第5章加載24匯總

1、第 5 章 加 載5.1 載荷的概念在 ANSYS 術(shù)語中，載荷包括邊界條件和外部或內(nèi)部作用力函數(shù)。不同學(xué)科中的載荷實 例如下。結(jié)構(gòu)分析：位移、速度、加速度、力、壓力、溫度（熱應(yīng)變）和重力。 熱分析：溫度、熱流速率、對流、內(nèi)部熱生成和無限表面。 磁場分析：磁勢、磁通量、磁場段、源流密度和無限表面。電場分析：電勢（電壓） 、電流、電荷、電荷密度和無限表面。 流體分析：速度和壓力。載荷分為 6 類：自由度約束、力、表面載荷、體積載荷、慣性載荷和耦合場載荷。1. 自由度約束是指施加于模型的位移邊界條件。例如，在結(jié)構(gòu)分析中自由度約束被指 定為位移、 對稱邊界條件或反對稱邊界； 在熱力分析中， 自由度約

2、束被指定為溫度和對流換 熱邊界條件。2. 力是指施加于模型節(jié)點的集中載荷。例如，在結(jié)構(gòu)分析中，力被指定為力和力矩； 在熱力分析中，力被指定為熱流速率。3. 表面載荷是指施加于某個表面上的分布載荷。例如，在結(jié)構(gòu)分析中，表面載荷為壓 力；在熱力分析中，表面載荷為對流和熱通量。4. 體積載荷是指體積的或場載荷。例如，在結(jié)構(gòu)分析中，體積載荷為溫度和fluences ；在熱力分析中，體積載荷為熱生成速率。5. 慣性載荷是指由物體慣性引起的載荷，如重力加速度、角速度和角加速度。慣性載 荷主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。6. 耦合場載荷是指以上載荷的一種特殊情況，從一種分析得到的結(jié)果作為另一種分析 的載荷。例如，熱分

3、析中的溫度場應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析。5.2 載荷步、子步和平衡迭代1載荷步載荷步僅僅是為了獲得解答的載荷需要。在線性靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析中，用戶可以使用不同的載荷步施加不同的載荷組合。例如，在第一個載荷步中施加風(fēng)載荷，在第二個載荷步中施加重力載荷，在第三個載荷步中施加風(fēng)和重力載荷以及一個不同的支承條件等。在瞬態(tài)分析中，多個載荷步加到載荷歷程曲線的不同區(qū)段。圖5-1顯示了一個包含3個載荷步的載荷歷程曲線。第一個載荷步用于線性載荷， 第二個載荷步用于恒定載荷，第三個載荷步用于載荷卸載。2子步子步表示求解過程中載荷步包括的點，一個載荷步根據(jù)需要可以包括無數(shù)個子步。例如一個載荷的求解時間為 1s,則可以每隔0.1S

4、設(shè)置一個子步，也可以每隔0.2s設(shè)置一個子步。 使用子步的原因如下。在非線性靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析中，使用子步逐漸施加載荷以便能獲得精確解。在線性或非線性瞬態(tài)分析中，使用子步滿足瞬態(tài)時間累積法則。 在諧響應(yīng)分析中，使用子步獲得激勵頻率范圍內(nèi)多個頻率處的解。3 平衡迭代平衡迭代是在給定子步下為了收斂而計算的附加解。僅用于收斂起著很重要作用的靜態(tài)或瞬態(tài)非線性分析中的迭代修正。例如，如圖5-2所示，對二維非線性靜態(tài)分析，為獲得精確解，通常使用兩個載荷步。 第一個載荷步，將載荷逐漸加到510個子步以上，每個子步僅用一次平衡迭代。第二個載荷步，得到最終收斂解，且僅有一個使用1525次平衡迭代的子步。圖5-2載荷

5、步、子步和平衡迭代5.3 跟蹤中時間的作用在靜態(tài)和瞬態(tài)分析中，不論分析是否依賴于時間，ANSYS都使用時間作為跟蹤參數(shù)。顯然，在瞬態(tài)分析或與速率有關(guān)的靜態(tài)分析中， 如蠕變或粘塑性分析，時間代表實際的、 按年 月順序的時間，用秒、分鐘或小時表示且具有物理意義。用戶可以使用TIME 命令指定每個載荷步結(jié)束的時間。然而， 在不依賴于速率的分析中， 時間僅僅成為一個識別載荷步和子步的計數(shù)器。 在默 認(rèn)情況下，程序自動地對 TIME賦值，在載荷步1結(jié)束時，賦TIIAE=1 ;在載荷步2結(jié)束時， 賦TIIAE=2;依次類推。載荷步中的任何子步將被賦給合適的、用線性插值得到的時間值。 在這樣的分析中，通過賦

