ansys加載與求解ppt課件(已修改)
2025-01-18 13:13 本頁面
【正文】 有限元及 ANSYS 主講：任繼文 華東交通大學機制教研室 MP: 139 7910 7921 第五章 加載與求解 有限元及 ANSYS 主要內(nèi)容 有限元及 ANSYS A 加載 有限元及 ANSYS A 加載－載荷定義 載荷 (Loads)： 包括邊界條件和模型內(nèi)部或外部的作用力。 不同學科中的載荷如下 ： ? 結(jié)構(gòu)分析：位移、力、彎矩、壓力、溫度和重力等。 ? 熱力分析：溫度、熱流速率、對流和無限表面等。 ? 磁場分析：磁勢、磁通量、磁流段、源電流密度和無限表面等。 ? 電場分析：電勢 (電壓 )、電流、電荷和電荷密度等。 ? 流場分析：速度和壓力等。 有限元及 ANSYS ANSYS中的載荷可分為 : ? 自由度約束（ DOF constraint） ? 集中載荷（ Force） ? 面載荷（ Surface loads） ? 體載荷（ Body loads） ? 慣性載荷（ Interia loads） ? 耦合場載荷（ Coupledfield loads） ? 特殊載荷（如軸對稱載荷） A 加載－分類 有限元及 ANSYS 載荷步、子步和平衡迭代 A 加載－加載方式 載荷步 分步施加的載荷 多個載荷步 載荷歷程曲線 線性載荷 恒定載荷 卸載 有限元及 ANSYS A 加載－加載方式 子步：執(zhí)行求解載荷步過程中的點 平衡迭代：在給定子步下為了收斂而計算的附加解（僅用于非線性分析） 有限元及 ANSYS A 加載－加載方式 （ a） 斜坡加載 （ b） 階躍加載 有限元及 ANSYS 載荷步選項 A 加載－加載方式 載荷步選項（ Load step options）是用于表示控制載荷應用的選項（如時間、子步數(shù)、時間步長及載荷階躍或斜坡遞增等）的總稱。 Main Menu Solution Load Step Opts 斜坡加載 階躍加載 有限元及 ANSYS A 加載－加載方式 注：如果菜單沒有出現(xiàn) Time/Frequenc，可以按上面操作 有限元及 ANSYS A 加載－加載方式 在關(guān)鍵點處約束 實體模型 沿線均布的壓力 在關(guān)鍵點加集中力 在節(jié)點處約束 FEA模型 沿單元邊界均布的壓力 在節(jié)點加集中力 可在實體模型或 FEM 模型 (節(jié)點和單元 ) 上加載 . 有限元及 ANSYS 無論采取何種加載方式， ANSYS求解時都將載荷轉(zhuǎn)化到有限元模型。因此，加載到實體的載荷將 自動轉(zhuǎn)化到 其所屬的節(jié)點或單元上。 實體模型 加載到實體的載荷自動轉(zhuǎn)化到其所屬的節(jié)點或單元上 FEA 模型 沿線均布的壓力 均布壓力轉(zhuǎn)化到以線為邊界的各單元上 A 加載－加載方式 有限元及 ANSYS A 加載－加載方式 實體模型加載與 FEM加載比較 優(yōu)點 缺點 實體模型加載 ?實體模型獨立于 FEM模型，即改變單元的網(wǎng)格不影響施加的載荷 ?實體模型比 FEM模型包括較少的實體，因此施加載荷更容易，尤其是通過圖形拾取。 ?載荷施加于主自由度，而自由度僅能在節(jié)點定義，而不能在關(guān)鍵點定義 FEM加載 ?需要改變節(jié)點坐標施加載荷時沒有問題 ?網(wǎng)格的修改均使載荷無效，將自動刪除先前的載荷，須在新網(wǎng)格上重新施加載荷 ?不便使用圖形拾取施加載荷 有限元及 ANSYS DOF約束 :給某個自由度 (DOF)指定一已知數(shù)值 (值不一定是零 )。 1. 結(jié)構(gòu)分析中約束被指定為 位移約束 （平移、旋轉(zhuǎn)或?qū)ΨQ、反對稱邊界條件）；標識的方向均在 節(jié)點坐標系 中。 2. 熱分析中約束被指定為 溫度 。 3. 位移約束可施加于節(jié)點、關(guān)鍵點、線和面上，用來限制對象某一方向上的自由度。 A 加載－ DOF約束 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 在關(guān)鍵點加載位移約束 : （ 在定義單元類型前，位移約束的施加菜單不可見 ） Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Keypoints Expansion option 可使相同的載荷加在位于兩關(guān)鍵點連線的所有節(jié)點上 例：要固定一邊，只要拾取關(guān)鍵點 7，并設置 all DOFs = 0 和 KEXPND = yes。 K6 K7 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 在線和面上加載位移約束 : Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Lines or On Areas 有限元及 ANSYS 位移約束舉例： －位移 A 加載－位移約束 Y向和 Z向約束 全約束 實例： ch04\data\ex1 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 對關(guān)鍵點 5施加所有位移約束 Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Keypoints 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 對關(guān)鍵點 6施加約束 UY和 UZ方向的自由度 Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement On Keypoints 有限元及 ANSYS 在 ANSYS分析中，可以利用模型的對稱性。例如，只建立一半或四分之一的模型，而在對稱面上需指定對稱邊界條件。 位移約束舉例： －邊界條件 A 加載－位移約束 平面外移動和平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)約束為 0 平面內(nèi)移動和平面外旋轉(zhuǎn)為 0 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 使用對稱和反對稱邊界條件實例 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束 對面施加對稱約束 例如：對左側(cè)端面施加對稱約束 Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Displacement Symmetry . On Areas 對稱邊界上標有 S標記 有限元及 ANSYS A 加載－位移約束
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