有出现Time/Frequenc，可以按上面操作A加载－加载方式在关键点处约束实体模型沿线均布的压力在关键点加集中力在节点处约束FEA模型沿单元边界均布的压力在节点加集中力可在实体模型或FEM模型(节点和单元)上加载.无论采取何种加载方式，ANSYS求解时都将载荷转化到有限元模型。因此，加载到实体的载荷将自动转化到其所属的节点或单元上。实体模型加载到实体的载荷自动转化到其所属的节点或单元上FEA模型沿线均布的压力均布压力转化到以线为边界的各单元上A加载－加载方式A加载

4、－加载方式实体模型加载与FEM加载比较优点缺点实体模型加载实体模型独立于FEM模型，即改变单元的网格不影响施加的载荷实体模型比FEM模型包括较少的实体，因此施加载荷更容易，尤其是通过图形拾取。载荷施加于主自由度，而自由度仅能在节点定义，而不能在关键点定义FEM加载需要改变节点坐标施加载荷时没有问题网格的修改均使载荷无效，将自动删除先前的载荷，须在新网格上重新施加载荷不便使用图形拾取施加载荷DOF约束:给某个自由度(DOF)指定一已知数值(值不一定是零)。结构分析中约束被指定为位移约束（平移、旋转或对称、反对称边界条件）；标识的方向均在节点坐标系中。热分析中约束被指定为温度。

5、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向上的自由度。A加载－DOF约束A加载－位移约束在关键点加载位移约束:（在定义单元类型前，位移约束的施加菜单不可见）MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypointsExpansionoption可使相同的载荷加在位于两关键点连线的所有节点上例：要固定一边，只要拾取关键点6、7，并设置allDOFs=0和KEXPND=yes。K6K7A加载－位移约束在线和面上加载位移约束:MainMenu>Solution>DefineLoa

6、ds>Apply>Structural>Displacement>OnLinesorOnAreas拾取lines拾取areas位移约束举例：－位移A加载－位移约束Y向和Z向约束全约束实例：ch04dataex1A加载－位移约束1、对关键点5施加所有位移约束MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypointsA加载－位移约束2、对关键点6施加约束UY和UZ方向的自由度MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement

7、>OnKeypoints在ANSYS分析中，可以利用模型的对称性。例如，只建立一半或四分之一的模型，而在对称面上需指定对称边界条件。位移约束举例：－边界条件A加载－位移约束平面外移动和平面内旋转约束为0平面内移动和平面外旋转为0A加载－位移约束使用对称和反对称边界条件实例A加载－位移约束对面施加对称约束例如：对左侧端面施加对称约束MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnAreas对称边界上标有S标记A加载－