6、給自定義的時間值， 就可建立自己的跟蹤參數(shù)。那么，在后處理器 中，如果得到一個變形時間關(guān)系圖， 則其含義與變形載荷關(guān)系相同。 這種技術(shù)非常有用， 如在大變形屈曲分析中，其任務(wù)是跟蹤結(jié)構(gòu)載荷增加時結(jié)構(gòu)的變形。當(dāng)求解中使用弧長方法時， 時間還表示另一個含義。 在這種情況下， 時間等于載荷步開 始時的時間值加上弧長載荷系數(shù)， 即當(dāng)前所施加載荷的放大系數(shù)的數(shù)值。 因此， 在弧長求解 中，時間不作為“計數(shù)器” 。弧長方法是一種先進(jìn)的求解技術(shù)。 載荷步是作用在給定時間間隔內(nèi)的一系列載荷。 子步 為載荷步中的時間點， 在這些時間點， 求得中間解。 兩個連續(xù)的子步之間的時間差稱為時間 步長或時間增量。平衡迭代

7、純粹是為了收斂而在給定時間點進(jìn)行計算的迭代求解方法。5.4 階躍與斜坡載荷當(dāng)用戶在一個載荷步中指定一個以上的子步時， 就出現(xiàn)了載荷加載方式是階躍加載還是 斜坡加載的問題。如果載荷是階躍的， 那么全部載荷施加于第一個載荷子步， 且在載荷步的其余部分 中載荷保持不變，如圖 5-3a 所示。如果載荷是逐漸遞增的， 那么在每個載荷子步， 載荷值會逐漸增加， 且全部載荷出現(xiàn)在載荷步結(jié)束時，如圖 5-3b 所示。圖5-3階躍載荷與斜坡載荷5.5定義載荷本節(jié)主要講解定義結(jié)構(gòu)載荷的設(shè)置方法，對于熱分析載荷的設(shè)置方法，用戶可參見熱分析章節(jié)。自由度約束自由度約束也可理解為模型的邊界條件，對于結(jié)構(gòu)問題主要指位移約束

8、。 結(jié)構(gòu)自由度包括3個方向的平動位移和 3個方向的轉(zhuǎn)動位移，還有靜水壓力，這些自由度在ANSYS的標(biāo)識符分別是 UX, UY, UZ, ROTX ROTY ROTZ和 HDSF。1. 在線上施加約束命令：DL。GUT： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Lines.2在面上施加約束命令：DA。GUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural &

9、gt; Displacement > On Areas 。3. 在關(guān)鍵點上施加約束命令：DK。GUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Keypo ints。4. 在節(jié)點上施加約束命令：Do對稱與反對稱約束1. 對稱與反對稱約束基本概念使用DSYM命令在節(jié)點平面上施加對稱或反對稱邊界條件。該命令可以產(chǎn)生合適的DOF約束。如圖5-4所示，在結(jié)構(gòu)分析中，對稱邊界條件指平面外平動自由度和平面內(nèi)轉(zhuǎn)動自由0。度被設(shè)置為0，而反對稱邊界條件指平

10、面內(nèi)平動自由度和平面外轉(zhuǎn)動自由度被設(shè)置為(a)對稱邊界條件(b )反對稱邊界條件胃毎？|寸F由戲圖5-4結(jié)構(gòu)分析中的對稱和反對稱邊界條件5-5在對稱平面上的所有節(jié)點根據(jù)DSYM命令的KCN字段被旋轉(zhuǎn)到指定的坐標(biāo)系中。圖所示為對稱和反對稱邊界條件的應(yīng)用實例。當(dāng)在線和面上施加對稱或反對稱邊界條件時,DL和DA命令的作用方式與 DSYM命令相同。(a)二維對稱平面模型1, -1匕豆苛菲士 i(b)二維反對稱平面模型圖5-5使用對稱和反對稱邊界條件的實例需要注意，在使用通用后處理器(POST1時，如果數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點旋轉(zhuǎn)角度與正在處理的解中所用的節(jié)點旋轉(zhuǎn)角度不同，POST1可能會顯示不正確的結(jié)果.如果在

