ANSYS后处理（第4章）.ppt

3.1 加载 第4章 ANSYS后处理 中南大学 * 后处理能直观形象地检查、分析求解结果。在建立有限元模型之后，就可以根据结构在工程实际中的应用情况为其指定位移边界和载荷，并选择合适的求解器对其求解。 有限元分析的主要目的是检查结构对一定载荷条件的响应。因此在分析中指定合适的载荷条件也是关键的一步。 在ANSYS的术语中，载荷(Loads)包括边界条件和外部或者内部作用力。在不同的学科中，载荷的具体含义也不尽相同，下面为不同学科中所指的载荷术语。 ?结构分析：位移、力、压力、温度、重力； ?热力分析：磁场、热流速率、对流、内部热生成、无限表面等； ?磁场分析：磁场、磁通量、磁场段、源流密度、无限表面； ?电场分析：电势（电压）、电流、电荷、电荷密度、无限表面等； ?流体分析：流速、压力等 对不同学科的载荷而言，程序中的载荷可以分为六类： DOF constraint(DOF约束）:定义结点的自由度值，也就是将某个自由度赋予一个已知值。在结构分析中该约束被指定为位移和对称边界条件；在热力分析中被指定为温度和热通量平行的边界条件。 3.1.1 关于载荷的一些概念 Force（集中载荷或力载荷）：施加于模型结点上的集中载荷。在结构分析中被指定为力和力矩；在热分析中为热流速率；在磁场分析中为电流段。 Surface load(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；在热分析中为对流和热通量。 Body load(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；热力分析中为热生产率。 Inertia load（惯性载荷）：由物体的惯性引起的载荷，如重力加速度、角速度、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，是从一种分析得到的结果作为另一种分析的载荷。例如可以施加磁场分析中计算的磁力作为结构分析中的力载荷。 3.1.2 载荷的方式及其优缺点 在ANSYS程序中，用户可以把载荷施加在实体模型（关键点、线、面体等）上，也可以施加在有限元模型（结点、单元）上。这两种情况各有各自的优缺点。 （1）施加在实体模型上 优点：通过图形拾取来加载时，因为实体较少，所以施加载荷简易；模型载荷独立于有限元网格之外，这样就不必因为网格重新划分而重新加载。 缺点：不能显示所有的实体模型载荷；关键点上的载荷很难施加。 在开始求解时，实体模型载荷将自动转换到有限元模型。 (2)施加在有限元模型上 优点：因为载荷可以直接施加在主结点上，所以在简化分析时不会有任何问题；可用简单地选取所需要的结点，并直接指定约束条件。 缺点：任何对于有限元网格的修改都使载荷无效，需要删除先前的载荷并在新网格上重新施加载荷；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结点来拾取，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。 施加载荷的菜单如右图所示 3.1.3 施加DOF约束 在结构分析中，DOF约束中相应的自由度有平移和旋转，共有6个，即 在弹出的对话框中输入：X=80,Y=50,Radius=30,单击Apply; 继续输入： X=0,Y=20,Radius=10,单击Apply ； 继续输入： X=0,Y=80,Radius=30,单击OK。 布尔减运算，将3个圆洞孔从实体板中去除，生成孔洞 GUI： [Main Menu]Preprocessor|Operate|Booleans|Subtract|Areas 首先用鼠标在绘图窗口中选中平板基体，单击Apply，然后选择三个实体圆，单击OK，所得结果如图所示 ?存盘 GUI：ANSYS Toolbar-SAVE_DB 4.定义单元类型及单元实常数 （1）定义单元类型，选择分析类型 GUI:[Main Menu]Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete 选取solid82单元，通过单元类型库options… 按钮，单击出现如下对话框。在单元分析类型中选择plans strs w/thk，在单元输出选项中，选择Nodal Stress。最后单击OK按钮。 5.定义实常数（模型厚度） GUI:Prreprocessor|Real Constants |Add/Edit/Delete 在Thickness选项中输入20 80mm 60mm ?30mm ?20mm R50mm R20mm 第4章 ANSYS后处理 中南大学