ansys力載荷
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys力載荷的實(shí)例教程
問題：
在結(jié)構(gòu)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(nèi)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(shí)現(xiàn)邊緣逐步減小的效果。導(dǎo)致仿真結(jié)果會在載荷邊緣出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象與實(shí)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(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(xì)計(jì)算。
比較應(yīng)力結(jié)果和約束邊界的支持反力可知：分段加載的方法，應(yīng)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(yīng)力結(jié)果更均衡。但是各區(qū)域的載荷大小較難控制。
上述方式可以手動實(shí)現(xiàn)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(fù)，且每個分區(qū)的載荷定義較難控制。并且通過支反力結(jié)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(dǎo)致總載荷大小108N與目標(biāo)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(chǔ)。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(shí)現(xiàn)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(jié)點(diǎn)分組。只需要定義加載所在的幾何面和建立坐標(biāo)系。并且ACT插件有WB界面友好交互，簡便易上手。
展開 掌握施加位移約束和載荷的方法，特別是均布載荷的施加。熟練進(jìn)行后處理，包括約束反力、內(nèi)力、應(yīng)力和變形，特別是剪力圖和彎矩圖與材料力學(xué)的對比，切應(yīng)力和正應(yīng)力云圖的提取方法。
一、問題描述
一簡支梁，總長l =0.4m，其中a= b = l/2，橫截面尺寸B = 6mm，H=10 mm，彈性模量E= 200 GPa，泊松比u = 0.3。分別受三種載荷作用：（1）受集中力F =100 N；（2）集中力偶Me= 20 N·m；（3）受均布載荷q =500 N/m。計(jì)算梁的約束反力、內(nèi)力（剪力和彎矩）、應(yīng)力（切應(yīng)力和正應(yīng)力）和變形（轉(zhuǎn)角和撓度）。
二、理論計(jì)算
參考教材：劉鴻文. 材料力學(xué)(第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 110-209.
三、GUI步驟
1．進(jìn)入ANSYS
程序→ ANSYS → ANSYS Product Launcher → 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入：file → Run。
2．定義工作文件名及工作標(biāo)題
(1)定義工作文件名：UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名file→ OK。可不用輸入，默認(rèn)為file。
(2)定義工作標(biāo)題：UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Beam→ OK。可不用輸入。
3．定義單元屬性
(1)定義單元類型：
①指定BEAM188單元：MainMenu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete→Add→在左列表框中選擇Beam，在右列表框中選擇2node 188 →OK。
展開 
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ansys力載荷的最新內(nèi)容
本次直播將圍繞 Ansys Discovery 的快速拓?fù)鋬?yōu)化能力展開，分享如何在設(shè)計(jì)初期基于載荷、約束和性能目標(biāo)，快速生成更優(yōu)結(jié)構(gòu)方案。通過實(shí)時交互和高效求解，工程師能夠更早發(fā)現(xiàn)材料分布規(guī)律，平衡強(qiáng)度、剛度與重量之間的關(guān)系，為后續(xù)詳細(xì)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。無論是機(jī)械零部件、工業(yè)裝備還是消費(fèi)類產(chǎn)品，Discovery 都能夠幫助團(tuán)隊(duì)更高效地達(dá)成輕量化目標(biāo)，提升產(chǎn)品競爭力。
FEM Loads
使用SDC Verifier中的FEM Loads工具，用戶可以為其模型部件直接分配各種集中力、分布壓力和復(fù)雜載荷（如風(fēng)載荷、浮力載荷和波浪載荷）。不過，加速度和力矩必須在Ansys Mechanical中施加。
SDC Verifier提供了一個直觀的界面，可根據(jù)需要精確調(diào)整每個載荷，而預(yù)配置的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置有助于確保符合行業(yè)規(guī)范。
從歷屆作品中，我們還能看到仿真正在成為企業(yè)核心競爭力的一部分。在過去，仿真更多被視為研發(fā)流程中的一個輔助環(huán)節(jié)；而如今，越來越多企業(yè)已經(jīng)開始將仿真能力深度融入產(chǎn)品創(chuàng)新流程。這也正是 Ansys 全球仿真大會仿真應(yīng)用大賽長期關(guān)注的核心價值。
或許有用戶會覺得： “這些項(xiàng)目離自己很遠(yuǎn)。”
5、分析設(shè)置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠(yuǎn)程點(diǎn)施加 20000N 的水平力。假設(shè)工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應(yīng)頻率設(shè)置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數(shù)。
6、運(yùn)行仿真并查看結(jié)果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。
這種隨機(jī)、往復(fù)、幅度變化的風(fēng)致應(yīng)力會對關(guān)鍵受力構(gòu)件（如焊縫、螺栓節(jié)點(diǎn)、支撐結(jié)構(gòu)）造成累積損傷，可能導(dǎo)致材料在遠(yuǎn)低于靜力強(qiáng)度的應(yīng)力水平下發(fā)生疲勞斷裂。
疲勞仿真就是在結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析（特別是基于CFD模擬得到的載荷譜）基礎(chǔ)上，引入材料的疲勞性能數(shù)據(jù)（S-N曲線或斷裂力學(xué)模型），對關(guān)鍵部位進(jìn)行疲勞壽命評估。
科普時刻 | 什么是跌落測試？18天前
多物理場仿真
在仿真領(lǐng)域，人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能，并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應(yīng)用耦合。這樣，便可以評估跌落產(chǎn)生的載荷和變形如何影響產(chǎn)品的性能和可靠性。
直接將反力（471N）除以位移（20mm），得到剛度 K=23.55 N/mm。
05 結(jié)語
在 Ansys Workbench 中，雖然沒有直接名為“全局方程”的模塊來求解這種“已知位移反求載荷”的問題，但通過 “位移約束 + 探針提取反力” 這一組合，我們可以更直觀地獲得等效結(jié)果。
6.2 施加載荷
饋線載荷：
Insert → Force
選擇套筒內(nèi)表面 → 大小：2000 N → 方向：沿 Y 負(fù)向
螺釘預(yù)緊力（墊圈區(qū)域）：
Insert → Force
選擇墊圈作用面（圓環(huán)區(qū)域） → 大小：900 N → 方向：沿 Y 負(fù)向
步驟 7：求解設(shè)置
點(diǎn)擊Analysis Settings
開啟Large
本次將介紹交流接觸器的電流過零時刻的保持力分析，變壓器、開關(guān)柜、電器柜相關(guān)的電弧、甲烷、氫氣爆炸，爆炸驅(qū)動的開關(guān)動作等應(yīng)用仿真。
熱膨脹系數(shù)實(shí)測曲線
02
應(yīng)力松弛/蠕變測試
模擬材料在恒定應(yīng)變（松弛）或恒定應(yīng)力（蠕變）下的長期力學(xué)行為，直接表征其應(yīng)力馳豫或尺寸偏離特性，對密封件的長期保持力、緊固件的預(yù)緊力衰減預(yù)測至關(guān)重要。
測試內(nèi)容：在恒定應(yīng)變條件下，長時間監(jiān)測材料內(nèi)部應(yīng)力隨時間的衰減規(guī)律，測試時長可根據(jù)需求進(jìn)行長期觀測；或者在恒定應(yīng)力條件下，長時間監(jiān)測材料的變形隨載荷作用時間的變化規(guī)律。