11、第二個或其后 的載荷步中通過施加對稱或反對稱邊界條件引入節(jié)點旋轉(zhuǎn)，通常會導(dǎo)致這種狀況。當(dāng)執(zhí)行SET命令(Utility Menu >List > Results > Load Step Summary)時，在 POST1 中會彈出以下 警告信息。* WARNING *Cumulative iterati on 1 may have bee n solved using differe nt model or boun dary con diti on data tha n is curre ntly stored. POSTI results maybe erron eous

12、 uni ess you resume from a.db file match ing this soluti on.2 施加對稱邊界條件(1) 在節(jié)點處施加對稱邊界條件命令：DSYM, SYMM。GUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C. > On Nodes.(2) 在線上施加對稱邊界條件命令：DL, LINE, SYMMGUI: Main Menu > Solution > Define Lo

13、ads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C. > On Lines.(3) 在與線相鄰的面上施加對稱邊界條件命令：DL, AREA, SYMMGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C. > .With A。(4) 在面上施加對稱邊界條件命令：DA, AREA, SYMMGUI： Main Menu > Solut

14、ion > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C. > On areas3 施加反對稱邊界條件(1 )在節(jié)點處施加反對稱邊界條件命令：DSYM,ASYMGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement Antisymm B.C. > On Nodes(2) 在線上施加反對稱邊界條件命令：DL, LINE, ASYMGUI： Main

15、 Menu > Solution > Define Loads > Apply 1 Structural > Displacement > Antisymm B.C. > On Li nes.(3) 在與線相鄰的面上施加反對稱邊界條件命令：DL, AREA, ASYMGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > DisplacementAntisymmB.C. > .with Area。（4）在面上施加反對稱邊界條件命令：DA, AREA,

16、ASYMGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Antisymm B.C. > On Areas施加力載荷結(jié)構(gòu)分析中的力載荷包括集中力（FX. FY和FZ）、力矩（MX. MY和MZ）和流體質(zhì)量流動率（DVOL）。1. 在節(jié)點施加力或力矩命令：DoGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment >

17、 On Nodes。2. 在關(guān)鍵點施加力求力矩命令：FK。GUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Keypo ints。3. 在節(jié)點組件上施加力、力矩命令：FoGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Node Comp onents。施加表面載荷結(jié)構(gòu)分析中的表面載荷只有壓力（PR

18、ES）用戶不僅可將表面載荷施加在線和面上，還可加在節(jié)點和單元上。1.在節(jié)點上施加壓力命令：SFoGUI: Mai n Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >Pressure > On Nodes2. 在節(jié)點組件上施加壓力命令：SF。GUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Node Comp onen ts.3. 在單元上施加壓力命令：SFEG

19、UI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Elements。4. 在單元組件上施加壓力命令：SFEGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Element Comp onents。5. 在線上施加壓力命令：SFLGUI: Main Menu > Solution > Define Load

20、s > Apply > Structural > Pressure > On Lines。6. 在面上施加壓力命令：SFAGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Areas。7. 在梁上施加壓力命令：SFBEAMGUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Beams。彈出對話

21、框，用鼠標(biāo)選擇要施加壓力的梁，單擊OK按鈕。彈出圖5-6所示的“ Apply PRESon Beams （在梁上施加壓力）”對話框。該對話框包括6個控制選項，即載荷號（LKEY）在節(jié)點I處的載荷值（VALI ）、在節(jié)點J處的載荷值（VALJ ）、在節(jié)點I處的偏移距離（IOFFST、 在節(jié)點J處的偏移距離（JOFFST和載荷偏移的依據(jù)（LENRAT）。圖5-6 “在梁上施加壓力”對話框可以施加橫向壓力， 其大小為每單位長度的力， 分別沿法向和切向。 壓力可以沿單元長度線性變化，可指定在單元的部分區(qū)域，如圖5-7所示。圖5-7梁表面載荷的示例施加體積載荷結(jié)構(gòu)分析中的體積載荷包括溫度( TEMP )

22、，頻率(FREQ和能量密度(FLUB。用戶不 能把該溫度與熱分析中的溫度自由度相混淆。頻率僅能在諧響應(yīng)分析中應(yīng)用。 用戶可將體積載荷施加在節(jié)點、單元、關(guān)鍵點、線、面和體上。1. 在點、線、面、體和節(jié)點上施加溫度命令：BFK/ BFL/BFA/BFVIBFMain Menu > Soluti on > Define Loads > Apply > Structural > Temperature > Enty 彈出對話 框，用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的實體，單擊0K按鈕。彈出圖5-8所示的“Apply TEMP on Lines (在點、線、面、體和節(jié)點上施加溫度)”對話

