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ANSYS入门教程第9讲,荷载分类

时间:2024-10-16 14:52:10

1、有限元分析的主要目的是检查结构或构件对一定荷载条件的响应。在ANSYS术语中,荷载包括了边界条件、外部或内部作用力函数。对于结构分析中的荷载包括:位移、力、压力、温度(热应力)和重力。

2、荷载分为6类:DOF(约束自由度),力(集中荷载),表面荷载,体积荷载,惯性荷载,耦合场荷载。� DOF Constraint(DOF约束):将某个自由度用一已知值固定。在结构分析中约束被指定为位移边界条件或者对称边界条件。� Force(力):为施加于模型节点的集中载荷。在结构分析中被指定为力和力矩。� Surface load(表面载荷):施加于某个表面上的分布载荷。在结构分析中为压力。� Body load(体积载荷):为体积载荷或场载荷。在结构分析中为温度。� Inertia loads(惯性载荷):由物体的惯性引起的载荷,如重力加速度,角速度和角加速度。主要在结构分析中使用。� Coupled-field loads(耦合场载荷):为以上载荷的一种特殊情况,将一种分析的结果用作另一分析的载荷。例如,可施加磁场分析中计算的磁力做为结构分析中的力载荷。

3、荷载步、子步、平衡迭代ANSYS将为第一个荷载步选择的单元组用于随后的荷载步,而不论为随后的荷载步指定哪一个单元组。【esel】载荷步(load step)仅仅是为了获得解答的载荷配置。在线性静态(或稳态)分析中,可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合:例如在第一个载荷步中施加风载荷,在第二个载荷步中施加重力载荷,在第三个载荷步中施加风和重力载荷以及一个不同的支承条件等等。在瞬态分析中,多个载荷步加到载荷历程曲线的不同区域,如图显示了一个需要三个载荷步的载荷历程曲线:第一个载荷步用于线性载荷,第二个载荷步用于不变载荷,第三个载荷步用于卸载。载荷值在载荷步的结束点达到全值(指定的值)。子步(sub step)为载荷步中进行求解的点。由于不同的原因,有时需要使用载荷子步。� 在非线性静态和稳态分析中,使用子步逐渐施加载荷以便能提高求解精确度。� 在线性或非线性瞬态分析中,使用子步满足瞬态时间累积法则(为获得较精确的解常规定一个最小的累积时间步长)。� 在谐波分析中,使用子步获得谐波频率范围内多个频率处的解。平衡迭代是在给定子步下为了收敛而计算的附加解,仅用于收敛起着很重要作用的非线性分析中迭代修正。

ANSYS入门教程第9讲,荷载分类

4、时间的作用【TIME】在所有静态和瞬态分析中,ANSYS使用时间做为跟踪参数,而不论分析是否依赖于时间。其好处是:在所有情况下可以使用一个不变的“计数器”或“跟踪器”,不需要依赖于具体的分析的术语。此外,时间总是单调增加的,且自然界中大多数事情的发生都经历一段时间,而不论该时间是多么短暂。在瞬态分析或与速率相关的静态分析(蠕变或粘塑性)中,时间是指具体的代表实际的、按年月顺序的时间,用秒表示。在指定载荷历程时,在每个载荷步的结束点赋时间值。然而,在不依赖于速率的分析中,时间仅仅称为一个识别载荷步和载荷子步的计数器,而不再表示具体的时间值。默认情况下,程序自动给time赋值,在荷载步1结束时,赋值“time=1”;在荷载步2结束时,赋值“time=2”,以此类推。这样计算得到的结果也将是与时间有关的函数,只不过在静力分析中,时间取为常量0;在瞬态等与速率相关的分析中,时间做为表示真实时间历程的变量在变化;在其它分析中,时间仅仅做为一个计数器识别求解时所采用的不同载荷步。从时间的概念上来讲,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。两个连续的子步之间的时间差称为时间步长或时间增量。

5、加载方式虽然在载荷步的终点的载荷值为指定的值。但当在一个荷载步中指定一个以上的子步时,就出现了荷载应是阶跃荷载(stepped load)或者是倾斜荷载(ramped load)的问题,即出现了在一个载荷步的起点与终点之间,载荷的具体施加过程的问题。�如果载荷是阶跃的,那么,全部载荷施加于第一个载荷子步,且在载荷步的其余部分,载荷保持不变。如图3.2(a)所示。�如果载荷是逐渐递增的,那么在每个载荷子步,载荷值逐渐增加,且全部载荷出现在载荷步结束时。如图3.2(b)所示。

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