面載荷的案例
Ansys Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問題：
在使用理論方法對螺栓強度進行評估時，需要輸入螺栓所受的載荷作為計算輸入。螺栓載荷在復雜工況下，通常使用有限元仿真的方式進行模擬。此時需要準確提取螺栓位置的載荷大小用后續理論校核。
示例：
如下圖所示，兩個零件一端鉸接一端使用螺栓連接。在螺栓側端面施加2000N載荷（無螺栓預緊力）。需要提取螺栓在連接面處所受到的載荷包括：力和力矩。
載荷提取結果：
1.螺栓連接面位置作用力
2.螺栓連接面位置因載荷分布不均產生的彎矩
詳細步驟：
1.螺栓連接面位置的載荷提取，需要在結果輸出中打開節點力輸出項“Nodal Forces-Yes”
2.需要在螺栓連接面位置創建局部坐標系和虛擬結構面
展開 lsdyna計算中對一個模型加載面使用load-segment，定義載荷-時間曲線define-curve
定義的載荷曲線是沖擊波的三角波函數曲線，在壓力卸載階段后自由面反射波回到加載面和載荷曲線的載荷疊加，導致壓力激增，該怎么解決啊
workbench實現了局部印記面的功能，還有曲面施加局部載荷功能（投影面功能）
利用Imprint face的方式，在平面上創建一個小區域的加力面，這種方法對于平面而言是可以的，但是對于曲面而言是不行的。那么如何在曲面上的一個小區域內加力？workbench中可以使用DesignModeler的另外一個功能：投影（Projection）功能。
例如：
1.創建一個球體，半徑是30mm
該球體的球心在坐標原點，半徑是30mm
在該球體的一個5mm的半徑區域表面內加力。
2.創建一個半徑為5mm的圓柱體，與上述球體保持一定距離。
該圓柱體的底面中心在球體之外，它的半徑是5mm，而高是30mm.
3.從圓柱體的底面向球體表面投影，得到一個局部曲面。
點擊主菜單----tools-----projection，從而得到投影工具。
在細節視圖中設置如上圖。
即：
設置類型是edges on face，即把圓柱體底面的圓投向球體的表面。
edges中選擇是圓柱體底面的圓
target選擇的是球體
然后點擊generate,我們看到一個曲面區域已經生成。
6.關閉DesignModeler，然后進入到mechanical中，抑制圓柱體，結果如下圖。
7. 劃分網格，當然也可以局部再細化一下的。
8. 在該曲面上施加均布
在曲面的某個局部區域上加力，只需要使用projection功能，怎么樣，這些影藏的小功能是不是很有趣。
展開 ANSYS workbench如何施加局部載荷（印記面功能）
（2）創建一個加力印記面。
現在準備在該長方體的上面某個地方，創建一個施加集中力的地方。
首先選擇該長方體的上表面創建一個平面。
接著在該面（plane4)上創建一個圓形，這需要使用繪制草圖的方式。
并使用尺寸約束對該圓形定位，并確定圓的半徑，如果是集中力，自然小一點為好。
其尺寸如下
最后使用拉伸的方式拉伸該草圖，但是要注意在拉伸的細節視圖中所進行的設置。
此處，操作是imprint faces,就像蓋印章一樣，在這里蓋一個面而已。
結果如下
現在該表面生成了一個加力面，這就是前期*好的一個后期施加力的局部面。
（3）劃分網格。
自動生成劃分網格。
仔細觀察我們剛創建的加力面。
加入一個局部細分后，結果如下
這個網格并不理想。有更好的方式可以把網格劃分得很漂亮，但是，這不是我們的的重點，所以，自己在慢慢玩
（4）施加固定邊界條件。
固定左端面
（5）在加力面上施加集中力。
（6）計算一下
（7）看看效果
然而
對于空間實體而言，集中力很少只是施加在一個點上，比如金典ANSYS中施加集中力也不會只在一個節點上，比如一條線上的節點，或者多個節點，類似就是會有一個加力面的效果。使用加力面的方式來施加集中力，不僅合理，而且方便。
展開 
求助：初學者的基礎問題，有印記面實體模型，無法加載載荷
DM創建的模型，用拉伸創建了一個imprint faces，到分析界面就不能加載force載荷了。
ANSYS知識普及4——如何施加函數變化的表面載荷 （ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
小技巧：加本人關注，可以及時觀看本人發布的技術貼
ANSYS具有函數加載功能，可以很方便地在模型表面施加函數變化的各種載荷，在ANSYS中，也可以通過變通的方式來實現此功能，其思路是：
首先選定所要施加函數變化表面載荷的表面上的節點，利用ANSYS的參數數組和嵌入函數知識寫一簡單的命令流，定義好相應節點位置的面載荷值，然后通過在節點上施加面載荷來完成。
下面以在一圓柱表面施加函數變化載荷為例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
展開 ANSYS壓力容器應力分析報告
上封頭及其接管的三維實體模型如圖1 所示：