23、框。該對話框包括一個控制選項，即溫度載荷施加方 式：施加常數(shù)值(Constant value)，使用己有表格施加載荷(Existing table )和使用新表格施 加載荷(New table)。如果用戶選擇施加常數(shù)值，則在Temperature文本框中輸入溫度值。八 Apply TE.MP on LinesBFL Apply(JEJMQ or LinwG島ppyIf Gontant rilu? difrcVAL1 TemperatureOK |ApplyCancelCortnt valUeHelp圖5-8 "在點、線、面、體和節(jié)點上施加溫度”對話框施加在實體模型的線上的體積載荷被轉(zhuǎn)

24、換到對應(yīng)的有限元模型的節(jié)點；施加在實體模型的面或體上的體積載荷被轉(zhuǎn)換到對應(yīng)的有限元模型的單元上。2 .在單元上施加溫度(1)施加方法命令：BEEMain Menu > Soluti on > Define Loads > Apply > Structural > Temperature > On Eleme nts彈出對話框，用鼠標(biāo)選擇要施加溫度的單元，單擊OK按鈕.禪出圖5-9所示的“ Apply TEMP onElems(在單元施加溫度)”對話框。該對話框包括兩個控布選項，即施加溫度開始位置(STLOC和施加方式(Apply as)。STLOC默認(rèn)值為1

25、, Apply as包括施加常數(shù)值(Constant Value)、 使用已有表格施加載荷(Existing Table)和使用新表格施加載荷(New Table)。圖5-9 “在單元施加溫度”對話框(2)不同單元施加溫度的差異BFE命令逐個對單元施加溫度。然而，對應(yīng)需要施加多個載荷值的單元，可以在一個單元上的多個位置指定體積載荷。所使用的位置隨單元類型的不同而異，默認(rèn)位置也隨單元類型的不同而異。1)對二維和三維實體單元，體積載荷的位置通常位于單元角點，如圖5-10所示。2)圖5-10對二維和三維實體單元BFE命令施加的體積載荷位置對殼單元，體積載荷的位置通常位于頂面和底面的，如圖5-11所示

26、?！皞喂?jié)點”圖5-11對殼單元BFE命令施加的體積載荷位置3)所示。圖5-12對于一維單元 BFE命令施加的體積載荷位置一維單元與殼單元相同，體積載荷的位置通常位于單元每端的“偽節(jié)點”，如圖5-124)在所有情況下，如果包含退化單元，則必須在所有位置指定單元載荷，包括在重合節(jié)點處施加重復(fù)載荷值。3 .施加均布溫度命令:BFUNIF。GUI: Main Menu > Soluti on > Define Loads > Apply > Structural > Temperature > UniformTempo彈出圖5-13所示的“ Uniform Temp

27、erature (施加均勻溫度)”對話框，在對話框中輸入 施加的均勻溫度值，單擊 0K按鈕。圖5-13 “施加均勻溫度”對話框施加慣性載荷慣性載荷包括平動慣性載荷和轉(zhuǎn)動慣性載荷。平動慣性載荷包括設(shè)置總體笛卡爾線性加速度和單元組件加速度。轉(zhuǎn)動慣性載荷包括轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動加速度。1. 施加總體笛卡爾線性加速度命令：ACELGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Gravity > Global。2. 在單元組件上施加平動加速度命令：CMACELGUI:

28、 Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Gravity > On Comp onents。3. 施加結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動速度命令：OMEGA.GUI： Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Angular Veloc > Global.4. 施加結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動加速度命令：DOMEGA。GUI： Main Menu > So

29、lution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Angular Accel > Global.5. 施加單元組件關(guān)于用戶指定軸的轉(zhuǎn)動速度命令：CMOMEGAoGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Angular Veloc >On Comp onents > Eity。6. 施加單元組件關(guān)于用戶指定軸的轉(zhuǎn)動加速度命令：CMDOMEGA。GUI

30、: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Angular Accel > On Comp onents > Eity。7施加結(jié)構(gòu)關(guān)于總體原點的轉(zhuǎn)動速度命令：CGOMGA。GUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Coriolis Effects 。8.施加結(jié)構(gòu)關(guān)于總體原點的轉(zhuǎn)動加速度命令：DCGOMG。GUI

