ansys加载与求解(上机5)

ANSYS加载与求解一、载荷种类

在不同的学科中，载荷的具体含义也不尽相同结构分析：位移、力、压力、温度、重力；热力分析：温度、热流速率、对流、内部热生成等；磁场分析：磁场、磁通量、磁场段、源流密度、；电场分析：电势（电压）、电流、电荷、电荷密度等；流体分析：流速、压力等对不同学科而言，载荷分为六类：（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；（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；（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。（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。（1）DOFconstraint(DOF约束）:定义节点的自由度值，在结构分析中该约束被指定为位移和对称边界条件。1.施加在实体模型上ANSYS在求解前先将载荷转化到有限元模型上。优点:

（1）模型载荷独立于有限元网格之外，不必因为网格重新划分而重新加载；（2）通过图形拾取加载时，实体较少，施加载荷简易。二、加载方式及其优缺点施加在有限元模型上优点：

（1）约束可以直接施加在节点上（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节点来拾取，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。

结构分析涉及到的所有载荷中，惯性载荷施加于整个模型，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（节点、单元）。载荷可以进行施加(Apply)、删除(Delete)、运算(Operate)。步骤：1选择载荷形式

2选择加载的对象

3指定载荷的方向和数值三、载荷的施加

在结构分析中，DOF约束中有UX、UY、UZ(X、Y、Z方向平动自由度）及RTOX、RTOY、RTOZ（X、Y、Z方向的转动自由度），位移方向与总体坐标轴正向相同时取正值，否则取负值。DOF的复杂情况：施加对称或者反对称DOF约束施加耦合DOF约束1加载自由度(DOF)约束关键点的扩展约束K1K2在关键点（或节点）上加载位移约束在线（或面）上加载位移约束

对称约束与反对称约束的示意图：解释：对于如图给定的坐标系而言，对称约束表示对称面上所有点UX=0，ROTZ＝0，ROTY＝0在对称面上的对称约束和反对称约束：（1）对称约束限制对称面内所有节点的两个方向旋转自由度，同时限制了垂直于对称面的位移自由度。（2）反对称约束限制了对称面内所有节点在对称面内的两个方向位移自由度，同时限制了垂直于对称面的旋转自由度。力（FX、FY、FZ）：X轴、Y轴、Z轴方向的集中力力矩（MX、MY、MZ）：绕X轴、Y轴、Z轴的力矩只能施加在关键点和节点上。2施加集中载荷正值表示力的方向与坐标轴正向一致，负值表示力的方向与坐标轴正向相反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节点、单元以及梁上。在线（或面）上施加分布载荷3施加分布载荷

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，从线的起始到终点，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：

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Linedirrctionon线上分布力加载的起始方向在相连的几个节点上施加分布载荷注意：在节点上施加分布载荷必须选取两个以上的节点在单元上施加分布载荷

单元上的载荷是均布的，只在VALUE输入框中输入载荷值即可；如果不是均布载荷，则需要输入其它节点上的载荷值。各节点之间的载荷分布规律，按线性变化处理。4施加体积载荷

在结构分析当中，体积载荷是温度。在ANSYS程序当中，体积载荷可以施加在节点、关键点、线、面、体、单元上5施加惯性力载荷

在结构分析中，惯性载荷有加速度、角加速度等。惯性载荷只有在模型具有质量的时候才有效。ANSYS程序不允许用户删除惯性载荷，要取消惯性载荷只需将其值设为0参数说明：NSET－耦合标号；Lab－耦合自由度；GUI方式在弹出拾取对话框后，拾取需要耦合的若干节点，单击OK，进入耦合设置对话框，设置耦合约束来模拟铰链、无摩擦滑动器、万向节、无摩擦接触面等问题。一个耦合约束是设置一组被约束在一起，有着相同大小但数值未知的自由度。

6耦合约束(CoupleDOFs)耦合编号

提示：（1）耦合设置的标号是为了区分不同耦合设置的，必须是一个自然数，每次生成新的耦合都应该输入不同的标号；（2）耦合设定的都是节点，因此耦合操作必须在划分单元后进行，不可以耦合关键点、线和面；

对于需要在同一位置的所有节点之间自动生成耦合关系的情况，选择主菜单中：GUI:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes，如左图所示。在对话框中选择耦合自由度，然后输入容差的值，单击OK，则完成距离小于容差设定的相同位置节点的自由度耦合。例如：需要耦合节点30、31、32的X方向自由度，使之成为一个可以沿Y轴滑动的滑动副，使用如下命令：四载荷显示与控制1、在图形中显示载荷2、载荷的删除