(2)下封頭部分
根據下封頭的結構特點和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學模型。如圖2 所示：
3.2 單元選擇
在結構的應力分析中，采用ANSYS11.0 軟件提供的Solid 95 單元進行六面體網格劃分。圖3、4 為上、下部封頭的網格劃分模型。
3.3 邊界條件
(1) 位移邊界條件
對上、下部封頭模型的筒節的外端面Z 方向進行約束，同時對模型的對稱面施加對稱約束。為了限制模型的剛體位移，對模型筒節的外端面上，X＝0 處對稱兩點約束的X 方向進行約束，δX＝0；Y＝0 處對稱兩點約束的Y 方向進行約束，δY＝0。
(2) 力的邊界條件
在設備的筒節內壁、各接管的內壁以及封頭內壁施加內壓載荷，在補強管的外端面上施加等效平衡面載荷。因是1/2 模型，則接管上的彎矩為一半M=4.5e7 N.mm。
平衡載荷計算公式為：
設計工況接管平衡面載荷大小見表6。
表6 設計工況下接管平衡面載荷（MPa）
設計工況（2.97MPa）載荷作用下，下部封頭部分的邊界條件施加情況如圖4 所示。
四. 應力分析及評定
4.1 應力分析
設計工況（2.97MPa）載荷作用下，上、下部封頭的應力強度分布如圖5、6 所示。
4.2 應力強度校核
對設計載荷作用下進行有限元分析，并對分析結果進行應力強度評定。評定的依據為JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設計標準》。
應力線性化路徑的選擇原則為：(1) 通過應力強度最大節點，并沿壁厚方向的最短距離設定線性化路徑；(2) 對于相對高應力強度區，沿壁厚方向設定路徑。
展開 【技術貼】基于CAMEO與EXCITE實現電驅系統齒輪噪聲自動優化
圖5 變速器殼體振動加速度與振動速度云圖
圖6 一級齒輪齒面載荷分布 圖7 齒面載荷分布系數
齒輪微觀修形作為降低變速器降低嘯叫噪聲的主要方法，常見的齒輪修形分為齒向修形與齒廓修形，而齒廓修形分為齒頂修形，齒底修形，齒向鼓型修形，壓力角修形；齒向修形分為齒邊修形，齒廓鼓型修形，螺旋角修形，扭曲修形。
圖8 齒廓修形
圖9 齒向修形
結合齒面載荷分布結果，齒輪邊緣偏載較為嚴重，本案例中采用齒向鼓型修形（Crowning）以及螺旋角修形（HelixAngle）兩種綜合修形方式。
2 齒輪噪聲優化
以轉速6000rpm為例，當前齒輪嚙合的半階主諧次15階、主諧次30階以及2倍諧次60階諧次振動加速度較大，取最大的30階以及60階兩個主要諧次幅值為優化目標，通過優化齒廓鼓型修形以及螺旋角修形使其幅值最小。
圖10 不同諧次振動加速度級
齒向鼓型修形以及螺旋角修形范圍選擇為0~12um,結合CAMEO DOE算法中的索伯序列法（Sobol-Designer）生成所需的40個case如圖11所示，結合EXCITE PU對生成計算case進行相應的仿真計算。
結合動力學計算的結果，基于CAMEO內部智能優化算法，建立相應的優化模型，圖12a為不同變參下分析結果的相關性圖，從圖中可知，隨著齒向鼓型修形以及螺旋角修形變化，其響應值置信區間均較窄，說明優化模型預測的結果相對準確。結合圖12b計算case對應30階與60階諧次下峰值與預測模型性關系，無論模型質量還有吻合度均達到Very Good的水平。
展開 Simright 2018.4.13更新:在線3D打印專用STL編輯軟件正式上線！
Simulator (在線仿真計算軟件)
1.改進：將力矩功能從面載荷對話框提取到二級菜單中。
Toptimizer(在線拓撲優化軟件）
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展開 ANSYS workbench吊鉤響應面分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習吊鉤的三維模型處理
2、學習吊鉤響應面分析步的建立
3、學習吊鉤響應面分析的載荷施加
4、學習吊鉤響應面載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 吊鉤響應面分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
The strain increment has exceeded fifty times the strain to cause first yield at 8 points解決辦法
3、盡量不要對塑性材料施加點載荷，而是根據實際情況來使用面載荷或線載荷。4、如果必須在某個節點上施加點載荷，可以使用耦合約束來為載荷作用點附近的幾個節點建立剛性連接，這樣這些節點就會共同承擔點載荷。
Abaqus常見問題之LOAD、JOB、Visualization
本次內容參考曹金鳳、石亦平老師所著的《ABAQUS有限元分析常見問題解答》
LOAD模塊：