31、: Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Inertia > Coriolis Effects 。ACEL OMEGA和DOMEGA命令分別用于指定在整體笛卡爾坐標(biāo)系中的加速度、角速度 和角加速度。需要注意ACEL命令用于對物體施加加速度。因此，如果要施加作用于負(fù) Y方向的重力，則應(yīng)指定一個正Y方向的加速度。使用CGOMGA和 DCGOMG命令指定一個旋轉(zhuǎn)物體的角速度和角加速度，該物體本身正相對于另一個參考坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)。慣性載荷僅當(dāng)模型具有質(zhì)量時有效。慣性載荷通常是通過指定密度來施

32、加的。對所有的其他數(shù)據(jù)，ANSYS程序要求質(zhì)量為恒定單位。只有在下列情況下可使用重量密度代替質(zhì)量密度。模型僅用于靜態(tài)分析。未施加角速度或角加速度。重力加速度為單位值（g=i.o）。為了能夠以“方便的”重力密度形式或以“一致的”質(zhì)量密度形式使用密度，指定密的 一種簡便的方法是將重力加速度（g）定義為參數(shù)（見表 5-1）。表5-1指定密度的方式方便形式一致形式說明g=i.0g=385.0參數(shù)定義MP,DENS,1,0.283/gMP,DENS,1,0.283/g鋼的密度ACEL_gACEL_g重力載何施加軸對稱載荷和反作用力對約束、表面載荷、體積載荷和某一方向的加速度，施加方法與非軸對稱模型沒有區(qū)

33、別。但是，對集中載荷的定義，施加軸對稱載荷過程有所不同。因為這些載荷大小、輸入的力、力矩等數(shù)值是在360。范圍內(nèi)進(jìn)行的，即根據(jù)沿周邊的總載荷輸入載荷值。例如，如果1500lb/in圓周的軸對稱軸向載荷被施加到直徑為10in的管上，如圖5-14所示。1500x2 n x5=47124的總載荷將按F,N,FM7124方法被施加到節(jié)點 N上。(a )三維模型J7.I24 lb(b )二維模型圖5-14在360。范圍內(nèi)定義集中軸對載荷施加表格形式載荷1.定義表格命令：*DIM。GUI: Utility Menu > Parameters > Array Parameters > De

34、fine/Edit 。在彈出的對話框中，單擊Add按鈕，彈出圖5-15所示的“Add New Array Parameter (定義數(shù)組參數(shù))”對話框。該對話框包括3個控制選項，即參數(shù)名(Par ),參數(shù)類型(Type),參數(shù)類型對應(yīng)的行、列和面的數(shù)量。為了定義表格，用戶在Par文本框中輸入表格的名字，選擇參數(shù)類型為Table，根據(jù)需要輸入表格的行數(shù)、列數(shù)和面數(shù)，并指定行變量(RowVariable)、列變量(Column Variable)和面變量(Plane Variable) o如果用戶想要指定表格參數(shù)的行變量為時間，列變量為溫度，則輸入 Var1為TIM , Var2為TEMP。圖5-

35、15 “定義數(shù)組參數(shù)”對話框2 .施加表格型載荷當(dāng)用命令定義載荷時，必須把表格名裝入symbols%。例如，為了指定一個對流值表，用戶應(yīng)該執(zhí)行類似如下的命令。SF,all,co nv,%sycnv%,tbulk如果用戶使用GUI施加表格型載荷，則只需在施加載荷時設(shè)置為使用己有表格施加載荷(Existi ng Table)即可。注意，如果用戶的數(shù)據(jù)不方便表達(dá)為表格形式，用戶會想使用函數(shù)邊界條件，則可以參考使用函數(shù)邊界條件施加載荷。施加函數(shù)形式載荷1.定義函數(shù)GUI: Ma in Menu > Solution > Apply > Fu nctio ns > Defi ne

36、/Edit ，彈出圖 5-16 所示的 “ Fu nctionEditor (函數(shù)編輯器)”對話框。該對話框包括 4個區(qū)域，即函數(shù)類型區(qū)、函數(shù)表達(dá)式區(qū)、數(shù) 學(xué)函數(shù)區(qū)和變量列表區(qū)。圖5-16 “函數(shù)編輯器”對話框(1)區(qū)域介紹1) 函數(shù)類型區(qū)。用戶在此區(qū)域選擇是定義單變量函數(shù)(Single Equation)還是多變量(Multivalued Function Based on Regime Variable)。2) 函數(shù)表達(dá)式區(qū)。在該區(qū)用戶輸入需要定義的函數(shù)表達(dá)式。3) 變量列表區(qū)。下拉變量列表區(qū)選擇一個基本變量?？蛇x的基本變量如下。Time:時間。X:全局笛卡兒坐標(biāo)系中x的位置。Y:全局笛卡

