【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,作為動力學分析中最基本的載荷之一,其定義的準確性對于整體的分析至關重要。

換言之,一切的動力學問題的根本,究其根本,在于外界激勵和自身結構的固有特性,自身結構的固有特性,一般是理論研究的時候需要進行,而對于軟件仿真,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劃分網(wǎng)格,所以決定動力學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)顯示動力學;2)諧響應分析;3)剛體動力學;4)穩(wěn)態(tài)結構力學;5)瞬態(tài)結構動力學。

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

加速度

全局加速度邊界條件在每個全局坐標系下的結構按照坐標軸的方向定義一個線性加速度。如果有需要,加速度可以用來模擬重力作用,當然此時需要打開慣性影響選項。此時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,研究對象沿著重力方向移動,施加加速度,研究對象沿著加速度的反向運動。

在基于模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析或者基于模態(tài)疊加法的諧響應分析時,加速可以被定義為激勵載荷。在定義邊界條件上的激勵載荷時,你可以為同一個邊界條件定義多個基礎激勵載荷,但是這些激勵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)顯示動力學;2)諧響應分析;3 剛體動力學;4)穩(wěn)態(tài)結構力學;5)瞬態(tài)結構力學。

加速度載荷是在研究對象的所有特征上施加一個均布載荷,支持三維分析和二維分析。同時,加速度載荷適用于所有的模型。定義加速度時,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),也可以隨時間變化的。只有在諧響應分析中,加速度可以定義為隨著頻率變化的,這種情況下,默認至少定義兩個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,點擊Inertial—Acceleration.或者右鍵點擊Environment項目,還可以在幾何體上點擊鼠標右鍵,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、坐標系或者加速度的方向。

注意事項

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

(1)對于Base Exicitation特性選項為Yes.

(2)支持加速度作為激勵載荷的邊界條件有:Fixed Support固定約束;Displacement位移約束;Remote Displacement遠程位移;Nodal Displacement節(jié)點位移;Spring-Body-to-Body彈簧體對體.

(3)默認情況下,Absolute Result設置為Yes,如果不想要強迫運動,可以將其設定為No.

(4)定義載荷的幅值,幅值,相位角(只有在諧響應中才需要定義)和方向.

加速度的具體特點

應用領域/選項/描述

范圍

Geometry:所有體

Boundary Condition:分析項目中支持的邊界條件都可以使用

定義

Bse Excitation:默認情況下為No,當選擇Yes時,此時加速度載荷將被作為基礎激勵使用;

Absolute Result:該選項可以允許你選擇是否包含強迫振動;

Defined by:定義時包括一下幾個途徑

vector:需要制定幅值和方向

Coordinate System:下拉菜單選擇相應的坐標系的種類,默認情況下是全局坐標系。當使用周期對稱分析時,參考坐標系必須與循環(huán)區(qū)的坐標系一致。對于二維對稱模型,參考坐標系必須是全局坐標系。并且參考坐標系必須是笛卡爾坐標系.

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

Magnitude:作為基礎激勵時是獨立的輸入變量。幅值可以定義為常數(shù)、通過表格定義(隨時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:只有在諧響應分析時,加速度才可以作為基礎激勵

Direction:作為基礎激勵時,獨立的輸入特性

Suppressed:默認情況下(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,可以通過命令ACEL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定義,合成載荷將會被傳遞到求解器中。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行連接的。表1為加速度的具體特點。

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

1)幅值用table進行定義,進行模態(tài)重啟動分析(假設進行單獨的諧響應分析下的模態(tài)分析)是可以用命令D定義基礎激勵;

2)在進行基于模態(tài)疊加發(fā)的瞬態(tài)分析或者基于模態(tài)疊加發(fā)的諧響應分析時用DVAL命令定義基礎激勵。

加速可以被定義為基礎激勵的情況可以是模態(tài)分析與諧響應分析相連時,或者模態(tài)與瞬態(tài)動力學分析相連時,但此時要求相連的模態(tài)分析求解器設定為Programmed Controlled(內(nèi)部選擇direct或者Supernode)、direct、supernode。