种动载荷加载方法.docx

[本例提示]本例将学习ANSYS中载荷步控制方法以及施加动态载荷的三种加载方法：多载荷步法、表载荷法和函数载荷法。

1.问题描述
一个下端固定的圆柱顶面上承受如图3—1所示的动态压力载荷，试确定其顶面位移响应。已知圆柱长度为0.15m，直径为0.03m，材料的弹性模量为2.06×105MPa，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3。
0.5
p/MPa

t/s
22.5
10
1.0
1.5

图3-SEQ图3-\*ARABIC1动态载荷示意图

2.多载荷步法
多载荷步法求解思路为：首先，为每一个载荷步施加载荷并设置载荷步参数。然后，将每个载荷步写入载荷步文件，最后一次性求解所有载荷步。对于本问题：
定义载荷步1：
在要求的部位上添加约束；
在要求的节点上施加载荷0；
规定施加此力的终止时间(1e-6)，指出时间步长0.05和变化方式为Ramp方式；
规定输出控制，
将此载荷步写入载荷步文件1中。
定义载荷步2：
在要求的节点上施加载荷22.5；
规定施加此力的终止时间(0.5)，指出时间步长0.05和变化方式为Ramp方式；
规定输出控制，
将此载荷步写入载荷步文件2中。
定义载荷步3：
改变载荷值为10.0；
规定终止时间(1.0)。其他设置同前；
将此载荷步写入载荷步文件3中。
定义载荷步4：
删除力或将其值设置为零；
规定终止时间(1.5)，变化方式为Stepped方式；其他设置同前。
将此载荷步写入载荷步文件4中

前处理
画模型
绘制立方块：选择菜单MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Volume→Cylinder→SolidCylinder，输入底面圆心坐标(0,0)、半径0.03/2、高度0.15/2，单击OK按钮。
保存几何模型：选择菜单UtilityMenu：File→SaveAs，在存储数据库对话框中的SaveDatabaseto中输入数据库名：Geometry.db。

设属性
定义单元类型：选择菜单MainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete，在单元类型对话框中单击Add按钮，在弹出的单元库对话框中选择Solid和Brike8node185（即选Solide185单元），单击OK按钮，再单击Close按钮。
定义材料属性：选择菜单MainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModel→在弹出的材料属性窗口中依次双击Structural,Linear,Elastic和Isotropic，在弹出的对话框中设置EX（弹性模量）为2.06e+11；PRXY（泊松比）为0.3，单击OK按钮。在MaterialModelsAvailable列表框中单击路径：Structural→Density，在密度DENS一栏中输入7800，单击OK按钮。退出材料定义窗口。
分网格
定义单元尺寸：选择菜单MainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool，单击MeshTool对话框Global项中的Set按钮，在单元尺寸对话框中，设置Size=5(单元长度为5)，单击OK按钮。
分格：选择菜单MainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool，选中Mesh栏中的Sweep单选钮，单击MeshTool对话框中的Mesh按钮，在绘图区单击选中圆柱，单击左侧的拾取对话框中的OK按钮。
保存网格模型：选择菜单UtilityMenu：File→SaveAs，在存储数据库对话框中的SaveDatabaseto中输入数据库名：Mesh.db。

2．求解
指定分析类型：选择菜单MainMenu:Solution→AnalysisType→NewAnalysis，选Transient单选钮，选中Full（完全法）单选钮，单击OK按钮。
对第一个载荷步施加载荷
添加约束：选择菜单MainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structure→Displacement→OnArea，在图形区中单击圆柱底面，单击左侧的拾取对话框中的Apply按钮，在施加约束对话框中选择All，单击OK按钮。
添加载荷：选择菜单MainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structure→Pressure→OnArea，在图形区中单击圆柱顶面，单击OK按钮。在施加载荷对话框中设VALUE=0，单击OK按钮。
设置载荷步：选择菜单MainMenu:Solution→AnalysisType→Sol’sControl，如图2-16所示，在求解控制对话框的Basic卡中完成以下设置：Timeatendofloads