【ANSYS】如何在ansys中添加压力载荷

2016-10-17 by:CAE仿真在线来源:互联网

1问题背景

依据载荷的物理场和支持的分析类型,ansys workbench中支持的载荷类型,可以分为以下几类:

1) Structural Loads-结构载荷;

2)Thermal Loads-热载荷;

3) Electric Loads-电力负荷;

4) Magnetostatic Loads-静磁载荷;

5)Interaction Loads-交互作用载荷;

6)Explosive Initiation-爆炸萌生。

了解各个载荷使用条件,对于我们准确定义边界载荷条件,获取较高的求解精度具有重要作用。

2结构荷载

结构载荷类型主要包括16类,依次为:

1) Pressure-压;

2)Pipe Pressure-管道压力;

3) Pipe Temperature-管道温度;

4)Hydrostatic Pressure-液体静压力;

5)Fore-力;

6)Remote Force-远程力;

7)Bearing Load-轴承载荷;

8) Bolt Pretension 螺栓预紧力;

9)Moment-力矩;

10)Generalized Plain Strain-广义平面应变;

11)Line Pressure-线压力;

12) PSD Base Excitation-功率谱密度基础激励;

13)Rs Base Excitation 响应谱基础激励;

14)Joint Load-转动副载荷;

15) Thermal condition-热力工况;

16)Rotating Force-旋转力。

3Pressure-压力载荷详解

压力载荷的形式可以常数形式,也可以是变化的载荷,它的方向可以是X、Y、Z方向的一个或者多个的组合,可以施加在一个或者多个平面(曲面)上。

3.1分析类型

压力载荷支持的分析类型主要有:谐响应分析;显示动力学;稳态结构力学;瞬态结构动力学。

注意:对于和稳态结构力学分析相关联的特征响应分析(如特征屈曲分析或者模态分析)或谐响应分析中(求解方法要选择为Full),求解时会考虑压力载荷对于刚度的影响。

3.2常规特征

本部分是介绍压力载荷的边界条件情况,包括使用条件、支撑限制和载荷方向的定义及幅值得定义。

3.2.1支持的分析类型

1)支持3D模型的分析,对于3D仿真模型,压力载荷常被施加在一个或者多个面上。

2)支持2D模型分析,对于2D仿真模型,压力载荷常被施加在一个或者多个边上。

3.2.2支持的几何类型

压力载荷边界条件支持的几何类型有:支持实体、面体、壳体, 不支持梁、线体、电线体。

3.2.3拓扑

压力载荷支持的拓扑选择部分如下:

1)体:不支持;

2)面:支持拓扑-3D.如果在定义压力载荷的时候,多个面被选择,相同的压力载荷值将会被施加在所有的面上。如果一个稳定的加压面随着其CAD参数发生了怎大,那么施加在这个面上的整体载荷力将会增加,但是压力载荷仍然保持不变。

3)边-支持拓扑。当定义压力载荷时,如果同时选择多个边,那么相同的压力载荷将会被定义在这些所有被选择的边上·。

4)点:不支持。

5)节点:不支持。

3.3定义方式

压力载荷的定义方式可以使用以下方式中的任意一种。

1) Normal to。支持,即面的法向。需要注意的是:

(1)在结构分析中,你只能定义一个随着空间变化的载荷。定义这种随着空间变化的载荷时,你可以使用函数又或者表格。

(2)这种载荷定义方式在使用时。对于大变形分析,无论是3D面组又或是2D边组,压力载荷的方向会跟随每一个载荷子步发生相应的变化;

(3)在是3D面组又或是2D边组施加压力载荷时,在预应力分析(如:预应力谐响应、预应力模态、特种屈曲分析)中,施加的压力载荷将会导致压力载荷刚度,这种压力载荷刚度会对定义的预应力分析产生重要影响。原因在于,这些预应力分析可以调用稳态结构求解过程的结果作为启动点。

2) Vector。支持,该类定义方式,载荷的方向不会发生变化,但是载荷的幅值可以随着几何变化而发生变化。幅值和载荷的方向可以任意进行组合或者排序,定义完成后,这些载荷将会传递进入求解器。

3) Component。支持

4)Normal To:Real-Imaginary. 仅在谐响应分析中支持,且定义的方向载荷中没有相位角。

5)Components: Real-Imaginary。仅在谐响应分析中支持,且定义的方向载荷中没有相位角。

3.4载荷数据定义方式

载荷数据的定义方式主要有:常数、时变得数据表格、频率变化的数据表格(仅支持谐响应分析,默认情况下,当定义随着频率作为独立的鼠标进行加载时,至少需要两个数据表格。以压力载荷作为边界条件的谐响应求解中,当求解方式为Full、lined MSUP、或者Standalone时,此时定义的随着频率变化的压力载荷是完全独立的。换句话说,载荷的幅值和相位角都可以根据频率的定义而进行变化)、随着空间变化的数据,随着时间发生变化的函数,随着空间发生变化的函数。

注意:谐响应分析中,随着空间变化的载荷和函数数据仅支持Normal to这种定义类型。

3.5边界条件的使用

1)可以在环境菜单工具一栏,以此点击Loads>Pressure,或者右键点击环境树或者几何窗口,选择Insert>Pressure。

2)定义模型的选择方法;包括Geometry Selection或者Named selection,具体参考见“如何在ansys中添加重力加速度一文”或者“如何在ansys中添加旋转速度载荷一文”。

3) 选择压力载荷的定义方法,具体注意事项见3.3节具体内容。

4)定义载荷的幅值、坐标系以及方向。

5)对于谐响应分析,需要定义相位角。

3.6APDl使用注意事项

在APDL中使用时,压力载荷作为表面载荷使用时,常使用SFE命令。在一个结构分析中,压力载荷可以使用的单元类型有SURF154(3D)或者SURF153(2D)单元类型,幅值(常数、表格或者函数)总是在输入文件中以表格的形式呈现。

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