面荷載的案例
支持以壓強定義面荷載！ Simright 2017.11.24更新
如根據會員raoyun的建議，添加了Simulator中支持壓強定義面荷載的功能，歡迎大家體驗！希望大家支持云端CAE，支持Simright！
2017.11.18-11.24
A Simulator (在線仿真計算工具)
1修復材料名為中文造成求解失敗的問題。
2支持以壓強定義面荷載。
B Toptimizer(在線拓撲優化工具）
1修復材料名為中文造成求解失敗的問題。
2修復多Part的模型中拓撲變量云圖顯示的問題。
C Converter (在線CAE模型轉換工具)
1修復某些zip文件無法解壓的問題。
D 公開項目
1修復某些復制的項目無法正常顯示荷載和求解的問題。
⊙還有更多新功能等您來體驗，歡迎大家留言給我們提出寶貴建議
⊙歡迎加入Simright QQ群：576512506
Simright
CAE云仿真在線平臺，無需安裝軟件，可在線進行CAE格式轉換，模型預覽，仿真計算及拓撲優化等功能。
展開 ABAQUS中點面耦合約束的荷載單位
該同學向我提問：在ABAQUS中，點面耦合時在點上施加的力荷載是N的單位還是Pa的單位呢？
我當時一看到這個問題，就想到的肯定是N的單位（當然經過試驗這也確實是正確答案，如果大家只是看答案的話，那么接下來的內容也不必再看了，感謝大家），畢竟施加的荷載名稱是concentrated force，并且我們平時在給耦合點施加位移荷載時，得到的反力也是N的單位。但是該同學糾結于一句話，那就是點面耦合之后，我加到點上的荷載，就相當于加到面上，那是不是我施加到面上的每一點荷載都是N，那么分布開來應該是N/m2，或者N/mm2，即壓強單位。
想解答這個疑問其實很簡單，只需要建立三個簡單的模型（其實更簡單的方法只需要建一個表面比單位尺寸（1*1）大一定數量的塊體，而后通過對耦合點施加力荷載，看其結果分析量級即可知道答案，但是為了防止偶然性（即單位尺寸的模型），本帖借鑒”Yy“同學的做法，建立三個模型），模型如下：建立100*100*100mm的立方體，隨便給一個材料，立方體下表面完全約束，三個模型網格尺寸相同，分別施加三種上表面力荷載：
1，點面耦合的模型，在耦合點施加數值為-200的荷載，如下所示：
最終得到應力狀態如下：
此結果的點面耦合為運動分布，運動學耦合將耦合節點的運動約束為參考節點的剛體運動。該約束可以應用于耦合節點上相對于全局或局部坐標系的用戶指定的自由度。
展開 在ANSYS中用表面效應單元加任意方向的荷載
在面上施加荷載后，對模型剖分后可以執行以下命令來查看加的面荷載是否正確
/PSF,PRES,NORM,2,0,1 以箭頭方式顯示面荷載
sftran 將面荷載轉化到有限元模型上
文章引用自：
SAP2000面荷載傳遞剖析
博文【膜、板、殼單元應用簡述】中提到“……在SAP2000中設置膜、板、殼單元時，封邊梁彎矩會出現不連續的情況，這是因為荷載傳遞時通過節點和剖分點傳遞的，板、殼單元由于考慮面外剛度，荷載按剛度由節點傳遞，梁端較大，膜單元由于忽略面外剛度，各點傳遞荷載相等，且無扭矩產生……”，換句話說，殼單元與膜單元即使在同樣導荷方式下，荷載傳遞也是不一樣的。
下面取3mx6m板為例就上述現象說明，板四邊封梁，自重乘數設置為0，恒載定義為100kN/m2，導荷方式選取“均布殼荷載/Uniform Shell Load”，計算結果如圖1、圖2。
（a）殼單元
（b）膜單元
圖 1 支座反力圖
圖 2a 殼單元梁內力
圖 2b 膜單元梁內力
由結果可發現，當板定義為殼單元時，板上荷載合力 (3x6x100) kN與支座反力 (450x4) kN是相等的，梁上傳來的節點力大小與剛度成正比，越靠近支座處數值越大，板剖分越細越明顯（側面說明殼單元考慮板面外剛度），越細越接近于真實力狀態，其中每個支座借助于板面外剛度傳遞過來的荷載為 (450-110.6-265.7=73.7) kN；當板定義為膜單元時，板上荷載合力 (3x6x100) kN與支座反力 (200x4) kN不平衡，每個單元向四個角點傳遞荷載，每個角點分擔每個單元的 (1x1x100/4=25) kN，梁上的節點分擔荷載相等（無扭矩產生），支座反力為 (125+75=200) kN，即由于不考慮面外剛度，支座反力僅包括梁傳來的荷載，有 (450-200=150) kN荷載沒有傳遞，保留在板內單元節點上。若不進行剖分，則支座反力為 (450) kN。