37、兒坐標(biāo)系中 y的位置。z：全局笛卡兒坐標(biāo)系中 z的位置。TEMP:溫度。VELOCITY速度自由度或單元中計算流速的大小。PRES施加的表面壓力。TSURF SURF151或SURF152單元的單元表面溫度。DENS密度。Kxx,熱傳導(dǎo)率。Kyy：熱傳導(dǎo)率。Kzz熱傳導(dǎo)率。Visc :粘性。Emmissivity :熵。Xr：基準(zhǔn)位置（Xr）（僅用ALE公式表達(dá)）。Yr：墓準(zhǔn)位置（Yr）（僅用ALE公式表達(dá)）。Zr：基準(zhǔn)位置（Zr）（僅用ALE公式表達(dá)）。GAP:接觸間隙。OMEGS 轉(zhuǎn)速（OMEGS）（SURF151 或 SURF152單元的轉(zhuǎn)速）。OMBGF:轉(zhuǎn)速（FLUID115單元的轉(zhuǎn)

38、速）。SLIP滑動系數(shù)（FLUID115單元的滑動系數(shù)）。4）數(shù)學(xué)函數(shù)區(qū)。該區(qū)域包括了常用的數(shù)學(xué)函數(shù)，用戶可以直接單擊按鈕使用。（ 2）使用函數(shù)編輯器1）選擇函數(shù)類型。選擇單個方程或多值函數(shù)。如果選擇后者，則必須輸入用戶的狀態(tài)變量名，即管理函數(shù)中方程的變量。當(dāng)用戶選擇一個多值函數(shù)時，6 個狀態(tài)表格將被激活。2） 選擇度或弧度。這一選擇僅決定方程如何被運算，而不會影響*AFUN 設(shè)置。3）使用初始變量、方程變量和鍵區(qū)定義結(jié)果方程（單個方程）或描述狀態(tài)變量的方程 （多值函數(shù)） 。如果用戶定義單方程函數(shù)， 則跳到第 10 步并保存方程。 如果用戶是定義多值函數(shù)，則繼續(xù)看第 4）步。4）單擊狀態(tài) 1

39、表格，輸入用戶在函數(shù)表格下定義的狀態(tài)變量的相應(yīng)的最大值和最小值 限制。5）定義這個狀態(tài)的方程。6）單擊狀態(tài) 2 表格，注意狀態(tài)變量的最小值限制已被定義并且不可更改，這一特征確 保狀態(tài)保持連續(xù)而無間隙。定義這個狀態(tài)的最高值限制。7）定義這個狀態(tài)的方程。8）在 6 個狀態(tài)中連續(xù)如上操作。在每個狀態(tài)中，用戶不必儲存或保存單個方程，除非 用戶想在另一狀態(tài)中重用某個方程。9）選擇 File > Comment 輸入一個注釋描述函數(shù)（可選） 。10） 保存函數(shù)。選擇 File > Save并且定義文件名，文件名必須有.func擴(kuò)展名。一旦函數(shù)被定義并保存，就可在一些適用的ANSYS分析中被應(yīng)用

40、或是被一些有權(quán)使用文件的用戶使用。（ 3）注意事項1）函數(shù)在表格型矩陣中以方程格式儲存。2）與表格型邊界條件下不同，不可以使用函數(shù)邊界條件覆蓋邊界條件及其相應(yīng)基本變量的約束。例如，在結(jié)構(gòu)分析中，壓力載荷支持的基本變量是TIME, X, Y Z和TEMP,因此在使用函數(shù)邊界條件時， 方程式中允許的基本變量僅有 TIME, X, 丫 Z和TEMP。使用函數(shù)編輯器 （Using the Function Editor ）中的列表說明了對于每種形式的操作哪些基本變量可用。2讀入函數(shù)1）選擇 Main Menu > Solution > Apply > Functions > R