1) 利用幅值曲線可以描述隨時間變化的載荷與邊界條件，常見的幅值曲線類型包括：默認的線性過渡(Ramp)幅值曲線、表格型幅值曲線、等間距幅值曲線、以及周期型幅值曲線。
2) 實體單元只具有平動自由度，缺乏轉動自由度，因此無法在其上直接定義轉角、角速度邊界條件或彎矩等。正確的處理方式是通過建立耦合(coupling)約束，將這些條件定義在參考點上。
3) 在定義集中載荷或彎矩載荷時，選中“Follow nodal rotation”選項可以使載荷方向隨著節點轉動而變化。
4) 在加載位置處進行分割以生成頂點，這樣在施加集中載荷時可以通過鼠標選取該點。
5) 對于在三維實體單元模型的邊上施加分布載荷，可以采用以下兩種方法：
① 將待施加載荷的邊與一個參考點耦合，然后在參考點上施加集中載荷。
② 定義具有極小彈性模量的梁單元，在梁與載荷邊之間建立綁定約束，然后在梁上施加線載荷。
6) 面載荷(surface traction)與壓力載荷(pressure)的區別在于：壓力載荷為標量，作用方向總是垂直于受力面；而面載荷是矢量，其作用方向可以是任意的。
7) 重力載荷(gravity)與體載荷(body force)的區別在于：重力載荷中指定的是各方向的重力加速度，而體載荷中指定的是單位體積上的力。
8) 有限元模型的加載方式主要有兩種：施加力載荷或施加位移載荷。在同一節點的相同自由度上，不能同時施加這兩種載荷。
9) 在使用ABAQUS/Standard分析復雜非線性問題時，若力載荷導致分析無法收斂，可以考慮暫時不施加力載荷，先根據經驗估計模型的位移量并施加相應的位移載荷，再在后續分析步驟中移除位移載荷并恢復施加力載荷。
展開 桿式射流對充液防護結構的毀傷機理及影響因素數值仿真研究
由圖可知，桿流在30μs時以7.6kJ的初始動能侵徹液艙前面板，隨著時間的增加，桿流的動能逐漸衰減，桿流穿透液艙后壁面后的剩余動能為1.7kJ，隨后桿流以1.7kJ的動能對后效靶進行了侵徹，最終在900μs動能衰減為0。對桿流在水介質中的動能衰減曲線進行擬合，可知桿流在水介質中運動其動能近似呈指數形式衰減。
表 4為桿流在不同侵徹階段的動能衰減統計結果，可知桿流在前壁面侵徹階段動能衰減速率最高，為0.1×106/kJ·s-1，分別是水介質和后壁面侵徹階段的5.85倍和8.85倍，由于水介質層的厚度最大，桿流在水介質侵徹階段的動能衰減量占初始動能的59.6%，可見水介質對桿流侵徹能力有很強的衰減作用。
3.3充液防護結構壁面載荷及毀傷分析
在液艙前、后壁面與水接觸一側取壓力載荷監測點，測點距桿流侵徹中心點的距離分別為2、3和4cm，壁面的壓力載荷時間曲線分別如圖 8、圖 9所示。從圖中可以看出，前壁面上的壓力具有很明顯的沖擊載荷特性，射流開始侵徹前壁面時，壓力迅速上升到峰值，隨后壓力又逐漸下降；而后壁面的壓力載荷曲線存在著多個壓力脈沖，其中第一個壓力峰值是（100μs左右）初始沖擊波傳播形成的，經過反射波和后續入射波的疊加又形成了數個峰值壓力，大約在250μs壓力又逐漸增加，這是因為此時桿流已經運動至后壁面附近，由于后壁面的阻擋作用，使得壓力載荷增加；當桿流穿出后壁面后，壁面的壓力載荷迅速降低。進一步研究發現壁面的壓力載荷具有明顯局部效應并且前壁面載荷高于后壁面，例如前壁面中距侵徹中心2cm位置處的壓力峰值是4cm處壓力峰值的5.7倍，在距侵徹中心2cm處，前壁面的壓力峰值是后壁面壓力峰值的7.7倍。
圖 10為前后壁面的整體位移響應曲線，當桿流和沖擊波運動至液艙壁面時，壁面在較短時間內產生位移響應，隨著侵徹時間的增加，位移也逐漸增加，最終趨于穩定。
展開 支架的線性靜力分析 ￥19.89
3）分割支架的斷面
圖35 分割支架端面
圖36 分割端面后的部件
4）定義受剪力的面
圖37 定義受剪力的面
5）定義面載荷
圖38 創建面載荷
圖39 對面載荷進行編輯
圖40 施加載荷后的部件
在Load Manager對話框中可以看到，名為Load-Surface的載荷在分析步Step-Load-2中開始起作用。
8. 定義邊界條件
1）為施加固支邊界條件的區域創建集合
圖41 創建邊界
圖42 施加固支邊界條件的區域
2）為施加對稱邊界條件的區域創建集合
圖43 施加對稱邊界條件的區域
3）定義固支邊界條件
圖44 創建固支邊界條件
4）定義對稱邊界條件
圖45 創建對稱邊界條件
圖46 施加邊界條件后的部件
四、結果與分析
1. 提交分析作業
1）創建分析作業
圖47 創建分析作業
圖48 編輯分析作業速率
2）提交分析作業
圖49 提交分析作業（Submit）并已完成
對話框中的狀態已經變成Completed，表示對模型的分析已經成功完成。點擊Results，進入Visualization功能模塊，如下圖。
圖50 作業結果圖
2.
展開 Python 編寫有限元方法-實例2 ￥5
==》 對于當前的結構的，有一個非常重要的地方便是需要在之前將面載荷處理成節點上的受力。
