第五章 加载及求解VIP专享VIP免费

第五章第五章加载及求解加载及求解本章主要内容本章主要内容概述概述定义荷载定义荷载位移约束位移约束集中荷载集中荷载检查荷载检查荷载求解器求解器求解是对模型施加载荷，然后通过求解器计算有限元的解。荷载可以在前处理器或求解器中施加。概述概述载荷可以分为五类：自由度约束:指定自由度值，如应力分析中的位移或热分析中的温度。集中载荷:点荷载，如力或热流率。表面载荷:分布在表面的荷载，如压力或对流。体载荷:体或场荷载，如温度（引起膨胀）或内部热生成率。惯性载荷:由于结构质量或惯性引起的载荷，如重力或转动加速度。定义载荷定义载荷可以对实体模型加载或对有限元模型直接加载。实体模型更容易加载，因为可供拾取的实体少。实体模型荷载独立于网格。改变网格无需重新加载。线约束实体模型线上施加压力关键点上的力定义载荷定义载荷无论怎样加载，求解器都要求载荷加在有限元模型上。因此，在求解时加在实体模型上的荷载，将自动转化到有限元模型上。节点约束FEA模型单元表面施加压力节点力定义载荷定义载荷位移约束也被用于施加对称和反对称边界条件。对称边界条件：指向边界的位移和绕边界的转动被固定。反对称边界条件：平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定。位移约束位移约束反对称边界UY=UZ=0ROTX=0对称边界UX=0ROTY=ROTZ=0YX位移约束位移约束力是施加在节点或关键点的集中荷载（或“点荷载”）。点荷载适合于线单元模型，例如，梁，桁架，翼梁，弹簧等。在实体单元或壳单元中，点荷载往往引起应力异常，如忽略点附近应力，结果仍然可以接受。集中载荷集中载荷在下面左图所示的二维实体单元中，注意加力位置出现最大应力SMAX(24,652)。当不选择力附近的节点单元时，SMAX(12,279)就会移到底部角点处，这是由该角点处约束引起的另一处应力异常。集中荷载集中荷载Reflectedaboutx-zplanehalfsymmetrymodelreentrycorner集中荷载集中荷载不选底部角点附近的节点和单元，可以在孔附近得到预期的应力SMAX(7,895)。集中荷载集中荷载检查施加的载荷激活载荷符号画图：UtilityMenu>PlotCtrls>Symbols列表：UtilityMenu>List>Loads检查载荷检查载荷求解器的功能是解结构自由度的线性联立方程。求解速度主要取决于模型的大小和计算机的速度，所用时间可以是几秒也可以是几小时。只有一个荷载步的线性静态分析只需一次求解，而非线性分析或瞬态分析，可能需要几次，几百次甚至几千次求解。选择求解器的类型是很重要的。求解器求解器ANSYS中可以使用的求解器分为三类：直接消去求解器波前求解器稀疏求解器(缺省)迭代求解器PCG(预置条件共轭梯度求解器）ICCG(不完全乔利斯基共轭梯度求解器）JCG(雅可比共轭求解器)并行求解器(需要特殊的授权文件)AMG(代数多重网格求解器)DDS(分布区域求解器)求解器求解器到现在为止，我们已经掌握了在一组载荷条件下的求解过程。输入或建立模型划分网格施加载荷求解观察结果总结总结