近日，水哥有看到粉絲對屋面等效節點荷載的施加有一定困惑，現以某屋面網殼結構為例，簡述在ANSYS中實現等效節點荷載施加的方法。該案例摘自水哥即將推出新課程的第39個例子。

39 屋面網殼等效節點荷載計算

【工程概況】

    如下所示一六邊形空間網殼結構，邊長為6m，層高1.8m，鋼管截面面積為707mm2，材料彈性模量為210Gpa,泊松比為0.3，密度為7850kg/m3，各節點均為鉸接，屋面受均布投影荷載10KN/m2作用，采用等效節點荷載方法，計算結構自重以及外部荷載用下的響應。

【案例目的】

1、掌握導入CAD面域的基本方法

2、掌握Surf154單元的基本特征

3、掌握利用Surf154施加投影荷載的基本方法

4、掌握獲取等效節點荷載的基本方法

【案例說明】

    本案例主要考察使用者對Surf154單元荷載施加方向的理解以及后續對結果提取循環的使用，Surf154單元作為一種荷載施加輔助單元，通過控制其單元關鍵項，能讓使用者實現復雜荷載的施加。

    單就以屋面等效節點荷載而言，思路為通過控制154單元第11個關鍵項的設置，考慮投影荷載，施加方向為5，采用方向向量確定荷載方向，約束網殼所有節點，得到僅在均布荷載作用下的支座反力。通過后處理循環獲取每個節點的支座反力并存入數組，刪除154單元，施加節點力與重力荷載，并進而求解。

【操作步驟】

一、在CAD中繪制圖形，并形成面域，導出為sat格式，放入軟件工作目錄下

二、導入sat文件，并設置顯示模式為normal

三、定義單元、材料屬性、布爾運算及劃分單元

/FACET,NORML

!布爾運算

lovlap,all

et,1,link180

et,2,surf154

keyopt,2,11,0

r,1,708

mp,ex,1,2.1e5

mp,dens,1,7850e-12

mp,prxy,1,0.3

latt,1,1,1

lesize,all,,,1

lmesh,all

type,2

amesh,all

nummrg,node

numcmp,all

四、施加屋面投影荷載，設置按箭頭顯示

!此處只考慮均布荷載的等效節點荷載，不考慮自重

esel,s,type,,2

sfe,all,5,pres,,10e-3,0,0,-1

!荷載按照箭頭顯示

/psf,pres,,2

allsel,all

五、約束所有節點，求解

/solu

d,all,all,0

solve

六、進入后處理，定義數組，獲取支座反力

/post1

!獲取每個節點的支座反力

*get,nodenum,node,0,num,maxd

*dim,KX1,array,nodenum

*dim,Ky1,array,nodenum

*dim,Kz1,array,nodenum

*do,i,1,nodenum

nsel,s,,,i

fsum

*get,Kx1(i),fsum,0,item,fx

*get,Ky1(i),fsum,0,item,fy

*get,Kz1(i),fsum,0,item,fz

*enddo

七、進入前處理，刪除節點約束及154單元，并施加等效節點力

/prep7

!刪除表面效應單元

allsel,all

aclear,all

!刪除所有的節點約束

ddele,all,all

!施加等效節點荷載

*do,i,1,nodenum

f,i,fx,kx1(i)

f,i,fy,ky1(i)

f,i,fz,kz1(i)

*enddo

八、進入后處理，施加自重，約束外圍節點，求解

/solu

nsel,s,loc,z,0

d,all,all,0

allsel,all

acel,,,9800

solve

九、結果查看

/post1

plnsol,u,z,1

!應力云圖繪制

etable,YL1,Ls,1

pletab,YL1

!軸力云圖繪制

etable,ZL1,smisc,1

pletab,zl1

位移云圖(mm)

應力云圖(Mpa)