1、慣性邊界條件

1.1 加速度

加速度以長度比上時(shí)間的平方為單位作用在整個(gè)模型上。由于加速度施加到系統(tǒng)上，慣性將阻止加速度所產(chǎn)生的變化，因此慣性力的方向與所施加的加速度的方向相反。加速度可以通過定義部件或者矢量進(jìn)行施加。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Acceleration，則在細(xì)窗口出現(xiàn)定義加速度設(shè)置面板，該面板包括兩個(gè)選項(xiàng)：模型范圍選擇（Scope）和定義方法（Definition）。

1.2標(biāo)準(zhǔn)的地球重力

可以作為一個(gè)載荷施加。其值為9.80665 m/s2 （在國際單位制中），標(biāo)準(zhǔn)的地球重力載荷方向可以沿總體坐標(biāo)軸的任何一個(gè)軸。不需要定義與其實(shí)際相反的方向得到重力的作用力。該邊界條件適用于顯示動(dòng)力學(xué)，剛體動(dòng)力學(xué)，靜力學(xué)分析和瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的二維或三維模型。

1.3 轉(zhuǎn)動(dòng)速度

轉(zhuǎn)動(dòng)速度是另一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的慣性載荷。整個(gè)模型圍繞一根軸在給定的速度下旋轉(zhuǎn)，可以通過定義一個(gè)矢量來實(shí)現(xiàn)，給定轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)軸；也可以通過分量來定義，在總體坐標(biāo)系下指定點(diǎn)和分量值。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Rotational Velocity，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義轉(zhuǎn)速的設(shè)置面板，該面板暴力兩個(gè)個(gè)選項(xiàng)：模型范圍選擇（Scope）和定義方法（Definition）。

2、載荷類型邊界條件

2.1 壓力  

壓力只能施加在表面并且通常與表面的法向一致；正值代表進(jìn)入表面（例如壓縮）負(fù)值代表從表面出來（例如抽氣等）；壓力的單位為每個(gè)單位面積上力的大小，即Pa。如圖所示給出了施加壓力示意圖。該邊界條件支持諧響應(yīng)分析，顯示動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Pressure，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義壓力的設(shè)置面板，該面板包括個(gè)選項(xiàng)：模型范圍選擇（Scope）和定義方法（Definition）。

2.2  靜水壓力

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Hydrostatic Pressure，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義靜水壓力的設(shè)置面板，該面板包括四個(gè)選項(xiàng)：模型范圍選擇（Scope），定義方法（Definition），靜水的加速度（Hydrostatic Acceleration）和自由面位置（Free SurfaceLocation）。圖給出了在圖中設(shè)置后產(chǎn)生的靜水壓力云圖。

2.3 集中力

力可以施加在結(jié)構(gòu)的最外面，邊緣或者表面如圖所示。力將分布到整個(gè)結(jié)構(gòu)當(dāng)中去。這就意味著假如一個(gè)力施加到兩個(gè)同樣的表面上，每個(gè)表面將承受這個(gè)力的一半。力單位為質(zhì)量*長度/時(shí)間2。力可以通過定義矢量，大小以及分量來施加。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Force，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義集中力的設(shè)置面板，該面板包括兩個(gè)選項(xiàng)：模型范圍選擇（Scope），定義方法（Definition）。

2.4 遠(yuǎn)端力

允許在面或者邊上施加偏置的力，設(shè)定力的初始位置（利用頂點(diǎn)，圓或者x,y,z的坐標(biāo)），力可以通過矢量和大小或者分量來定義，這個(gè)在面上將得到一個(gè)等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩，這個(gè)力分布在表面上，但是包括了由于偏置力而引起的力矩。遠(yuǎn)端力可以施加在空間的任意位置，它的理論根據(jù)為工程力學(xué)中的力的平移定理。該定理敘述如下：

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Remote Force，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義集中力的設(shè)置面板，該面板包括三個(gè)選項(xiàng)：載荷作用范圍（Scope），定義方法（Definition）和高級(jí)選項(xiàng)（Advanced）。

圖5-13和圖5-14分別給出了耦合作用面和柔性變形作用面對(duì)應(yīng)的總體變形云圖，由圖可知，將遠(yuǎn)端力作用面設(shè)置為耦合，則該作用面的法向保持不變，而將遠(yuǎn)端力作用面的設(shè)置為柔性或剛體，則該作用面會(huì)隨著載荷變形而移動(dòng)。

