第4章_ANSYS加载与求解VIP免费

第4章ANSYS加载与求解中南大学有限元分析的主要目的是检查结构对一定载荷条件的响应。因此在分析中指定合适的载荷条件也是关键的一步。合适的加载将能够更好地模拟实际情况，正确反应实际结构的受力特征；而求解方式是否选择合适将直接影响到求解的精度和所花费的时间，甚至是否收敛。4.1载荷种类与加载方式ANSYS提供了许多方式对模型施加加载，而且借助于载荷步选项，用户可以在求解中逐步对模型施加载荷。在ANSYS的术语中，载荷(Loads)包括边界条件和外部或者内部作用力。第4章ANSYS加载与求解中南大学4.1.1载荷种类在不同的学科中，载荷的具体含义也不尽相同，下面为不同学科中所指的载荷术语。结构分析：位移、力、压力、温度、重力；结构分析：位移、力、压力、温度、重力；热力分析：温度、热流速率、对流、内部热生成、无限表面等；磁场分析：磁场、磁通量、磁场段、源流密度、无限表面；电场分析：电势（电压）、电流、电荷、电荷密度、无限表面等；流体分析：流速、压力等对不同学科的载荷而言，程序中的载荷可以分为六类：（1）DOFconstraint(DOF约束）:定义节点的自由度值，也就是将某个自由度赋予一个已知值。在结构分析中该约束被指定为位移和对称边界条件；在热力分析中被指定为温度和热通量平行的边界条件。第4章ANSYS加载与求解中南大学（2）Force（集中载荷或力载荷）：施加于模型节点上的集中载荷。在结构分析中被指定为力和力矩；在热分析中为热流速率；在磁场分析中为电流段。（3）Surfaceload(表面载荷)：为施加于模型某个表面上的分布载荷。在结构分析中被指定为压力；在热分析中为对流和热通量。（4）Bodyload(体积载荷)：为施加于模型上的体积载荷或者场载荷。在结构分析中为温度；热力分析中为热生产率。（5）Inertiaload（惯性载荷）：由物体的惯性引起的载荷，如重力加速度、角加速度。主要在结构分析中使用。（6）Coupled-fieldloads（耦合场载荷）：为以上载荷的一种特殊情况，是从一种分析得到的结果作为另一种分析的载荷。例如可以施加磁场分析中计算的磁力作为结构分析中的力载荷。第4章ANSYS加载与求解中南大学1)载荷步(loadstep)载荷步就是我们平时讲的分步施加载荷，以模拟真实的载荷配置。左图所示显示了一个需要三个载荷步的载荷历程曲线：第一个载荷步用于线性载荷，第二个载荷步用于不变载荷，第三个载荷步用于卸载。载荷值在载荷部的结束点达到全值。2)载荷子步子步(Substep):将一个载荷步分成几个子步施加载荷。3)时间的作用在所有静态和瞬态分析中，ANSYS使用时间作为跟踪参数，而不论分析是否依赖于时间。在指定载荷历程时，在每个载荷步的结束点赋予时间TimeLoad4.1.1.1载荷步和子步值。时间也可作为一个识别载荷步和载荷子步的计算器。这样计算得到的结果也将是与时间有关的函数，只不过在静力分析中，时间取为常量0；在瞬态分析中，时间作为表示真实时间历程的变量在变化；在其它分析中，时间仅作为一个计算器识别求解时所采用的不同载荷步。第4章ANSYS加载与求解中南大学从时间的概念上讲，载荷步就是作用在给定时间间隔内的一系列载荷；子步为载荷步中的时间点，并在这些点上求得中间解。在在ANSYSANSYS程序中，用户可以把载荷施加在实体模型程序中，用户可以把载荷施加在实体模型（关键点、线、面、体等）上，也可以施加在有限元模型（结（关键点、线、面、体等）上，也可以施加在有限元模型（结点、单元）上点、单元）上。如果载荷施加在几何模型上，ANSYS在求解前先将载荷转化到有限元模型上。这两种情况各有各自的优缺点。1.施加在实体模型上优点:（1）模型载荷独立于有限元网格之外，这样就不必因模型载荷独立于有限元网格之外，这样就不必因为网格重新划分而重新加载为网格重新划分而重新加载；（2）通过图形拾取来加载时，因为实体较少，所以施加载荷简易。缺点:（1）不能显示所有的实体模型载荷；（2）施加关键点约束的扩展时，在两个关键点施加的约束会扩展到关键点之间的直线上所有的节点上，有时这种约束并不是实际的约束情况，因此在使用扩展约束时，在关键点上施加约束要特别小心。4.1.2加载方...