41、ead File 打開函數(shù)載入器。2）找到用戶保存函數(shù)的目錄,選擇相應(yīng)文件并打開。3）在“函數(shù)載入器”對話框中輸入表格型變量名。這是用戶在指定這個函數(shù)為表格型 邊界條件時要用到的名字（ %tabname%）。4）在對話框下半部,用戶可看到為函數(shù)定義的每個狀態(tài)的函數(shù)表和狀態(tài)表。單擊函數(shù) 表,用戶可看到每個用戶指定的方程變量的數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū), 如果用戶使用需要材料 IDs 的變量, 用戶還可以看到材料 IDs 數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)。在輸入?yún)^(qū)中輸入相應(yīng)值。需要注意的是, “函數(shù)載入器”對話框中的常量只支持?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù),而不支持字符數(shù)據(jù)與 表達(dá)式。5）在每個定義的狀態(tài)中重復(fù)以上過程。6）單擊Save按鈕，直到用戶為函數(shù)

42、中所有狀態(tài)的所有變量提供值，用戶才能將它保存 為表格型矩陣參數(shù)。一旦用戶用函數(shù)載入器將函數(shù)保存為命名表格型矩陣參數(shù),就可以把它當(dāng)做表格型邊界條件使用。需要注意的是, 函數(shù)作為一個編碼方程載入表格。 在計算引用表格時執(zhí)行這些編碼方程。5.6 設(shè)置載荷步選項載荷步選項（Load Step Options）是用于表示控制載荷應(yīng)用的各選項，如時間、子步數(shù)、 時間步、載荷增長方式、 非線性求解設(shè)置等。 其他類型的載荷步選項包括收斂容差、結(jié)構(gòu)分 析中的阻尼設(shè)置以及輸出控制。通用選項通用選項包括瞬態(tài)或靜態(tài)分析中載荷步結(jié)束的時間、 子步數(shù)或時間步大小、 載荷增長方 式以及熱應(yīng)力計算的參考溫度。以下是對每個選項

43、的簡要說明。1. 子步數(shù)或時間步大小對非線性或瞬態(tài)分析，要指定一個載荷步中需要用的子步數(shù)。指定子步的方法如下。命令：DELTIMGUI: Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequenc > Time-Time Step。命令：NSUBSTGUI： Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequenc > Time and Substps 。NSUBST命令指定子步數(shù)，DELTIM命令指定時間步的大小。在默認(rèn)情況下，ANSYS程序在每個

44、載荷步中使用一個子步。2 時間選項TINE命令用于指定在瞬態(tài)或靜態(tài)分析中載荷步結(jié)束的時間。在瞬態(tài)或其他與速率有關(guān) 的分析中，TIME命令指定實際的、按年月順序的時間，且要求指定一個時間值。在與非速 率無關(guān)的分析中，時間作為跟蹤參數(shù)。在ANSYS分析中，決不能將時間設(shè)置為0。如果執(zhí)行TIME, 0或者沒有發(fā)出TIME命令，ANSYS使用默認(rèn)時間值：第一個載荷步為1.0,其他載荷步為1.0前一個時間。要在“ 0”時間開始分析，如在瞬態(tài)分析中，應(yīng)指定一個非常小的值， 如 TIME, 1E-503 自動時間分步激活時間步自動分步。命令：AUTOTSGUI： Main Menu > Solutio

45、n > Load Step Opts > Time/Frequenc > Tune and Substps 。在時間步自動分步時， 根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對施加載荷的響應(yīng)，程序計算每個子步結(jié)束時最優(yōu)的時間步。在非線性靜態(tài)分析中使用時，AUTOTS命令確定了子步之間載荷增量的大小。4 階躍或遞增載荷在一個載荷步中指定多個子步時，需要指明載荷是逐漸遞增還是階躍形式。 KBC命令用于此目的：（KBC, 0）指明載荷是逐漸遞增；（KBC, 1）指明載荷是階躍載荷。默認(rèn)值取決于分析 的學(xué)科和分析類型。關(guān)于階躍載荷和逐漸遞增載荷的幾點說明：1）如果指定階躍載荷，程序按相同的方式處理所有載荷（約束

46、、集中載荷、表面載荷、 體積載荷和慣性載荷）。根據(jù)情況，階躍施加、階躍改變或階躍移去這些載荷。2） 如果指定逐漸遞增載荷，則有下面7種情況。在第一個載荷步施加的所有載荷，除了薄膜系數(shù)外，都是逐漸遞增的（見表5-2 ）。薄膜系數(shù)是階躍施加的。對OMEGA載荷，由于 OMEGA本身為逐漸變化的，所以產(chǎn)生的力在該載荷步上是二次變化。TUNIF命令在所有節(jié)點指定一個均布溫度。在這種情況下，使用的 TUNIF或BFUNIF值是先前載荷步的，而不是當(dāng)前值?？偸且詼囟群瘮?shù)所確定的值大小施加與溫度相關(guān)的膜層散熱系數(shù)，而不論KBC的設(shè)置。BFUNIF命令僅是TUNIF命令的一個同類形式，用于在所有節(jié)點指定一個均

