第4章_ANSYS加载与求解.ppt

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。4.1.1载荷种类（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。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。2.施加在有限元模型上
优点：
（1）约束可以直接施加在节点上，所以扩展约束没有影响；
（2）载荷可以直接施加在节点上
缺点：
（1）任何对于有限元网格的修改都会使已施加的载荷无效，需要删除先前的载荷并在新网格上重新施加载荷；
（2）不方便处理线载荷和面载荷，因为原来施加在一条线上的载荷需要逐个结点来拾取，原来施加在一个面上的载荷需要逐个单元来拾取，非常麻烦。任何实际结构都会受到一定的约束条件来保持其稳定性，因此给结构模型施加合适的约束条件是进行有限元分析的一个重要步骤。
在结构分析涉及到的所有载荷中，惯性载荷相对于整体笛卡儿坐标系施加于整个模型，除此之外，其它载荷既可以施加于实体图元（点、线、面），也可以施加在有限元模型上（结点、单元）。载荷可以进行施加(Apply)、删除(Delete)、运算(Operate)。
施加载荷可以通过前处理器Preprocessor或求解器Solution中的Loads项完成。左图示菜单为第一种方式。弹出相应对话框后：(1)选择载荷形式：如Displacement(位移),Force/Moment(力和力矩),Pressure(压力)、Temperature（温度）等；
(2)选择加载的对象：如:OnKeypoints、OnLines、OnAreas、OnNodes、OnElement等；
(3)指定载荷的方向和数值4.2.1.1在关键点（或节点）上加载位移约束对话框中的KEXPND选项设为YES，可使相同的约束施加在位于两关键点连线的所有节点上。如左图所示。只要拾取关键点K1和K2，再在设置对话框中选择AllDOF，并在VLAUE框中输入0，设置EXPAND为Yes，则K1至K2之间的所有节点都将被约束，即相当于固定了这条边；KEPAND＝No则只固定了K1、K2上的两个节点被约束。4.2.1.2在线（或面）上加载位移约束4.2.1.2对称约束与反对称约束对称约束与反对称约束的示意图如下：在结构分析中，集中载荷包括力（FX、FY、FZ，即在X轴、Y轴、Z轴方向的集中力和力矩（MX、MY、MZ，即绕X轴、Y轴、Z轴的力矩）。它们只能施加在关键点和节点上
FK，KOPI，Lab，Vlaue，Vlaue2
F，NODE，Lab，Vlaue，Vlaue2，MEND，NINC
GUI：…|Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnOnKeypoints
（或OnNodes）
参数说明：
KOPI、NODE－关键点、节点
Lab：＝FX，FY，FZ（力）或MX，MY，MZ（力矩）在结构分析中，表面载荷就是施加的压力。当表面载荷方向指向物体内部时取正值，否则取负值，ANSYS不仅可以将表面载荷施加在线上、面上，还可以将表面载荷施加在结点、单元以及梁上。
3.2.3.1在线（或面）上施加分布载荷
命令：SFL，线编号，分布载荷类型，VALI,VALJ
GUI：….|Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure>OnLines若分布载荷为均布载荷，只需在对话框的第一个输入栏中输入相应的分布载荷值；若同时输入第二个值，则表示在这条线上，从线的起始点到线的终点，沿线的方向，承受从第一个值到第二个值线性过渡的分布载荷。
注意：
（1）ANSYS中的线是有方向的，相当于从起始关键点到终止关键点的一条矢量线，这在很多分析中非常重要。观察方向从实用菜单PlotCtrls>Symbol中设置Lin