2.5 軸承載荷     

軸承載荷僅適用于圓柱形表面。其徑向分量將根據(jù)投影面積來分布?jí)毫d荷。軸向載荷分量沿著圓周均勻分布。一個(gè)圓柱表面只能施加一個(gè)軸承載荷。假如一個(gè)圓柱表面切分為兩個(gè)部分，那么在施加軸承載荷的時(shí)候一定要保證這兩個(gè)柱面都要選中。載荷的單位同力的單位。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Bearing Load，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義軸承載荷的設(shè)置面板，該面板包括兩個(gè)選項(xiàng)：載荷作用范圍（Scope）和定義方法（Definition）。

如圖給出了豎直向上軸承載荷徑向力分布圖，由圖可知，軸承載荷的徑向力實(shí)際值作用于半個(gè)圓柱面，并且與軸承載荷方向相同的圓柱面的徑向力最大，而與軸承載荷方向垂直的圓柱面徑向力為0。

2.6 螺栓預(yù)緊力

在圓柱形截面上施加預(yù)緊載荷以模擬螺栓聯(lián)接，螺栓預(yù)緊載荷只能在3D模擬中采用，需要定義一個(gè)以z軸為主方向的局部柱坐標(biāo)系。允許多個(gè)實(shí)體施加一個(gè)預(yù)緊載荷，如一個(gè)螺栓載荷應(yīng)用到劃分為多體零件的螺栓上。

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Bolt Pretension，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖5-18所示的定義螺栓預(yù)緊力的設(shè)置面板，該面板包括兩個(gè)選項(xiàng)：載荷作用范圍（Scope）和定義方法（Definition）。

2.7 力矩

對(duì)于實(shí)體，力矩可以施加在任意表面，假如選擇了多個(gè)表面，那么力矩將分?jǐn)傇谶@些表面上。力矩可以用矢量及其大小或者分量來定義。當(dāng)用矢量表示時(shí)，其遵守右手法則。在實(shí)體表面，力矩也可以施加在頂點(diǎn)或邊緣，這與通過矢量或分量定義的以表面為基礎(chǔ)的力矩類似。力矩的單位為力乘上長度

在支持的求解環(huán)境中，右擊求解類型，選擇Insert>Moment，則在細(xì)節(jié)窗口出現(xiàn)如圖所示的定義力矩的設(shè)置面板，該面板包括三個(gè)選項(xiàng)：載荷作用范圍（Scope）和定義方法（Definition）和高級(jí)選項(xiàng)（Advanced）。

2.8 線性壓力

線性壓力只能用于三維模擬中，通過載荷密度形式給一個(gè)邊上施加一個(gè)分布載荷，單位是單位長度上的載荷。如果用戶將施加線性壓力的邊的幾何參數(shù)進(jìn)行了參數(shù)話，如果該邊變大或縮小后，線性壓力保持不變，但是總壓力會(huì)隨之增大或縮小。

3、位移約束

3.1  完全固定約束

完全固定約束，可以施加在點(diǎn)，線，面上，并且在這些位置的位移設(shè)置為0，即為完全剛性約束。

3.2  位移約束

位移約束，可以施加在點(diǎn)，線，面上，并且在這些位置上1可以設(shè)置0位移和非0位移約束，0位移約束等效于完全固定，非0位移約束，相當(dāng)于位移載荷。用戶可以通過指定不同的坐標(biāo)系，施加徑向和周向約束。

3.3 遠(yuǎn)端位移約束

用戶可以在點(diǎn)，線和面上施加遠(yuǎn)端位移，遠(yuǎn)端位移可以在實(shí)體模型的邊界上引入轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

3.4 無摩擦支撐

無摩擦支撐約束條件，只能施加到面上，它約束面地法向運(yùn)動(dòng)，而允許面在切向上可以自由運(yùn)動(dòng)（無摩擦運(yùn)動(dòng)）。相當(dāng)于約束一個(gè)方向自由度，釋放兩個(gè)方向自由度。

3.5 只壓縮支撐

只壓縮支撐約束條件，只能施加到面上，它只約束面法向壓縮的位移，不約束拉伸方向位移。

3.6 圓柱支撐約束

圓柱支撐約束邊界條件，只能施加到圓面上，程序在圓孔的內(nèi)部建立局部柱坐標(biāo)系統(tǒng)，將位移約束分量轉(zhuǎn)換為徑向，軸向和周向。

3.7 彈性支撐約束

彈性支撐約束只能施加到面上，它將在被約束的面上的法向施加彈性支撐，如果用戶激活該選項(xiàng)后，還需要輸入基礎(chǔ)剛度。

來源：CAE技術(shù)聯(lián)盟