有限元边界条件和载荷

X边界条件和载荷 1 0 .1 边界条件 施加的力和/或者约束叫做边界条件。在 Hy perMesh 中，边界条件存放在叫做load collectors 的载荷集中。Load collectors 可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create > Load Collector)。 经常（尤其是刚开始）需要一个 load collector 来存放约束（也叫做spc-单点约束），另外一个用来存放力或者压力。记住，你可以把任何约束（比如节点约束自由度 1 和自由度 123）放在一个 load collector 中。这个规则同样适用于力和压力，它们可以放在同一个 load collector 中而不管方向和大小。 下面是将力施加到结构的一些基本规则。 1 .集中载荷（作用在一个点或节点上） 将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果，特别是在查看此区域的应力时。通常集中载荷（比如施加到节点的点力）容易产生高的应力梯度。即使高应力是正确的（比如力施加在无限小的区域），你应该检查下这种载荷是不是合乎常理？换句话说，模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形？ 因此，力常常使用分布载荷施加，也就是说线载荷，面载荷更贴近于真实情况。 2 .在线或边上的力 上图中，平板受到 10N 的力。力被平均分配到边的11 个节点上。注意角上的力只作用在半个单元的边上。 上图是位移的云图。注意位于板的角上的红色“热点”。局部最大位移是由边界效应引起的（例如角上的力只作用在半个单元的边上），我们应该在板的边线上添加均匀载荷。 上述例子中，平板依然承受 10N 的力。但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。 上图显示了由 plate_distribu ted.hm 文件计算得到的平板位移的云图分布。位移分布更加均匀。 3 .牵引力（或斜压力） 牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。垂直于此区域的力称为压力。 4 .分布载荷（由公式确定的分布力） 如何施加一个大小变化的力？ 分布载荷（大小随着节点或单元坐标变化）可以由一个公式来创建。上图中，力的大小是节点坐标y值的函数（力作用方向为负的z 方向，大小是节点坐标y 值乘以10）。 5 .压力和真空度 上图中显示了一个分布载荷（压力）。原点位于左上角高亮的节点上。 如何施加大小随空间位置变化的压力？ 上图中，压力的大小是单元中心 x 和 z 坐标值的函数。 6 .静水压力 土木工程的应用：大坝设计。机械工程应用：装液体的船只和水箱。 在上表面水压为零，在底部最大(= ρ...