《加载和求解》PPT课件.ppt
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1、第第5章章 加载和求解加载和求解n 5.1 5.1加载与求解概述加载与求解概述n 5.2 5.2分析类型以及求解设置分析类型以及求解设置n 5.3 5.3载荷定义前的设置载荷定义前的设置n 5.4 5.4载荷的定义载荷的定义n 5.5 5.5求解求解n5.15.1加载与求解概述加载与求解概述n5.1.1 5.1.1 载荷载荷n对应不同分析类型,载荷可分为以下几种不同种类。n结构分析中常见的载荷:力,压力,重力,位移边界条件等。n热分析中常见的载荷:温度,热流速率,对流边界条件等。n磁场分析中常见的载荷:磁势,磁通量边界条件等。n为了真实的反映实际物理情况,ANSYS将载荷分为6大类:自由度约束
2、,集中力载荷,面载荷,体载荷,惯性载荷以及耦合场载荷。n自由度约束:用已知量确定某个自由度的值。例如在结构分析中设置某个节点位移的x分量Ux为0,而位移的y分量Uy为1.n集中力载荷:施加于模型节点的集中力载荷。例如在结构的桁架分析中,施加于某个弦节点上的力F为1000N等。n面载荷:施加于模型某个表面的分布载荷。例如在结构分析中为面压力等。n体载荷:施加于模型体内的载荷。例如螺管线圈磁场分析中,施加于螺管线圈内部的体电流密度。n惯性载荷:跟物体惯性有关的载荷。例如重力加速度,角速度等。n耦合场载荷:用于耦合场分析。它通常将一种分析得到的结果作为另一种分析的载荷。n5.1.2载荷施加的对象n实
3、体模型的载荷是指施加在实体模型所对应的面对象或者相关的关键点,线的载荷。而有限元模型载荷则只能施加到对应节点或单元上。n5.1.3载荷步、子步和平衡迭代n(1)载荷步n载荷步是指为获得正确计算结果而对所施加的载荷所做的相关配置,ANSYS称载荷步为Load Step.n我们通过图示来解释载荷步的概念。图1所示为某次结构分析中所需要施加的集中力载荷与时间关系图。根据分析的要求,在0-t1时间内,集中力从0开始线性增加到1kN,接着该力保持1KN不变持续时间为t2-t1秒,最后在t3秒的时候,又逐渐线性降为零。n如何正确体现这个1KN集中力加载的过程呢?n首先根据时间的不同,将载荷分为3步。0-t
4、1秒为第一步加载过程,t1-t2秒为第二步加载过程,t2-t3秒为第三步加载过程。这其中的每一步就称为一个载荷步。在图中,用小圆圈表示每个载荷步的结束位置。nANSYS中只有两种载荷的加载方式,一种是阶跃式,另一种是斜坡式.两种情况如图2所示.nANSYS中控制载荷加载方式的方法如下:nMain Menu(主菜单)Preprocessor(前处理)Loads(载荷)Analysis Type(分析类型)Soln Controls(求解控制)Transient(瞬态)n(2)子步和平衡迭代n子步是针对某一个载荷步的概念.ANSYS称子步为Substep,如图3所示.nANSYS控制子步数的方法如
5、下:nMain Menu(主菜单)Preprocessor(前处理)Loads(载荷)Analysis Type(分析类型)Soln Controls(求解控制)Basic(基本)n平衡迭代是在给定子步下为了收敛而进行的计平衡迭代是在给定子步下为了收敛而进行的计算算,它仅仅用于需要考虑收敛的非线性分析它仅仅用于需要考虑收敛的非线性分析.n5.2 分析类型以及求解设置nMain Menu(主菜单)Solution(求解),展开求解器菜单,如图4所示.n最常用的菜单项如下:nAnalysis Type:选择分析类型,并针对分析类型设置相关选项.nDefine Loads:定义载荷.nLoad St
6、ep Opts:设置载荷步控制选项.nSolve:进行求解计算.nANSYS中常用的分析类型包括静态,谐态,瞬态分析等.n单击Main Menu(主菜单)Solution(求解)Analysis Type(分析类型),展开分析类型设置菜单,如图5所示.n5.2.1New Analysis(新分析)n常用的分析类型选项有Static(静态)分析,Harmonic(谐态)分析和Transient(瞬态)分析等.如图6所示.n定义分析类型的方法如下:nMain Menu(主菜单)Solution(求解)Analysis Type(分析类型)New Analysis(新分析)n5.2.2求解控制Sol
7、n Controlsn单击Main Menu(主菜单)Solution(求解)Analysis Type(分析类型)Soln Controls(求解控制),弹出如图7所示的Solution Controls(求解控制)对话框.n从图中可以看出,求解控制包含5个基本设置.下面介绍它们的基本含义.nBasic:基本选项.包含分析的设置,载荷步时间控制,输出控制等常用设置.nTransient:瞬态选项.只有在选择了暂态分析时此选项才可选.nSoln Options:求解选项.主要用于选择求解方法.nNonlinear:非线性选项.在这里用户可以指定以何种方式估计求解过程中自由度约束情况.nAdva
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