载荷约束Workbench14静力学

4-4
Static Structural Analysis
… 质量点
• 在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体：
– 质量点只能和面一起使用。 – 它的位置可以通过下面任一种方法指定：
• 用户自定义的坐标系中指定（x， y， z） 坐标值 • 通过选择顶点/边/面指定位置
Training Manual
Training Manual
• Solver Controls（求解控制）：
– 两种求解方式（默认是Program Controlled）：
• 直接求解 （ANSYS中是稀疏矩阵法） • 迭代求解 （ ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））.
– Weak springs：
• 尝试模拟得到无约束的模型
[K ]{x} = {F}
假设：
– [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料行为 • 使用小变形理论 • 可能包含一些非线性边界条件
– {F}是静态加在模型上的
• 不考虑随时间变化的力 • 不包含惯性影响 （质量、阻尼）
• 记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动态分析在后 面章节讲解。
Training Manual
4-15
Static Structural Analysis
. . . 分析设置-分析步控制
• Step Controls（分析步控制）：
– 在静态分析中允许设置多个分析步，并一步一步的求解。 – 对于静态分析，终止时间被用作确定载荷步和载荷子步的 追踪器。 – 可以一个分析步一个分析步的查看结果。 – 在给出的Tabular Data里可以指定每个分析步的载荷值。
Surface Body Edge (Scope = Target)
Not supported for solving1
(Scope = Contact) Bonded only MPC formulation Asymmetric only Not supported for solving1 Bonded only MPC formulation Asymmetric only Bonded, No Separation Bonded only Augmented Lagrange, All formulations Pure Penalty, and MPC formulation Symmetry respected Asymmetric only Not supported for solving1 Bonded only Augmented Lagrange, Pure Penalty, and MPC formulation Asymmetric only
Training Manual
– Spotweld在CAD软件中进行定义。目前，只有 DesignModeler和 Unigraphics 支持点 焊定义（Spotweld） 。
4-12
Static Structural Analysis
…组件 – 接触总结
• 在模拟中可以使用的接触类和选项的总结：
1 – 对于面边接触，面通常被设计为目标面而边被指定为接触面
4-13
Static Structural Analysis
C. 分析设置
• details of Analysis Settings中提供了一般的求解过 程控制： • Step Controls（求解步控制）：
– 人工时间步控制和自动时间步控制 – 指定分析中的分析步数目和每个步的终止时间 – 在静态分析里的时间是一种跟踪机制（后面讨论）
对称接触
非对称接触
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Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• 可以使用的五种接触类型：
Contact Type Bonded No Separation Frictionless Rough Frictional Iterations 1 1 Multiple Multiple Multiple Normal Behavior (Separation) Tangential Behavior (Sliding) No Gaps No Sliding No Gaps Sliding Allowed Gaps Allowed Sliding Allowed Gaps Allowed No Sliding Gaps Allowed Sliding Allowed
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Static Structural Analysis
. . . 分析设置- Analysis Data Management
• Analysis Data Management（分析数据管理器 ）：
– Solver Files Directory：给出了相关分析文件的 保存路径 – Future Analysis：指定求解中是否要进行后续分 析（如预应力模型）。如果在project schematic 里指定了耦合分析，将自动设置该选项。 – Scratch Solver Files Directory：求解中的临时 文件夹 – 保存 ANSYS DB 分析文件 – Delete Unneeded Files： 在Mechanical APDL 中，可以选择保存所有文件以备后用 – Solver Units： Active System 或 manual. – Solver Unit System：如果以上设置是人工的，那 当Mechanical APDL共享数据的时候，就可以选 择8个求解单位系统中的一个来保证一致性（在用 户操作界面中不影响结果和载荷显示）
4-9
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• 界面调整选项：
C T C T
Training Manual
Offset： 接触面在正向或相反方向上 偏移一个指定的距离（可以程序设置 偏移量）
Adjusted to touch：不考虑实际的间距 ，把接触面移向目标面，给出一个初始 接触
Training Manual
Surface Body Edge
Solid Body Face (Scope = Target) Solid Body Edge (Scope = Target) Surface Body Face (Scope = Target)
(Scope = Contact) Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only Not supported for solving1 Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only Bonded, No Separation Bonded, No Separation All formulations Symmetry respected All formulations Asymmetric only Bonded only MPC formulation Asymmetric only
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Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• Advanced 选项 （更多细节参见第三 章的pinball区域的细节设置）：
– Pin Ball Region：
• Inside pinball = near-field contact • Outside pinball = far-field contact • 使求解器更有效的进行接触计算
4-7
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• 在模拟中，每个接触对都要定义接触面和目标面：
– 接触区域的一个表面视作接触面，另一表面即为目标面 – 接触面不能穿透目标面
• • • •
Training Manual
当一面被设计为接触面为另一面被设为目标面，这就是非对称接触 如果两边互为接触面（C）和目标面（T），那就叫对称接触 默认的实体组件间的接触是对称接触 用户可以根据需要将接触类型改为非对称接触（ ANSYS Professional 或更高版本）
Workbench - Mechanical Introducti
Static Structural Analysis
概要
• 本章，将练习线性静力结构分析，模拟过程中包括：
A. B. C. D. E. F. 几何和单元 组件和接触类型 分析设置 环境，如载荷和约束 求解模型 结果和后处理
Training Manual
• 对ANSYS Professional 或更高版本而言 ，支持壳体和实体的混合组件与更多的接 触选项
本例中，两部件间的间距比 pinball区域大，故不会自动闭合 它们键的间隔。
4-11
Static Structural Analysis
…组件 – 点焊
• Spot weld 提供了在分离点上连接壳体组件的方法：
• 在许可协议中需要添加疲劳分析模块
Training Manual
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Static Structural Analysis
B. 组件 – 实体接触
• 在导入实体装配体时，在实体之间会自动创建接触对。
Training Manual
– 面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配 – Contact 下的Tolerance controls（容差控制），可以让用户使用滚动条指定自动接触检 查的容差
Training Manual
在图形窗口中给出了时间 和载荷值的关系图
4-16
Static Structural Analysis
Training Manual
•
本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使 用。