47、布體積載荷。表5-2不同條件下逐漸變化載荷（KBC=0）的處理載荷類型施加于載荷步1輸入隨后的載荷步DOF約束溫度從TUNIF逐漸變化2從TUNIF逐漸變化3其他從0逐漸變化從0逐漸變化力從0逐漸變化從0逐漸變化表面載何TBULK從TUNIF逐漸變化2從TUNIF逐漸變化HCOEF階躍從0逐漸變化4其他從0逐漸變化從0逐漸變化體載何T溫度從TUNIF逐漸變化2從前一個TUNIF逐漸變化3其他從BFUNIF逐漸變化5從前一個BFUNIF逐漸變化3慣性載荷1從0逐漸變化從0逐漸變化在隨后的載荷步中，所有載荷的變化都是從先前的值開始逐漸變化的。注意，在全諧響應(yīng)分析中，表面載荷和體積載荷的逐漸變化與在

48、第一個載荷步中的變化相同，且不是從先前的值開始逐漸變化。 對于表格型邊界條件， 載荷不是逐漸變化的， 而是在當(dāng)前時間被計算的。 如果在一個 載荷步中指定使用表格形式載荷，而下一個載荷步卻改為非表格型載荷， 載荷將被當(dāng)做新引 進(jìn)由0或由BFUNIF逐漸變化的載荷，但不是從先前的表格值變化。 在隨后的載荷步中新引入的所有載荷是逐漸變化的（根據(jù)載荷的類型，從0或從BFUNIF命令所指定的值遞增，參見表5-2。 在隨后的載荷步中被刪除的所有載荷，除了體積載荷和慣性載荷外， 都是階躍移去的。 在相同的載荷步中， 不應(yīng)刪除或重新指定載荷。在這種情況下，逐漸變化不會按用戶所期望的方式作用。5 其他通用選項1

49、） 熱應(yīng)力計算的參考溫度，其默認(rèn)值為0°C。指定該溫度的方法如下。命令：TREFGUI: Main Menu > Solution > Define Loads > Settings > Referenee Temp。2）對每個解是否需要一個新的三角矩陣。僅在靜態(tài)分析或瞬態(tài)分析中，使用下列方法 之一，可用一個新的三角矩陣。命令：KUSEGUI: Main Menu > Solution > Load Step Opts > Other > Reuse LN22 Matrix。在默認(rèn)情況下，程序根據(jù)DOF約束的變化、溫度相關(guān)材料的特性以及

50、Newto n-Raphson選項確定是否需要一個新的三角矩陣。如果KUSE設(shè)置為1，則程序再次使用先前的三角矩陣。在重新開始過程中，該設(shè)置非常有用：對附加的載荷步，如果要重新進(jìn)行分析，而且知 道所存在的三角矩陣可再次使用，通過將KUSE設(shè)置為1,可節(jié)省大量的計算時間。KUSE,-1命令迫使在每個平衡迭代中三角矩陣再次用公式表示。在分析中很少使用它，主要用于調(diào)試中。3） 模式數(shù)（沿周邊諧波數(shù)）和諧波分量是關(guān)于全局X坐標(biāo)軸對稱還是反對稱。當(dāng)使用反對稱協(xié)調(diào)單元（反對稱單元采用非反對稱加載）時，載荷被指定為一系列諧波分量（傅里葉級數(shù)）。要指定模式數(shù)，使用下列方法之一。命令：MODE。GUI: Mai

51、n Menu > Solution>Load Step Opts > Other > For Harmonie Ele 。動力學(xué)分析選項下面是主要用于動態(tài)和其他瞬態(tài)分析的選項。1. 激活或取消時間積分命令：TIMINToGUI： Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequene > Time Integration >Amplitude Decay。2. 在諧響應(yīng)分析中指定載荷的頻率范圍命令：HARFRQGUI: Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequenc > Freq and Substps。3. 指定結(jié)構(gòu)動態(tài)分析的阻尼命令：ALPHAD/ BETAD/ DMPRAT/ MDAMPGUI： Main Menu > Solution > Load Step Opts > Time/Frequenc > Damping 。非線性選項下面是主要用于非線性分析的選項。1. 指定每個子步最大平衡迭代的次數(shù)（默認(rèn) =25）命令：NEQIT。GUI： Main Menu > Solution > Load Step Opts >