展開 
LS-DYNA模擬SHPB的荷載施加方法（bullet撞擊法和脈沖輸入法） ￥19.98
LS-DYNA模擬SHPB實驗，其加載方式可以采用兩種形式：
1、建立bullet模型，和桿同軸，設置接觸類型為面面自動接觸（CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE），按照下圖選擇主從面，類型可以用PART或者NODE_SET
給bullet施加撞擊速度（INITIAL_VELOCITY_GENERATION），可進行撞擊加載。
需注意bullet的速度方向和速度的單位制（cm-g-μs單位制下1cm/μs=10^4m/s)
此方法的適用性（局限性）：bullet撞擊產生的波為方波，且并不理想（峰值處有震蕩），對巖石類試樣加載的情況下，并不能夠很好的滿足應力平衡條件。
2、施加端面荷載，可將實驗測得的入射應力波作為端面荷載輸入，以保證仿真加載波和實驗的一致性。
荷載施加（LOAD_NODE_SET）需要選擇施加節點集和加載曲線
荷載曲線定義（DEFINE_CURVE）時，各數據點可由txt文件一并導入，注意導入文檔中，每行數據分兩列（可由Excel直接將兩列數據復制粘貼得到），前一列為時間，后一列為荷載值
選擇入射桿端面節點集合為荷載施加的節點集
展開 ABAQUS圓弧面施加正弦分布壓力荷載
10.解析場定義完畢后，在荷載定義中選擇鋼材定義的解析場作為壓力分布形式。填寫荷載量值并正確選擇其作用的圓弧面。
至此完成圓弧面正弦分布壓力荷載的施加
結構設計基本知識清單
6、荷載的分類：在實際工程中，結構常見的作用多為直接作用，即通常說的荷載。所以本書介紹的內容以直接作用為主。按照不同的分類方法可將荷載進行不同的分類。
按其隨時間的變異性可分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。
按荷載的作用范圍可分為集中荷載和分布荷載。
體荷載是指分布在物體的體積內的荷載，單位是N/mm3或kN/m3，常用γ表示。
面荷載是指分布在物體表面的荷載，單位是N/mm2或kN/m2，常用p表示。
線荷載是指將面荷載、體荷載簡化成連續分布在一段長度上的荷載，單位是N/mm或kN/m，常用q表示。
7、混凝土強度的基本代表值有哪些？混凝土立方體強度是如何確定的?
答：立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗拉強度。立方體抗壓強度：邊長為150mm的立方體標準試件，在20℃±2℃的溫度和相對濕度在95％以上的潮濕空氣中養護28d，依照標準制作方法和試驗方式測得的抗壓強度值。
8、公路橋涵結構上作用的類型分為：
永久作用（恒載）：在設計使用期內，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計的作用。
可變作用：在設計使用期內，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。
偶然作用：在設計使用期內，不一定出現，但一旦出現，其值很大且持續時間很短的作用。
9、預應力損失的原因有：（1）預應力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應力損失 （2）錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失（3）鋼筋與臺座間的溫差引起的應力損失
（4）混凝土彈性壓縮引起的應力損失（5）鋼筋松弛(徐舒)引起的應力損失（6）混凝土的收縮和徐變引起的應力損失
10、預應力混凝土受彎構件的破壞過程包括哪幾個階段以及各階段若干不同的受力過程。
答：答：施工階段：（1）預加應力階段，此階段是指從預加應力開始，至預加應力結束(即傳力錨固)為止。
展開 有關屈曲分析
不知各位做屈曲分析時的特征值屈曲分析時，施加力時單位力和時間單位面荷載是怎么看待的？兩者有何區別？具體應用情況如何？大家多多討論哈！
COMSOL泰森多邊形Voronoi圖孔隙優化模型受力分析
Voronoi模型
