patran学习资料patran基础教程09_载荷_h

1、第 9 部 分载荷 & 边界条件PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-1LOAD AND BOUNDARY CONDITIONS 载荷和边界条件是和特定的分析代码相关的 可以被施加到几何和有限元上 与几何相关联的载荷和边界条件在几何重新划分网格,或编辑等操作后将被赋予新的网格上 场可用来定义载荷或边界条件的变化 可从先前的分析中导入结果 FEM 场 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software Corpo

2、rationS9-2TYPES OF LOAD/BOUNDARY CONDITIONS 可支持以下载荷和边界条件 Displacement Initial velocity Inertial load ForcePressure位移 初始速度惯性载荷集中力 压强 TemperatureHeat source温度热源uuHeat flux(热通量)uConvectionRadiation对流辐射uDistributed load 分布载荷CID distributed loadCID分布的载荷 u Also, view factor(视角因子)Total load Inflow OutflowC

3、ontact总载荷来流出流接触 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-3结构分析中的载荷和边界条件选择模板 载荷和边界条件选项依赖于指定的分析类型 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-4创建载荷和边界条件从 Object 选项框中选择适当的Load/BC (例如 Pressure, Temperature, Inflow, )在Load/BC中 选择适用的Load C

4、ase set names推荐不要超过 31 字符 如果需要，选择Target Element Type (1-D, 2-D, or 3-D)在InputData栏中输入适当的值指定应用范围 (Application Region)PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-5LOAD/BCs 输入数据语法 正确的语法显示在数据框之上n 位移边界条件语法 u 平动和转动 Null 0Non-zero numberExample: :PAT301, Section 9, September

5、 2010 Copyright 2010 MSC.Software Corporation= 该方向上自由 = 该方向上固定 = 该方向上的强迫位移值Ux = Uz = 0, Uy = freeS9-6节点约束举例约束边界上的节点平动转动当Loads/BCs 被施加到几何上后会在可见线上显示标记 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-7APPLICAy 或 Region上 当选择Geometry 时，应用区域数据选择框如下 PAT301, Section 9, September

6、2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-8APPLICATION REGION输入方法当选择FEM 时，应用区域数据选择框如下:PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-9APPLICATION REGION 输入方法(续)当选择Region 时，应用区域数据选择框如下 使用Region选项时首先要创建 Region。创建Region的菜单如下：可以用来定义Region的元素可以是 e Geometry, FEM, 和Group。

7、S9-10PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationAPPLICATION REGION 输入方法(续)在 Tools菜单下创建 Region指定新的Region Name, Target Entity Type：如Node等, 以及 cation Region.PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-11APPLICATION REGION 输入方法(续)点击按钮 Add，将把数

8、据选择框中的内容加到 Application Region中 Application Region 中的内容可以使用标准数据框编辑功能来编辑 点击 OK 确认 Application Region中的内容并关闭当前菜单 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-12用空间场施加压强载荷 在柱坐标系1定义压强载荷-68.6 *COSR(T) 用坐标系1创建空间场 在 Load/Boundary Conditions中指定场 PAT301, Section 9, September 201

9、0 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-13举例: 与时间相关的载荷PressureTime1.2.创建一个 随时间变化的场 在Loads/BCs 中创建载荷之前必须先定义一个和时间相关的载荷工况 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-14举例: 与时间相关的载荷(续)创建 load set将关于空间和时间的函数相乘3.PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Softw

10、are CorporationS9-15指定坐标系中的力 利用坐标系Coord 3 中,在径向施加 100 的力101010.01010.010.010.000.011000.0011000.00100.0100.0T100.0100.0100.0100 0100.010 0 0100.0100.0Z R 3100.0100 0100.0100.0100.0100.0100.0100.011000.0011000 0010101.010.010.010100.00.0坐标系 3 是柱坐标PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.S

11、oftware CorporationS9-16热载荷& 边界条件 热载荷和边界条件是和分析类型和分析程序相关的。左图所显是 MSC.Patran Thermal支持的载荷 和边界条件集合 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-17对流传热举例300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0X11.511.3411.1711.010.910.6710.510.3410.1710.0Aluminum Plateh=(1.5

12、*y)+10 (W/m2 K)1 m3000.300.0T=300KTambient=300 Kq=3000 W/m21 mYYZ模拟铝板上的稳态温度分布 沿着一个边定义变化的对流系数在Loads/BCs中指定对流系数 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-18热载荷& 边界条件 定义变化的边界对流系数 用选择菜单(element, element edge, or free edges) 确定应用区域 PAT301, Section 9, September 2010 Copyr

13、ight 2010 MSC.Software CorporationS9-19显示载荷和边界条件 云纹图显示载荷边界条件: 温度 矢量分量 目标矢量必须从Select Data Variable 栏中选择 矢量必须先创建标量才能云纹显示 可应用于当前视窗中的所有组 为了将应用于几何上的 Loads/BCs set显示在有限元上, 首先, 在Display/Load/BC/El中激活 “Show on FEM Only”,然后在Loads/BCs 窗口中使用 Plot Markers 命令PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.S

14、oftware CorporationS9-20显示载荷和边界条件 创建的载荷及边界条件可用以下方式检查标记显示所创建的载荷和边界条件 Displacement 位移 Rotation转角 Displacement and rotation位移和转角 Temperature Force温度 集中力788.0100.0云纹显示任意标量大小 以电子表格形式显示Loads/BCsPAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-21举例: 显示载荷和边界条件云纹显示施加于FA_gp 组中一些单元上变

15、化的力,而默认组中其它单元没有数据显示 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-22载荷和边界条件的显示控制施加的载荷和边界条件成为屏幕显示的一部分，屏幕刷新和视图改变不会清除它们。 通过设置Display/Load/BC/El来控制所有或个别Loads/BCs的显示 允许以颜色标记不同的 Loads/BC为了将应用于几何上的 Loads/BCs显示在有限元上, 选择Show on FEM Only 调整矢量的标记和缩放设置在 Vectors/Filters 中 PAT301, Se

16、ction 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-23有限元与几何的关联 当几何 (curve, surface, solid) 被划分网格后 (IsoMesh, Paver),网格 (finite elements) 自动与几何相关联 如果某网格 “imported” 到几何上 (i.e. File/Import, Finite Elements/Transform),它不会自动与几何相关联; 利用 Finite Elements: Associate进行手动关联 网格和几何相关联通常是有用的，因为在定义边界条

17、件和单元属 性时可以选择几何方便地进行定义。 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-24工况PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-25载荷工况的创建 载荷工况对多个载荷边界条件的分组 可以定义静态的(Static)或和时间相关的载荷工况 (time dependent) 在增加和改写load/boundary condition sets之前定义载荷工况 PAT301,

18、 Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-26载荷工况的创建(续)Load cases 一般先于load/boundary conditions创建 指定 load case 名字 (不要超过31个字符) 新建的Loads/BCs 被赋予当前load case 中选择 load case 类型 为了定义 随时间变化的载荷和边界条件，必须首先创建和时间相关的载荷工况 在Input Data菜单下选择各种载荷及约束条件以加入到要定义的工况中来 PAT301, Section 9, September 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS9-27Input Data 在Select Individual Loads/BCs 中选择想要的载荷和边界条件 在Scale Factor box中为每个 LBC 指定缩放系数 在Pr