《有限元分析技術(shù)》課件-第六章 施加載荷和約束

6.1選擇分析類型 6.2加載環(huán)境與菜單 6.3施加約束6.1選擇分析類型載荷和約束是ANSYSWorkbench-Mechanical求解計(jì)算的邊界條件，它們是以所選單元的自由度的形式定義的。在施加載荷和約束之前通常要先確定模型的分析類型，ANSYSWorkbench中常見的分析類型如下：StaticStructural：結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度分析，用于求解位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及結(jié)構(gòu)力。FlexibleDynamic：柔性動(dòng)力學(xué)分析，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在常規(guī)動(dòng)態(tài)載荷下的動(dòng)力特性，可以是線性或非線性。RigidDynamic：剛性動(dòng)態(tài)分析，用于求解剛體的動(dòng)力特性。ModalAnalysis：模態(tài)分析，用于求解振動(dòng)特性，如渦輪葉片的振動(dòng)、結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力等。HarmonicResponseAnalysis：諧響應(yīng)分析、用于分析長期載荷引起的周期性響應(yīng)，屬于線性分析。LinearBucklingAnalysis：線性擠壓分析。RandomVibrationAnalysis：隨機(jī)振動(dòng)分析，用于分析自然界中的隨機(jī)振動(dòng)載荷引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。ShapeOptimizationAnalysis：結(jié)構(gòu)最優(yōu)化分析。Steady-StateThermalAnalysis：穩(wěn)態(tài)熱分析。TransientThermalAnalysis：非穩(wěn)態(tài)熱分析。MagnetostaticAnalysis：靜磁分析。6.2加載環(huán)境與菜單在Mechanical中提供了以下四種類型的約束載荷：(1)慣性載荷：專指施加在定義好的質(zhì)量點(diǎn)上的力。慣性載荷施加在整個(gè)模型上，進(jìn)行慣性計(jì)算時(shí)必須輸入材料的密度。(2)結(jié)構(gòu)載荷：施加在系統(tǒng)零部件上的力或力矩。(3)結(jié)構(gòu)約束：限制部件在某一特定區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的約束，也就是限制部件的一個(gè)或多個(gè)自由度。(4)熱載荷：施加熱載荷時(shí)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)溫度場，使模型中發(fā)生熱膨脹或熱傳導(dǎo)，進(jìn)而在模型中進(jìn)行熱擴(kuò)散。利用ANSYSMechanical進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，需要施加的載荷有多種。下面具體介紹ANSYSWorkbench17.0的加載環(huán)境與菜單，也可以查閱相關(guān)幫助文件。1.施加載荷(1)在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS17.0→WorkBench17.0命令，啟動(dòng)ANSYSWorkbench17.0，進(jìn)入主界面(2)雙擊主界面Toolbox中AnalysisSystems→StaticStructural選項(xiàng)，即可在ProjectSchematic創(chuàng)建分析項(xiàng)目A，如圖6-1所示。(3)雙擊項(xiàng)目中Model即A4欄目即可進(jìn)入Mechanical操作環(huán)境，選擇Mechanical界面左側(cè)Outline中的StaticStructural選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖6-2所示的Environment工具欄。圖6-1創(chuàng)建分析項(xiàng)目A

圖6-2Environment工具欄2.慣性載荷慣性載荷是通過施加加速度實(shí)現(xiàn)的，加速度是通過慣性力施加到結(jié)構(gòu)上的，慣性力的方向與所施加的加速度方向相反，它包括加速度、重力加速度及角速度等，慣性載荷菜單如圖6-3所示。圖6-3慣性載荷菜單3.力載荷在Mechanical中，力載荷集成到結(jié)構(gòu)分析的Loads下拉菜單中，它是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析所必備的，必須掌握各載荷的施加特點(diǎn)，才能更好地將其應(yīng)用到結(jié)構(gòu)分析中去。力載荷菜單6-4所示。