ANSYS-Workbench-中的几种载荷的含义

ANSYSWorkbench中的几种载荷的含义1)方向载荷对大多数有方向的载荷和支撑，其方向多可以在任意坐标系中定义：–坐标系必须在加载前定义而且只有在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向.–在Detailsview中,改变“DefineBy”到“Components”.然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标系.–在所选坐标系中指定x,y,和z分量–不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。2)加速度(重力)–加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。–用户通常对方向的符号感到迷惑。假如加速度突然施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。–加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。标准的地球重力可以作为一个载荷施加。–其值为9.80665m/s2(在国际单位制中)–标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。–由于“标准的地球重力”是一个加速度载荷，因此，如上所述，需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。3)旋转速度旋转速度是另一个可以实现的惯性载荷–整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转–可以通过定义一个矢量来实现，应用几何结构定义的轴以及定义的旋转速度–可以通过部件来定义，在总体坐标系下指定初始和其组成部分–由于模型绕着某根轴转动，因此要特别注意这个轴。–缺省旋转速度需要输入每秒所转过的弧度值。这个可以在路径“ToolsControlPanelMiscellaneousAngularVelocity”里改变成每分钟旋转的弧度(RPM)来代替。4)压力载荷：–压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致–正值代表进入表面(例如压缩)；负值代表从表面出来(例如抽气等)–压力的单位为每个单位面积上力的大小5)力载荷：–力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面。–力将分布到整个结构当中去。这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上，每个表面将承受这个力的一半。力单位为质量乘以长度比上时间的平方。–力可以通过定义矢量，大小以及分量来施加。6)轴承载荷:–螺栓载荷仅适用于圆柱形表面。其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷。径向压力载荷的分布如下图所示。轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。–一个圆柱表面只能施加一个螺栓载荷。假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加螺栓载荷的时候一定要保证这两个柱面都要选中。–载荷的单位同力的单位–螺栓载荷可以通过矢量和幅值或者部件来定义。7)力矩载荷:–对于实体，力矩可以施加在任意表面–假如选择了多个表面，那么力矩将分摊在这些表面上。–力矩可以用矢量及其大小或者分量来定义。当用矢量表示时，其遵守右手法则。–在实体表面，力矩也可以施加在顶点或边缘，这与通过矢量或部件定义的以表面为基础的力矩类似。–力矩的单位为力乘上长度。8)远端载荷:–允许用户在面或者边上施加偏置的力–用户设定力的初始位置(利用顶点，圆或者x,y,z的坐标)–力可以通过向量和幅值或者分量来定义–这个在面上将得到一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩–这个力分布在表面上，但是包括了由于偏置力而引起的力矩–力的单位为质量*长度/时间29)螺栓载荷：–在圆柱形截面上施加预紧载荷以模拟螺栓连接；–施加预紧载荷(力)或者位移(长度)为初始条件；–顺序加载会出现其他选项；在静力分析中预紧载荷施加在初始求解中，而其他载荷施加在子步求解中；–注意，这样的两步顺序是自动而且明显的。?在第二步求解时，螺栓连接会自动被锁死；?除第一步求解以外，在顺序求解的每一步中你可以选择是否打开螺栓连接；螺栓连接注意：–只能在3D模拟中采用；–能够运用到圆柱形表面或者实体，对于实体需要一个以z轴为主方向的局部坐标系；–在螺栓连接处推荐单元细化(螺栓长度方向上的单元数必须大于1)。ANSYSWorkbench五种接触类型浅析Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，下面将帮助中关于这几个接触类型的描述翻译出来，供参考:Bonded（绑定）:这是AWE中关于接触的默认设置。如果接触区域被设置为绑定，不允许面或线间有相对滑动或分离。可以将此区域看做被连接在一起。因为接触长度/面积是保持不变的，所以这种接触可以用作线性求解。如果接触是从数学模型中设定的，程序将填充所有的间隙，忽略所有的初始渗透。NoSeparation（不分离）:这种接触方式和绑定类似。它只适用于面。不允许接触区域的面分离，但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。Frictionless（无摩擦）:这种接触类型代表单边接触，即，如果出现分离则法向压力为零。只适用于面接触。因此，根据不同的载荷，模型间可以出现间隙。它是非线性求解，因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变。假设摩擦系数为零，因此允许自由滑动。使用这种接触方式时，需注意模型约束的定义，防止出现欠约束。程序会给装配体加上弱弹簧，帮助固定模型，以得到合理的解。Rough（粗糙的）:这种接触方式和无摩擦类似。但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。只适用于面接触。默认情况下，不自动消除间隙。这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。Frictional（有摩擦）:这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。