[科普中国]-载荷约束

载荷约束指的是对研究物体添加约束条件的时候只添加载荷约束。

ANSYS载荷约束加速度（重力）– 加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。

– 用户通常对方向的符号感到迷惑。假如加速度突然施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。

– 加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。

标准的地球重力可以作为一个载荷施加。

– 其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中）

– 标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。

– 由于“标准的地球重力”是一个加速度载荷，因此，如上所述，需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。

方向载荷对大多数有方向的载荷和支撑，其方向多可以在任意坐标系中定义：

– 坐标系必须在加载前定义而且只有在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向.

– 在Details view中, 改变“Define By”到“Components”. 然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标系.

– 在所选坐标系中指定x, y, 和z分量

– 不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。

轴承载荷– 螺栓载荷仅适用于圆柱形表面。其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷。径向压力载荷的分布如下图所示。轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。

– 一个圆柱表面只能施加一个螺栓载荷。假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加螺栓载荷的时候一定要保证这两个柱面都要选中。

– 载荷的单位同力的单位

– 螺栓载荷可以通过矢量和幅值或者部件来定义。1

载荷约束介绍1）固定约束:

– 在顶点，边缘或面上约束所有的自由度

– 对于实体，限制x,y和z的平移

– 对于壳和梁，限制x,y和z的平移和转动

2） 给定位移:

– 在顶点，边缘或面上给定已知的位移

– 允许在x,y和z方向给予强制位移

– 输入“0”代表此方向上即被约束

– 不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动

3）无摩擦约束:

– 在面上施加法向约束

– 对于实体，这个约束可以用施加一个对称边面界条件来实现，因为对称面等同于法向约束。2

载荷约束接触结果种类– Contact Presure显示法向接触压力分布

– Contact Penetration 显示穿透深度而Contact Gap 显示缝隙大小

(在pinball 半径内).

– Sliding Distance 表示面相对滑动大小. Frictional Stress 是由于摩擦力引起的切向接触引力.

– Contact Status 提供是否接触的信息

– 对open state, near-field 意味着在pinball 区域内, far-field指在pinball 区域外.

·如果“Reactions” 在“Contact Tool”被要求, 所选择接触区域的力和力矩将会被报告

– 在“Worksheet”标签下,所有要求的接触区域的接触力将会被列出

– 在“Geometry” 标签下,将会显示接触力和力矩的方向.

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所