【Ansys】如何在ansys中添加重力加速度

2016-10-19 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1 問題背景

慣性載荷,作為動(dòng)力學(xué)分析中最基本的載荷之一,其定義的準(zhǔn)確性對(duì)于整體的分析至關(guān)重要。

換言之,一切的動(dòng)力學(xué)問題的根本,究其根本,在于外界激勵(lì)和自身結(jié)構(gòu)的固有特性,自身結(jié)構(gòu)的固有特性,一般是理論研究的時(shí)候需要進(jìn)行,而對(duì)于軟件仿真,這些則有約束以及網(wǎng)格屬性決定,一般來講,大多情況下是軟件自動(dòng)劃分網(wǎng)格,所以決定動(dòng)力學(xué)問題分析精度最主要的還是慣性載荷的使用情況。

2慣性載荷

慣性載荷一般可以用于如下的分析:1)顯示動(dòng)力學(xué);2)諧響應(yīng)分析;3)剛體動(dòng)力學(xué);4)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué);5)瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)。

慣性載荷的主要類型有:加速度重力旋轉(zhuǎn)加速度。接下來,我將對(duì)這三類載荷中的加速度和重力進(jìn)行分別的介紹。

加速度

全局加速度邊界條件在每個(gè)全局坐標(biāo)系下的結(jié)構(gòu)按照坐標(biāo)軸的方向定義一個(gè)線性加速度。如果有需要,加速度可以用來模擬重力作用,當(dāng)然此時(shí)需要打開慣性影響選項(xiàng)。此時(shí)加速度的幅值要等于重力加速度,為9.80655m/s2。

除此之外,也可以使用重力來研究重力作用。重力和加速度是同一類型的載荷,除了方向相反之外。施加重力,研究對(duì)象沿著重力方向移動(dòng),施加加速度,研究對(duì)象沿著加速度的反向運(yùn)動(dòng)。

在基于模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析或者基于模態(tài)疊加法的諧響應(yīng)分析時(shí),加速可以被定義為激勵(lì)載荷。在定義邊界條件上的激勵(lì)載荷時(shí),你可以為同一個(gè)邊界條件定義多個(gè)基礎(chǔ)激勵(lì)載荷,但是這些激勵(lì)載荷的指定方向不能相同。

加速度載荷可以用以如下的分析類型:1)顯示動(dòng)力學(xué);2)諧響應(yīng)分析;3 剛體動(dòng)力學(xué);4)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué);5)瞬態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)。

加速度載荷是在研究對(duì)象的所有特征上施加一個(gè)均布載荷,支持三維分析和二維分析。同時(shí),加速度載荷適用于所有的模型。定義加速度時(shí),可以通過Vector和Components去定義,并且加速度載荷的幅值可以是常數(shù),也可以隨時(shí)間變化的。只有在諧響應(yīng)分析中,加速度可以定義為隨著頻率變化的,這種情況下,默認(rèn)至少定義兩個(gè)頻率下的加速度載荷。加速載荷的幅值也可以的定義成函數(shù)。

施加加速度載荷的步驟如下:

(1)在Environment context toolbar工具欄中,點(diǎn)擊Inertial—Acceleration.或者右鍵點(diǎn)擊Environment項(xiàng)目,還可以在幾何體上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇插入Acceleration.

(2)指定定義加速度的方法:Vector或者Components.

(3)定義加載的方式:幅值、坐標(biāo)系或者加速度的方向。

注意事項(xiàng)

為了在基于模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析和基于模態(tài)疊加法的諧響應(yīng)分析中定義加速度載荷作為激勵(lì)載荷時(shí),需要注意:

(1)對(duì)于Base Exicitation特性選項(xiàng)為Yes.

(2)支持加速度作為激勵(lì)載荷的邊界條件有:Fixed Support固定約束;Displacement位移約束;Remote Displacement遠(yuǎn)程位移;Nodal Displacement節(jié)點(diǎn)位移;Spring-Body-to-Body彈簧體對(duì)體.

(3)默認(rèn)情況下,Absolute Result設(shè)置為Yes,如果不想要強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng),可以將其設(shè)定為No.

(4)定義載荷的幅值,幅值,相位角(只有在諧響應(yīng)中才需要定義)和方向.

加速度的具體特點(diǎn)

應(yīng)用領(lǐng)域/選項(xiàng)/描述

范圍

Geometry:所有體

Boundary Condition:分析項(xiàng)目中支持的邊界條件都可以使用

定義

Bse Excitation:默認(rèn)情況下為No,當(dāng)選擇Yes時(shí),此時(shí)加速度載荷將被作為基礎(chǔ)激勵(lì)使用;

Absolute Result:該選項(xiàng)可以允許你選擇是否包含強(qiáng)迫振動(dòng);

Defined by:定義時(shí)包括一下幾個(gè)途徑

vector:需要制定幅值和方向

Coordinate System:下拉菜單選擇相應(yīng)的坐標(biāo)系的種類,默認(rèn)情況下是全局坐標(biāo)系。當(dāng)使用周期對(duì)稱分析時(shí),參考坐標(biāo)系必須與循環(huán)區(qū)的坐標(biāo)系一致。對(duì)于二維對(duì)稱模型,參考坐標(biāo)系必須是全局坐標(biāo)系。并且參考坐標(biāo)系必須是笛卡爾坐標(biāo)系.

Component:需要下列輸入的定義:X component,Y component,Z component

Magnitude:作為基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)是獨(dú)立的輸入變量。幅值可以定義為常數(shù)、通過表格定義(隨時(shí)間變化的和隨頻率變化的,或者是定義為函數(shù)(基于模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析))

Phase Angle相位角:只有在諧響應(yīng)分析時(shí),加速度才可以作為基礎(chǔ)激勵(lì)

Direction:作為基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí),獨(dú)立的輸入特性

Suppressed:默認(rèn)情況下(No)包括邊界條件或者排除邊界條件

在APDL下定義加速度在何時(shí),可以通過命令A(yù)CEL定義,幅值(常數(shù),表格,函數(shù))都用table來定義。

注意:加速度和重力可以同時(shí)定義,合成載荷將會(huì)被傳遞到求解器中。在基于模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析中,重力是不允許和加速進(jìn)行連接的。表1為加速度的具體特點(diǎn)。

在進(jìn)行基于模態(tài)疊加發(fā)的瞬態(tài)分析或者基于模態(tài)疊加發(fā)的諧響應(yīng)分析時(shí),下列的命令和使用條件需要被考慮:

1)幅值用table進(jìn)行定義,進(jìn)行模態(tài)重啟動(dòng)分析(假設(shè)進(jìn)行單獨(dú)的諧響應(yīng)分析下的模態(tài)分析)是可以用命令D定義基礎(chǔ)激勵(lì);

2)在進(jìn)行基于模態(tài)疊加發(fā)的瞬態(tài)分析或者基于模態(tài)疊加發(fā)的諧響應(yīng)分析時(shí)用DVAL命令定義基礎(chǔ)激勵(lì)。

加速可以被定義為基礎(chǔ)激勵(lì)的情況可以是模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析相連時(shí),或者模態(tài)與瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析相連時(shí),但此時(shí)要求相連的模態(tài)分析求解器設(shè)定為Programmed Controlled(內(nèi)部選擇direct或者Supernode)、direct、supernode。