在comsol內建立泰森多邊形骨架支撐網格，模型采用一般的多邊形泰森多邊形孔隙以及樣條曲邊泰森多邊形孔隙做對比研究，分析模型在承受壓力荷載下的應力分布。通過comsol的固體力學計算可看出擬圓形Voronoi孔隙支撐結構的應力分布更為合理，可有效避免應力集中現象。
建模過程
首先采用CAD Voronoi 生成插件 V2版本在AutoCAD內進行幾何模型的構建，并另存為dxf文件導入到comsol軟件內。注意導入后需要做一步差集操作以生成Voronoi孔隙形成骨架。
進入comsol建立模型，指定材料、邊界、網格等，進行力學分析研究。
這里的研究選擇瞬態，施加一致的面荷載指定單軸壓縮，最終的結果如下：
幾何建模插件
模型的建立需要用到的插件
CAD_Voronoi V2
技術支持
技術鄰淵魚
展開 關于SCIA的特點
面荷載自動導荷，變截面設置完全詳盡的計算說明書（文字和圖形）：基本結構數據、結構圖形、結果數據（圖形、文字）…
多種規范：中國GBJ17-88、歐洲EC3、美國AISC、德國DIN、荷蘭NEN、英國BS…
完整的節點設計功能，通過圖形參數化設計節點的連接板、加腋、加勁、螺栓。
全方位的節點設計類型，梁柱節點、單T型節點、雙T型節點、十字型節點、圓管焊接節點、方管焊接節點。 同時校核節點的強度和剛度，通過兩者的檢驗更真實的反映節點的實際情況。
它計算功能完善而強大，不僅有線性分析功能、更有非線性功能。
完善的結構非線性分析功能包括：軸力桿、單位桿件、預應力桿件、塑性鉸、索單元、P-效應。
整體穩定性和局部穩定性（自動或手動分配各桿件的計算長度-繞強軸、繞弱軸、扭轉、側向扭轉）的驗算。
計算結果可以通過數字和圖形輸出。
自動根據使用的規范進行茶葉功組合，或手工進行荷載組合，然后計算結果。
可以顯示節點變形，桿件變形，桿件內力，板、殼的內力、應力云圖和實際變形圖。
可以查看不同類型的結果，各桿件的總體極值，局部極值，各荷載工況下或它們的任意組合下的計算結果。
計算結果能和其它的信息一起生成一份動態文檔，屏幕上顯示的圖形和文字統統能放入文檔中，成為完全詳盡的計算說明書（文字和圖形）。
展開 ESA-Prima Win的簡要認識
自動根據使用的規范進行茶葉功組合，或手工進行荷載組合，然后計算結果。
可以顯示節點變形，桿件變形，桿件內力，板、殼的內力、應力云圖和實際變形圖。
可以查看不同類型的結果，各桿件的總體極值，局部極值，各荷載工況下或它們的任意組合下的計算結果。
計算結果能和其它的信息一起生成一份動態文檔，屏幕上顯示的圖形和文字統統能放入文檔中，成為完全詳盡的計算說明書（文字和圖形）。
大跨度筒倉水泥儲存庫數值模擬分析與研究
筒倉荷載
荷載分項系數，恒載為1.3，活載為1.3。
面荷載：
（1）恒載：40*1.45=58kN/m2;
（2）活載：190*1.45=275.5kN/m2 。
減壓錐區域線荷載：
（1）恒載：（65.4*1.45+52）=146.83 kN/m;
（2）活載：311*1.45=450.95 kN/m。
4.有限元建模理論
通過三維建模軟件Rhino對整個結構進行建模，混凝土采用實體單元，鋼筋采用桁架單元，將建立的模型分別導入ABAQUS軟件進行分析，其中混凝土采用混凝土塑性損傷模型，鋼筋采用雙折線模型，對其進行力學分析。其中CDP模型本構關系中采用了有效應力和硬化變量來進行描述：
受壓時取0.35~0.7，本文均取0.6。鋼筋本構模型常用的主要有理想彈塑性模型和彈塑性強化模型，如圖4-4所示。墻體中鋼筋采用的是彈塑性強化模型，該模型又有等向強化和隨動強化，后者的彈性卸載區間是初始屈服應力的兩倍，材料彈性區間總體保持不變，但由于拉伸時產生強化而使壓縮屈服應力幅值減小，即一定程度上考慮了鮑辛格效應（Bauschinger effect），故更適用于循環加載的情況，本文采用的正是該強化模型。
展開 橋梁簡支分析
--------------定義約束及荷載-------------------------
/solu
asel,s,,,2,22,20
asel,a,,,14,17,3
da,all,uy !對支撐端面施加Uy方向約束
asel,s,,,3,23,20
asel,a,,,15,19,4
da,all,uz !對正對稱面施加Uz方向約束
