ANSYS上课3课件

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1、第四讲加载与求解2004-4-51加载和求解过程是ANSYS有限元分析中一个非常重要的部分，它主要包括确定分析类型和分析选项、施加载荷到几何模型、确定载荷步选项、选择求解的方式和开始求解分析运行。一、概述2004-4-52Objective2-1.概述载荷：包括边界条件和内外环境对物体的作用。对于不同的分析类型，所施加的荷载形式有所不同，可以归结为6类：DOF约束：用于对模型自由度做出限定。用于确定边界条件。集中荷载：施加在有限元模型节点上的集中荷载。表面荷载：施加在单元上的分布荷载，包括线分布和面分布。体荷载：包括体积荷载和场荷载。惯性荷载：由模型惯性而引起的荷载，主要应用在

2、结构分析中。其他类型荷载：包括耦合场荷载、初应力荷载等。定义二、ANSYS载荷的分类2004-4-53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Objective2-2.自由度（DOF）约束2004-4-54结构分析中的固定位移(零或者非零值)。大多数自由度约束用作：对称性边界条件或者称作“built-in”边界条件指定刚体位移。热分析中的指定温度。举例Objective2-2.自由度（DOF）约束（续）5对称性或反对称边界条件可以添加到线、面或平面的节点上。(它们中的每一个最后成为各个节点上的一组约束。)在大多数情况下，ANSYS将自动确定约束的

3、方向。固定位移约束举例:对称边界条件的添加Objective2-2.自由度（DOF）约束（续）6固定位移约束举例:刚体位移约束1stpointpinned-3translationalconstraints2ndpointconstrainedinbothdirectionsnormaltolinebetween1st&2ndconstrainedpoints3rdpointconstrainednormaltoplanepassingthroughall3constrainedpoints该方块上下面受压。它需要仔细选择6个平移自由度，并约束它们的刚体运动，但不能引起附加扭曲

4、应力。Objective2-2.自由度（DOF）约束（续）7Objective2-3.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2004-4-58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Objective2-3.集中载荷（续）9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

5、力奇异点。你可以用等效集中载荷代替静力分布载荷，并添加到模型上。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Objective2-3.集中载荷（续）10Objective2-4.表面载荷表面载荷就是作用在单元表面上的分布载荷。定义2004-4-511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。举例Objective2-4.表面载荷（续）12在块顶面上施加均布压力Objective2-4.表面载荷（续）13变化表面载荷情形梯度在面载荷中

6、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。Objective2-4.表面载荷（续）14体载荷是分布于整个体内或场内的载荷。定义Objective2-5.体荷载2004-4-515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Objective2-5.体荷载（续）16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

7、场分析。结构分析模型上温度分布Objective2-5.体荷载（续）17惯性载荷是由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷，主要应用在结构分析中，例如重力加速度，加速度，以及角加速度（离心载荷），自重。定义Objective2-6.惯性载荷2004-4-518特点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Objective2-6.惯性载荷（续）19Objective2-7.其它载荷——初应