有点像胶水。模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。只适用于面接触。摩擦系数可以是任意非负值。以上描述可能有点长，如果难以理解，下面有其他朋友总结的：Bonded：无相对位移，如同共用节点。NoSeparation：法向不分离，切向可以有小位移。后面三种为非线性接触。Frictionless：法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。Rough：法向可分离，不渗透，切向不滑动。Frictional：法向可分离，不渗透，切向滑动，有摩擦力。最后附上ANSYSHelp中的原文，这是最权威的解释啦：Thedifferencesinthecontactsettingsdeterminehowthecontactingbodiescanmoverelativetooneanother.Thisisthemostcommonsettingandhasthemostimpactonwhatothersettingsareavailable.Mostofthesetypesonlyapplytocontactregionsmadeupoffacesonly.Bonded:Thisisthedefaultconfigurationandappliestoallcontactregions(surfaces,solids,lines,faces,edges).Ifcontactregionsarebonded,thennoslidingorseparationbetweenfacesoredgesisallowed.Thinkoftheregionasglued.Thistypeofcontactallowsforalinearsolutionsincethecontactlength/areawillnotchangeduringtheapplicationoftheload.Ifcontactisdeterminedonthemathematicalmodel,anygapswillbeclosedandanyinitialpenetrationwillbeignored.NoSeparation:Thiscontactsettingissimilartothebondedcase.Itonlyappliestoregionsoffaces(for3-Dsolids)oredges(for2-Dplates).Separationoffacesincontactisnotallowed,butsmallamountsoffrictionlessslidingcanoccuralongcontactfaces.[NotsupportedforExplicitDynamicsanalyses.]Frictionless:Thissettingmodelsstandardunilateralcontact;thatis,normalpressureequalszeroifseparationoccurs.Itonlyappliestoregionsoffaces(for3-Dsolids)oredges(for2-Dplates).Thusgapscanforminthemodelbetweenbodiesdependingontheloading.Thissolutionisnonlinearbecausetheareaofcontactmaychangeastheloadisapplied.Azerocoefficientoffrictionisassumed,thusallowingfreesliding.Themodelshouldbewellconstrainedwhenusingthiscontactsetting.Weakspringsareaddedtotheassemblytohelpstabilizethemodelinordertoachieveareasonablesolution.Rough:Similartothefrictionlesssetting,thissettingmodelsperfectlyroughfrictionalcontactwherethereisnosliding.Itonlyappliestoregionsoffaces(for3-Dsolids)oredges(for2-Dplates).Bydefault,noautomaticclosingofgapsisperformed.Thiscasecorrespondstoaninfinitefrictioncoefficientbetweenthecontactingbodies.[NotsupportedforExplicitDynamicsanalyses.]Frictional:Inthissetting,twocontactingfacescancarryshearstressesuptoacertainmagnitudeacrosstheirinterfacebeforetheystartslidingrelativetoeachother.Itonlyappliestoregionsoffaces.Thisstateisknownassticking.Themodeldefinesanequivalentshearstressatwhichslidingonthefacebeginsasafractionofthecontactpressure.Oncetheshearstressisexceeded,thetwofaceswillsliderelativetoeachother.Thecoefficientoffrictioncanbeanynon-negativevalue.Choosingtheappropriatecontacttypedependsonthetypeofproblemyouaretryingtosolve.Ifmodelingtheabilityofbodiestoseparateoropenslightlyisimportantand/orobtainingthestressesverynearacontactinterfaceisimportant,considerusingoneofthenonlinearcontacttypes(Frictionless,Rough,Frictional),whichcanmodelgapsandmoreaccuratelymodelthetrueareaofcontact.However,usingthese