【ANSYS命令流】加载与求解技术(五):面载荷(单元、线、面、转换)的施加
目录
- 面载荷的施加
- 单元荷载
- 在单元上施加面荷载
- 举个栗子
- 再举个栗子
- 在梁单元施加面荷载
- 在线上施加面荷载
- 举个栗子
- 在面上施加面荷载值
- 面荷载梯度及其加载
- 举个栗子
- 再举个栗子
- 表面效应单元施加面荷载
- 参考文献
面载荷的施加
ANSYS结构分析中的面载荷为压力,其标识符为PRES
,详情参照博客面载荷(节点)的施加
单元荷载
在单元上施加面荷载
先确定面号和方向,再对该面的各节点施加荷载
SFE,ELEM,LKEY,Lab,KVAL,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4ELEM——拟施加面荷载的单元号,也可为ALL
LKEY——与面荷载相关的控制参数缺省为1,在每个单元的帮助中有说明。
如PLANE42单元,其节点编号顺序为IJKL(逆时针),每边的编号为1-IJ,2-JK,3-KL,4-LI,则LKEY=1,2,3,4,对应相应的边
Lab——面荷载标识符,结构分析时为PRES
KVAL——当Lab为PRES时,KVAL=0或1表示VAL1~VAL4为压力的实部,KVAL=2表示VAL1-VAL4为压力的虚部
VAL1——第一个面荷载或表格边界条件名称
VAL2-VAL4——为面上节点的第2、3、4个面的荷载值,如果为空,则与VAL1相等;若为0则其他空值均为0;也可用作表格边界条件名称。
对于2D单元,可对单元的任一面(实为单元边界)施加面荷载,荷载施加到该单元面的角节点上,相邻角节点数值可以不等
- SF施加单元周边面荷载较为方便,面SFE对施加单元任一边面荷载较为方便。
对于3D体单元,同样可施加不同荷载值使得该面上个节点的荷载值不等。
举个栗子
2D平面单元PLANE82
finish
/clear
/prep7
et,1,82
blc4,,,10,50 !定义单元,创建平面
esize,2
amesh,all !划分网格
sfe,1,4,pres,,100,50 !单元1的第4个面施加压力100,50,0,0
sfe,6,4,pres,,200,40 !单元6的第4个面施加压力200,40,0,0
nsel,s,loc,x,10 !选择节点
esln,s !选择上述节点能够确定的单元
sfe,all,2,pres,,-100 !施加所选单元的第2面压力-100(各点均为-100)
/psf,pres,norm,2,0,1 !显示荷载
allsel
eplot
再举个栗子
3D体单元SOLID95
finish
/clear
/prep7
et,1,95
blc4,,,10,10,30
esize,5
vmesh,all
/psf,pres,norm,2,0,1 !荷载显示方式为箭头
sfe,22,3,pres,,100 !单元22的第3面施加压力为100,(各点均为100)
sfe,22,6,pres,,100,110,120,130 !单元22的第6面施加压力
sfelist
在梁单元施加面荷载
SFEBEAM,ELEM,LKEY,Lab,VALI,VALJ,VAL2I,VAL2J,IOFFET,JOFFST
该命令是梁单元
施加单元荷载的位移命令,施加到梁单元线上的荷载不能转移到有限元模型中。
在线上施加面荷载
SFL,LINE,Lab,VALI,VALJ,VAL2I,VAL2JLINE——拟施加荷载的线号,ALL或元件名
Lab——荷载标识符,结构分析为PRES
VALI——线始端关键点处的面荷载值,可为表格边界条件的表格名
VALJ——线末端关键点处的面荷载值,可为表格边界条件的表格名
VAL2I,VAL2J——复数输入时的虚部
该命令仅对2D面单元
的边界、轴对称单元本身、壳单元边界有效,对3D实体单元的线无效。
2D面单元上输入的面荷载为力/面积
,壳单元上输入的面荷载值为力/长度
举个栗子
finish
/clear
/prep7
et,1,82
blc4,,,10,30 ! 创建面
esize,5
amesh,all
/psf,pres,norm,2 ! 设置荷载显示方式为箭头
sfl,4,pres,10,60 ! 在线4上施加线性分布荷载
sfl,2,pres,60 ! 在线2上施加均布荷载
sftran ! 将荷载转换到有限元模型上
eplot
在面上施加面荷载值
该命令对壳单元和3D体单元的面施加法向面荷载,对2D单元无效。
SFA,AERA,LKEY,Lab,VALUE,VALUE2AREA——拟施加面荷载的面号
LKEY——荷载施加的面号
面为体单元的表面,LKEY将被忽略
对于壳单元,LKEY可取1或2
VALUE——面荷载值,可为表格名称
VALUE2——对结构分析无意义
面荷载梯度及其加载
当采用SFGRAD命令定义荷载梯度后,使用SF和SFA命令施加线性分布荷载比较方便,如静水压力、圆柱体分布压力。
举个栗子
利用荷载梯度在直角坐标系下的施加方法
finish
/clear
/prep7
et,1,82
blc4,,,10,60
esize,2
amesh,all
/psf,pres,norm,2
sfgrad,pres,,y,0,-5 ! 定义荷载梯度,SLZER=0,沿Y正方向递减5单位/长度
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,0,40 ! 选择X=0,且Y=0-40的节点群
sf,all,pres,600 ! 对节点群施加面荷载,基值(Y=SLZER=0处)为600
! 上述荷载施加结果:Y=0处为600,Y=40处为400
sfgrad,pres,,y,30,-20
nsel,s,loc,x,10
sf,all,pres,0
allsel
eplot
再举个栗子
利用荷载梯度在柱坐标系下的施加方法
finish
/clear
/prep7
csys,1
k,1,10,-90
k,2,10,90
k,3,10,90,30
l,1,2
l,2,3
adrag,1,,,,,,2
ldele,2,,,1
numcmp,all
et,1,63
esize,2
amesh,all
sfgrad,pres,1,y,-90,1
sfa,all,2,pres,400
sftran
/psf,pres,norm,2 ! 设置荷载显示方式为箭头
eplot
表面效应单元施加面荷载
如面的切向荷载
或其他非法向面荷载等,此时可使用表面效应单元覆盖所要施加荷载的表面,并用这些单元作为管道
施加所需荷载。
如2D面单元和3D面单元可分别使用SURF153
单元和SURF154
单元。
参考文献
【1】ANSYS 工程结构数值分析
【2】ANSYS 参数化编程与命令手册
【ANSYS命令流】加载与求解技术(五):面载荷(单元、线、面、转换)的施加相关推荐
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