ansys如何在區域載荷
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys如何在區域載荷的視頻教程
HyperView_如何將應力云圖受拉區域顯示為紅色而受壓區域顯示為灰色
本期內容講解在 HyperView 中如何將應力云圖受拉區域顯示為紅色而受壓區域顯示為灰色。
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ansys如何在區域載荷的實例教程
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。
解決方法：
一種比較直接的方法就是在幾何切分時，將加載區域逐層切分為多個區域；或者利用Named Selection將加載區域分割為多個加載區域。再按區域分段加載，但是每個分區的載荷大小要仔細計算。
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。且分割區域越多，載荷分配越均衡，加載區域的應力結果更均衡。但是各區域的載荷大小較難控制。
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，分割區域繁復，且每個分區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，本文以分割加載區域，逐步漸變施加載荷的思想為基礎。利用ansys workbench 的二次開發平臺，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。
ACT插件安裝和使用：
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。
展開 問題：
VDI2230關于螺栓的計算中對于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對偏心載荷的提取問題進行簡單說明。
VDI2230中，對于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點之間的距離。
對于實際螺栓連接問題，幾何結構和載荷狀態復雜多變，使用經驗公式估計并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進行對比計算，依據案例5的幾何信息創建仿真模型。
約束筒體底面，在內表面施加20Mpa壓力載荷，同時給螺栓施加約150KN的預緊力（加不加結果變化不大），連接面設定為摩擦面。
將兩個側面設定為，frictionless Support，等效對稱邊界。（這里沒有使用圓周循環對稱邊界，是因為圓周對稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計算完成后，在結果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類型進行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個人認為仿真結果17.535，除了在循環對稱設置上與案例給出條件不同外，其余均能反應案例邊界。
補充案例：
以機械設計手冊兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點計算模型為例進行驗證。
仿真結果
公式計算值42.2mm，仿真結果42.23mm。
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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 在金典版本的ANSYS中，我們可以直接施加集中力在節點上，在某個局部范圍內上，但是在ANSYS workbench中就沒有那么方便了，比如一個體或者面上，無法實現局部力作用。
但是在workbench中有一個功能可以實現，imprint face（就是傳說中的印記功能），在前面DM編輯中創建，隨便創建你想要的局部效果，然后在mechanical中將力局部施加在你創建的印記面上。
例如：
（1）創建一個長方體
在DM，創建一個長方體。
（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。
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01 案例概述
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核心目標：求解彈簧達到該變形量時，端部需要施加的載荷大小。
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第一步：項目建立與幾何導入
打開
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