Ansys荷载和工况组合

������ 如果载荷是阶跃的，那么，全部载荷施加于第 一个载荷子步，且在载荷步的其余部分，载荷保持不 变。 ������ 如果载荷是逐渐递增的，那么在每个载荷子步， 载荷值逐渐增加，且全部载荷出现在载荷步结束时。
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载荷施加于实体模型上有如下缺点：������ ������ ANSYS网格划分命令生成的单元处于当前激 活的单元坐标系中。网格划分命令生成的节点使 用整体笛卡儿坐标系（也可以参照2.9.4.1节所述方 法进行改变）。因此，实体模型和有限元模型可 能具有不同的坐标系，加载的方向也会因此而不 同。 ������ 在缩减分析中，实体模型载荷不是很方便。 此时，载荷施加于主自由度（只能在节点而不能 在关键点定义主自由度）。 ������ 不能显示所有实体模型载荷。 如前所述，在开始求解时，实体模型载荷将自动 转换到有限元模型。ANSYS将改写任何已存在于 对应有限元实体上的载荷。 15 东南大学土木学院秦卫红 2012/12/24
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KBC（斜坡或阶跃选项）

这个选项用来确定本载荷步所加的载 荷值是阶跃加载（KBC,1），还是斜坡 形式加载（KBC,0）。如果是阶跃加载 ，全部载荷值加在了第一个载荷子步 ，后续载荷子步的载荷值和第一个子 步的结束时刻保持同值。缺省时是斜 坡加载，每个子步的载荷值顺次线性 增加。
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荷载子步（sub step）



子步（sub step）为载荷步中进行行求解的 点。由于不同的原因，有时需要使用载荷 子步。 在非线性静态和稳态分析中，使用子步逐 渐施加载荷以便能提高求解精确度。 在线性或非线性瞬态分析中，使用子步满 足瞬态时间累积法则（为获得较精确的解 常规定一个最小的累积时间步长）。 在谐波分析中，使用子步获得谐波频率范 围内多个频率处的解。
相关命令
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关于载荷步和子步
载荷步（load
step）仅仅是为了获 得解答的载荷配置。在线性静态 （或稳态）分析中，可以使用不同 的载荷步施加不同的载荷组合：例 如在第一个载荷步中施加风载荷， 在第二个载荷步中施加重力载荷， 在第三个载荷步中施加风和重力载 荷以及一个不同的支承条件等等。
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（1） TIME（时间）
这个选项指定载荷步的终止时间。第一个载荷步的缺 省值是1.0，以后每一个载荷步缺省都递增1.0。尽管 时间对静力分析没有物理意义（除了蠕变、粘塑性或 其它的依材料性质而定的行为），但涉及到载荷步、 载荷子步时它是很方便的工具。此选项值不能为零， 如果载荷步终止时间确实为零时（比如施加初始条件 等特殊情况），可以指定一非常小的值。 Command：TIME GUI： Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Substeps 22 东南大学土木学院秦卫红 2012/12/24
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通过直接指定载荷子步数确定子步数 Command：NSUBST GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequenc | Time and Substps 缺省情况下，ANSYS程序在每个载荷步中使用一 个子步，此子步的时间长度与载荷步的时间长度 相同。载荷子步数由图Number of substeps（载荷 子步数）文本框的输入决定。
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关于载荷步和子步

在瞬态分析中，多个载荷步加到载荷历程 曲线的不同区域，如图显示了一个需要三 个载荷步的载荷历程曲线：第一个载荷步 用于线性载荷，第二个载荷步用于不变载 荷，第三个载荷步用于卸载。载荷值在载 荷步的结束点达到全值（指定的值）。
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从时间的概念上来讲，载荷步就是作用在 给定时间间隔内的一系列载荷；子步为载 荷步中的时间点，并在这些点上求得中间 解。两个连续的子步之间的时间差称为时 间步长或时间增量。
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阶跃载荷与斜坡载荷

前已提及，在载荷步的终点的载荷值为指定的值 但当在一个载荷步中指定一个以上的子步时，就 出现了载荷应为阶跃载荷（stepped load）或是线 性斜坡载荷（ramped load）的问题，即出现了在 一个载荷步的起点与终点之间，载荷的具体施加 过程的问题。
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时间的作用

在所有静态和瞬态分析中， ANSYS 使用时 间做为跟踪参数，而不论分析是否依赖于 时间。其好处是：在所有情况下可以使用 一个不变的“计数器”或“跟踪器”，不 需要依赖于具体的分析的术语。此外，时 间总是单调增加的，且自然界中大多数事 情的发生都经历一段时间，而不论该时间 是多么短暂。

