Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷

問題:

    在結構載荷施加過程中,有時會遇到某些載荷需要加載一個面,且載荷大小在面內不是均勻分布,而是中間大邊緣小的載荷形式。類似與手指或球頭橡膠等按壓表面的載荷分布形式。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖1

    Ansys Workbench本身只可以按載荷面施加均勻分布的載荷,載荷大小不能實現邊緣逐步減小的效果。導致仿真結果會在載荷邊緣出現應力集中的現象與實際不符。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖2

解決方法:

       一種比較直接的方法就是在幾何切分時,將加載區(qū)域逐層切分為多個區(qū)域;或者利用Named Selection將加載區(qū)域分割為多個加載區(qū)域。再按區(qū)域分段加載,但是每個分區(qū)的載荷大小要仔細計算。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖3

      比較應力結果和約束邊界的支持反力可知:分段加載的方法,應力分配變均勻。且分割區(qū)域越多,載荷分配越均衡,加載區(qū)域的應力結果更均衡。但是各區(qū)域的載荷大小較難控制。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖4

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖5

       上述方式可以手動實現用戶漸變載荷加載的需求,只是操作步驟多,分割區(qū)域繁復,且每個分區(qū)的載荷定義較難控制。并且通過支反力結果可知,這種分割的方式由于邊界線區(qū)域載荷大小不易控制,從而導致總載荷大小108N與目標載荷110N稍有差異。

       基于上述需求和問題,本文以分割加載區(qū)域,逐步漸變施加載荷的思想為基礎。利用ansys workbench 的二次開發(fā)平臺,封裝了ACT插件,可以簡便快捷的實現上述加載方案。

將附件中的ACT插件下載至本地,并加載。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖6

ACT插件安裝和使用:

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖7

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖8

ACT插件示例:

       與上述初始方案或手工分割方案相比,不需要幾何切分,省去了Named selection的節(jié)點分組。只需要定義加載所在的幾何面和建立坐標系。并且ACT插件有WB界面友好交互,簡便易上手。

       相比手工方法,可以顯著提高效率,簡化步驟。并且,應力分布更均衡,支反力嚴格等于目標值110N。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖9

并且,除了圓柱坐標系可以定義圓球型加載方式外。

對于笛卡爾坐標系可以實現矩形區(qū)域的加載,以模擬矩形錘頭。

若X base 和Y base 不為零時,還可以定義中心區(qū)域均勻加載,dx/dy區(qū)域漸變加載。

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖10

Ansys Workbench ACT插件,在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷的圖11

以下內容為付費內容,請購買后觀看

包含3個文件

附件中Workbench示例文件為2021R1版本; ACT插件可以適用2021和2023版本,其余版本未驗證; ACT壓縮文件中除wbex安裝文件,還有python和xml源碼文件,方便大家學習;

test.wbpz
417.87KB
ACT_Lizh_03.zip
16.48KB
Ansys Workbench 在某一區(qū)域內施加邊緣位置漸變大小的力載荷.docx
5.47MB
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