asel,s,,,32,36,4
asel,a,,,50,52,2
asel,a,,,41,43,2
da,all,ux !對側對稱面施加Ux方向約束
asel,s,,,21,27,6
asel,a,,,42,46,4
asel,a,,,35,51,16
sfa,all,1,pres,0.04 !對頂面施加面荷載(N/mm*mm)
allsel,all
!--------------定義非線性分析選項--------------------
cnvtol,f,,0.05,2 !定義收斂條件,使用缺省的VALUE
nsubst,25 !定義子步數
outres,all,all !輸出每一子步的結果
autots,1 !打開自動時間步控制
lnsrch,1 !打開線性搜索
ncnv,2 !如果不收斂時結束而不退出
neqit,50 !每一子步中方程的迭代次數限值
pred,on !打開預測器
time,50 !定義時間
solve !求解
!--------------進入后處理過程-----------------------
finish
/post1
pldisp,0 !繪制變形圖(缺省為最后一步的)
etable,sig,ls,1 !定義應力表
plls,sigi,sigi,1 !繪制上述應力
plnsol,s,z,0,1 !繪制Z方向的應力
展開 ansys之——混凝土鋼筋怎樣建模
--------------定義約束及荷載-------------------------
/solu
asel,s,,,2,22,20
asel,a,,,14,17,3
da,all,uy !對支撐端面施加Uy方向約束
asel,s,,,3,23,20
asel,a,,,15,19,4
da,all,uz !對正對稱面施加Uz方向約束
asel,s,,,32,36,4
asel,a,,,50,52,2
asel,a,,,41,43,2
da,all,ux !對側對稱面施加Ux方向約束
asel,s,,,21,27,6
asel,a,,,42,46,4
asel,a,,,35,51,16
sfa,all,1,pres,0.04 !對頂面施加面荷載(N/mm*mm)
allsel,all
!--------------定義非線性分析選項--------------------
cnvtol,f,,0.05,2 !定義收斂條件,使用缺省的VALUE
nsubst,25 !定義子步數
outres,all,all !輸出每一子步的結果
autots,1 !打開自動時間步控制
lnsrch,1 !打開線性搜索
ncnv,2 !如果不收斂時結束而不退出
neqit,50 !每一子步中方程的迭代次數限值
pred,on !打開預測器
time,50 !定義時間
solve !求解
!--------------進入后處理過程-----------------------
finish
/post1
pldisp,0 !繪制變形圖(缺省為最后一步的)
etable,sig,ls,1 !定義應力表
plls,sigi,sigi,1 !繪制上述應力
plnsol,s,z,0,1 !
展開 Sap2000模型轉Ansys模型軟件(免費使用)
（1）目前版本功能：
支持梁單元（I型截面，矩形截面，圓形截面，箱型BOX截面，C型截面，L型截面，圓管截面，T型截面），殼單元（三角形和四邊形）和實體單元（僅支持六面體單元）；
荷載種類：節點力荷載，節點位移荷載，線均布荷載，面壓力荷載，實體表面均布荷載。
（2）使用方法：
（2.1）在sap2000中選擇 文件-導出-sap2000文本文件(*.s2k)；
（2.2）解壓縮后雙擊：SapToAnsys.exe運行，即可彈出軟件界面；
（2.3）點擊 選擇.s2k文件，選擇之前導出的s2k文件；
（2.4）點擊 轉apdl，即可生成對應的apdl命令流；
（2.5）在Ansys/apdl窗口中采用file-Read Input from 讀入生成的命令流。
重點：本軟件免費使用，無需付費，如有使用問題歡迎聯系qq:897938834或在公眾號 有限元術 后臺留言。
歡迎關注公眾號：有限元術
[完]
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