（2） NSUBST（子步数）和 DELTIM（时间步大小）



对瞬态分析需要指定一个载荷步中需用的子步数， 子步数可以通过不同的方法确定： ������ 通过指定载荷子步的时间步大小让ANSYS自 动计操作数步数 Command：DELTIM GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step 此项可以给出载荷子步的时间步大小，然后 ANSYS程序根据整个载荷步的长度计算出子步数。 载荷子步的时间步大小由图中的Time step size（时 间步大小）文本框的输入决定。
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/SOLU 进入解题处理器，当有限元模型建立完以后，便可以进入 /SOLU处理器，声明各种负载。但大部分负载的载声明也可 在/PREP7中完成，建义全部负载在/SOLU处理中进行声明。 /ANTYPE,Antype,Status 声明分析类型，即欲进行哪种分析，系统默认为静力学分析。 Antype=STATIC or 0 静态分析（系统默认） BUCKLE or 1屈曲分析 MODAL or 2 振动模态分析 HARMIC or 3 调和外力动和系统 TRANS or 4 瞬时动力系统分析 Menu Paths:Main Menu>Prprocessor>Loads>New Analysis Menu Paths:Main Menu>Prprocessor>Loads>Restart Menu Paths:Main Menu>Prprocessor>Solution>New Analysis Menu Paths:Main Menu>Prprocessor>Solution>Restart
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时间的作用


在瞬态分析或与速率相关的静态分析（蠕 变或粘塑性）中，时间是指具体的代表实 际的、按年月顺序的时间，用秒表示。在 指定载荷历程时，在每个载荷步的结束点 赋时间值。在瞬态等与速率相关的分析中， 时间做为表示真实时间历程的变量在变化 然而，在不依赖于速率的分析中，时间仅 仅称为一个识别载荷步和载荷子步的计数 器，而不再表示具体的时间值。这样计算 得到的结果也将是与时间有关的函数，只 不过在静力分析中，时间取为常量0


载荷施加于有限元模型有如下优点：

������ 在缩减分析中，可将载荷直接施加在主节 点。

缺点：
������ 任何对于有限元网格的修改都将使载荷无 效，需要删除先前的载荷并在新网格上重新施 加载荷。 ������ 不便使用图形拾取施加载荷。除非仅包含 几个几点或单元。

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结构分析中用于加载的各种命令
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载荷步选项


载荷步选项包括普通选项和非线性选项 通过GUI路径：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step，可以得到Time and Time Step Options （时间和时间步选项）对话框，
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载荷的施加



载荷施加于实体模型上有如下优点： ������ 实体模型载荷独立于有限元网格。所 以可以改变单元网格而不必改变施加的载 荷。 ������ 与有限元模型相比，实体模型通常包 括较少的实体（点线面图元相对于节点和 单元来讲要少许多）。因此，选择实体模 型的实体并在这些实体上施加载荷要容易 得多，尤其是通过GUI操作时
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以特性而言，负载可分为六大类：DOF约束、力（集中 载荷）、表面载荷、体积载荷、惯性力有耦合场载荷。 DOF constraint (DOF约束)将给定某一自由度用一已知值。 例如，结构分析中约束被指定为位移和对称边界条件；在 热力学分析中指定为温度和热通量平行的边界条件。 Force(力)为施加于模型节点的集中荷。如在模型中被指定 的力和力矩。 Surface load(表面载荷)为施加于某个面的分布载荷。例如 在结构分析中为压力。 Body load(体积载荷)为体积的或场载荷。在结构分析中为 温度和fluences。 Interia loads(惯性载荷)由物体惯性引起的载荷，如重力和 加速度，角速度和角中速度。 Coupled-field loads(耦合场载荷)为以上载荷的一种特殊情 况，从一种分析得到的结果用作为另一种分析的载荷。
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1）在Main Menu | Solution | Define Loads菜单中选 择载荷操作，如：Apply（施加），Delete（删 除），Operate（对载荷进行运算）等； （2）选择载荷形式，如：Displacement（位移）、 Force/Moment（力和力矩）、Pressure（压力）、 Temperature（温度）等； （3） 选择加载的对象，如：On Keypoints（关键 点）、On Lines（线）、On Areas（面）、On Nodes（节点）和On Elements（单元）等； （4）指定载荷的方向和数值。
Ansys 讲义
-加载和工况组合
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加载和求解

在ANSYS的术语中，载荷（Loads）包 括边界条件和外部（或内部）作用力 ，即位移边界和力边界。在不同的学 科中，载荷的具体含义也不尽相同， 在结构分析中的载荷实例为：位移、 力、压力、温度（热应变）和重力。
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1 负载种类
ANSYS中有不同的方法施加负载以达到分析的需要。 负载可分为边界条件（boundary condition）和实际 外力(external force)两大类，在不同领域中负载的 类型有： 结构力学：位移、集中力、压力（分布力）、温 度（热应力）、重力 热 学：温度、热流率、热源、对流、无限表面 磁 学：磁声、磁通量、磁源密度、无限表面 电 学：电位、电流、电荷、电荷密度 流体力学：速度、压力