ansys使用函数加载实例1

ANSYS 中使用函数加载的一个简单例子

2013-10-28 07:34:10| 分类： ANSYS 实例 - GUI | 标签：ansys 函数定义 函数加载 示例 |字号 订阅
本文将通过一个具体实例说明在 ANSYS 中如何使用函数加载，后

续将通过该实例在分析过程中遇到的一个问题提出自己的一点看法。
实例的具体说明：

一个 1/4 圆柱，内半径 30 mm，外半径 42 mm，长度 100mm，
如图 1 所示：

所用材料为双线性弹塑性材料，其机械性能为：

弹性模量 E = 201000 Mpa； 泊松比 μ=0.3
屈服应力 σ= 200 Mpa； 切线模量 Et = 2010
使用单元类型 solid185 (8 节点六面体单元)。
取整体单元边长 4 mm，然后可以直接对该几何模型划分 MAP 网
格，划分网格结果如图 2：

约束条件为：
轴向两个截面为对称边界条件；一个端面约束轴向位移 Uz。

载荷条件为：
在外表面施加变化的压力载荷，载荷函数为：
P (y) = 8e7 + 7E7 * (X/42)
即：
X = 0 (最高点) 时 ，P = 15E7；
X = 42 （最低点）时，P = 8E7。
我们采用函数方式来施加这一压力载荷，首先定义函数：
在 Solution 模块中，点击菜单路径：
Solution > Define Loads > Apply > Functions > Define/Edit
将会弹出一个函数编辑器，可以在其中定义所需的函数。
在函数编辑器中，函数类型选择为 Single equation，即单值函数；
计算函数值时使用的插值坐标系 ( (x,y,z) interpreted in CSYS) 选择 0，
即总体直角坐标系，如图 3 所示：

然后，在函数编辑器中间位置的 “Result = “ 小窗口中输入要定义
的函数表达式，如果表达式中有 x, y, z, time 等变量 (供定义函数时使
用的 “自变量”)，可以用 {X},{Y},{Z},{TIME} 等的形式输入；或者点击下
面一个小窗口右边的小箭头，会出现一个下拉列表，列出可以选择的
变量，然后从该列表中选择某个自变量，则该自变量会按照上述格式
写入函数中，如图 5 所示：

接下来最好检查一下函数定义是否正确。做法是：点击函数编辑
器中的 Graph 按钮，弹出一个 “Plot information” 对话框，其中显示了
所定义的函数方程，列出了方程中所有的变量。然后可以激活要变化
的变量 (对于本函数，只有一个变量 – X，会自动激活)，并在下面的输
入窗口中输入该变量的最小和最大值，以及在该变量范围中的计算点
数，再点击 Graph 按钮，则会绘制函数的曲线；或者点击 List 按钮，
则列出各计算点上的函数值。

对于本函数，点击 Graph 后所显示的函数曲线如图 7 所示，可以
看到它是一个线性函数：

点击 List 后列出的函数值：

如果我们不希望外表面的压力函数是一个线性函数，而是一个三
角函数，使得压力从下向上以余弦方式变化，可以将当前坐标系转换
为总体圆柱坐标系 (csys,1)，然后压力函数定义为：

P = 8E7 + 7E7 * cos(Y)
在总体圆柱坐标系中，Y 为角度，这里需要确定 Y 的单位是角度
(Degree) 还是弧度 (Radians)。为了方便，在函数编辑器中，将角度
单位设置为 Degree。

下面使用函数编辑器来定义这一函数：

然后同样对所定义的函数进行检查。在函数编辑器中点击 GRAPH
按钮，然后在弹出的对话框中输入 X-Axis Range （X 轴范围） 为 0
到 90，再点击 Graph 按钮以显示压力载荷曲线，点击 List 按钮列表
压力载荷值，结果如图 10 所示：

可以看到，压力不再是线性变化的。
如果我们接受了这一函数定义，需要将它保存起来，以便后续定
义载荷时使用。

回到函数编辑器，点击上部菜单中的 File > Save：

图 11 保存函数
然后弹出一个 “另存为” 对话框，在其中，输入文件名 (这里输入文
件名为 press_test)，(如有需要还可以修改保存文件的目录) 再点击
“保存” 按钮，就可以把所定义的函数保存为以 .func 为扩展名的函数文
件。这里将函数保持为文件 press.func：