第12章+加载求解技术.ppt

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1、第12章加载求解技术12.1载荷类型ANSYS中的载荷可分为:自由度DOF：定义节点的自由度(DOF)值(结构分析_位移、热分析_温度、电磁分析_磁势等)(位移、转角)集中载荷：点载荷(结构分析_力、热分析_热导率、电磁分析_magneticcurrentsegments)面载荷：作用在表面的分布载荷(结构分析_压力、热分析_热对流、电磁分析_magneticMaxwellsurfaces等)体积载荷：作用在体积或场域内(热分析_体积膨胀、内生成热、电磁分析_magneticcurrentdensity等)惯性载荷：结构质量或惯性引起的载荷(重力、角速度等)12.1.1

2、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)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12.1.1自由度约束(续)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将自动确定约束的方向。固定位移约束举例:对称边界条件的添加12.1.1自由度约束(续)固定位移约束举例:刚体位移约束1stpointpinned-3translationalconstraints2ndp

3、ointconstrainedinbothdirectionsnormaltolinebetween1st&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应力。12.1.2集中载荷集中载荷就是作用在模型的一个点上的载荷。①结构分析中的力和弯矩②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)12.1.2集中载荷

4、(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12.1.2集中载荷(续)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“点载荷”)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

5、荷往往引起应力奇异，但当您忽略了附近的应力时，它仍然是可接受的。记住，您可以通过选择来忽略附近施加了点载荷的单元力载荷12.1.2集中载荷(续)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SMAX(23,854)。当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX(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处应力奇异。力载荷12.1.2集中载荷(续)通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可以在上孔附近得到预期的应力SMAX(8,098)！！力载荷12.1.2集中载荷(续)注意，对于轴对称模型:在全部360°范围内输入力的值同样在全部36

6、0°范围内输出力的值(反力)例如,设想一个半径为r的圆柱形壳体边缘施加有PN/m的载荷。把这个载荷施加在二维轴对称壳体模形上(比如SHELL51单元),您就要施加2πrP的力rPN/m2prPN力载荷12.1.2集中载荷(续)施加一个力需要有以下信息:节点号(您可以通过拾取确定)力的大小(单位应与您正在使用的单位系统保持一致)力的方向—FX,FY,或FZ（力的三要素！）使用:Solution>-Loads-Apply>Force/Moment或命令FK或F问题:在哪一个坐标系中FX,FY,和FZ有说明？(当前所激活的坐标系？！)力载荷12.1.3面载荷面载荷就是作用在单

7、元表面上的分布载荷①结构分析中的压力②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12.1.3面载荷(续)在块顶面上施加均布压力12.1.3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。12.1.3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