【Ansys】如何在ansys中添加重力加速度

2016-10-19 by:CAE仿真在线来源:互联网

1 问题背景

惯性载荷,作为动力学分析中最基本的载荷之一,其定义的准确性对于整体的分析至关重要。

换言之,一切的动力学问题的根本,究其根本,在于外界激励和自身结构的固有特性,自身结构的固有特性,一般是理论研究的时候需要进行,而对于软件仿真,这些则有约束以及网格属性决定,一般来讲,大多情况下是软件自动划分网格,所以决定动力学问题分析精度最主要的还是惯性载荷的使用情况。

2惯性载荷

惯性载荷一般可以用于如下的分析:1)显示动力学;2)谐响应分析;3)刚体动力学;4)稳态结构力学;5)瞬态结构动力学。

惯性载荷的主要类型有:加速度重力旋转加速度。接下来,我将对这三类载荷中的加速度和重力进行分别的介绍。

加速度

全局加速度边界条件在每个全局坐标系下的结构按照坐标轴的方向定义一个线性加速度。如果有需要,加速度可以用来模拟重力作用,当然此时需要打开惯性影响选项。此时加速度的幅值要等于重力加速度,为9.80655m/s2。

除此之外,也可以使用重力来研究重力作用。重力和加速度是同一类型的载荷,除了方向相反之外。施加重力,研究对象沿着重力方向移动,施加加速度,研究对象沿着加速度的反向运动。

在基于模态叠加法的瞬态分析或者基于模态叠加法的谐响应分析时,加速可以被定义为激励载荷。在定义边界条件上的激励载荷时,你可以为同一个边界条件定义多个基础激励载荷,但是这些激励载荷的指定方向不能相同。

加速度载荷可以用以如下的分析类型:1)显示动力学;2)谐响应分析;3 刚体动力学;4)稳态结构力学;5)瞬态结构力学。

加速度载荷是在研究对象的所有特征上施加一个均布载荷,支持三维分析和二维分析。同时,加速度载荷适用于所有的模型。定义加速度时,可以通过Vector和Components去定义,并且加速度载荷的幅值可以是常数,也可以随时间变化的。只有在谐响应分析中,加速度可以定义为随着频率变化的,这种情况下,默认至少定义两个频率下的加速度载荷。加速载荷的幅值也可以的定义成函数。

施加加速度载荷的步骤如下:

(1)在Environment context toolbar工具栏中,点击Inertial—Acceleration.或者右键点击Environment项目,还可以在几何体上点击鼠标右键,选择插入Acceleration.

(2)指定定义加速度的方法:Vector或者Components.

(3)定义加载的方式:幅值、坐标系或者加速度的方向。

注意事项

为了在基于模态叠加法的瞬态分析和基于模态叠加法的谐响应分析中定义加速度载荷作为激励载荷时,需要注意:

(1)对于Base Exicitation特性选项为Yes.

(2)支持加速度作为激励载荷的边界条件有:Fixed Support固定约束;Displacement位移约束;Remote Displacement远程位移;Nodal Displacement节点位移;Spring-Body-to-Body弹簧体对体.

(3)默认情况下,Absolute Result设置为Yes,如果不想要强迫运动,可以将其设定为No.

(4)定义载荷的幅值,幅值,相位角(只有在谐响应中才需要定义)和方向.

加速度的具体特点

应用领域/选项/描述

范围

Geometry:所有体

Boundary Condition:分析项目中支持的边界条件都可以使用

定义

Bse Excitation:默认情况下为No,当选择Yes时,此时加速度载荷将被作为基础激励使用;

Absolute Result:该选项可以允许你选择是否包含强迫振动;

Defined by:定义时包括一下几个途径

vector:需要制定幅值和方向

Coordinate System:下拉菜单选择相应的坐标系的种类,默认情况下是全局坐标系。当使用周期对称分析时,参考坐标系必须与循环区的坐标系一致。对于二维对称模型,参考坐标系必须是全局坐标系。并且参考坐标系必须是笛卡尔坐标系.

Component:需要下列输入的定义:X component,Y component,Z component

Magnitude:作为基础激励时是独立的输入变量。幅值可以定义为常数、通过表格定义(随时间变化的和随频率变化的,或者是定义为函数(基于模态叠加法的瞬态分析))

Phase Angle相位角:只有在谐响应分析时,加速度才可以作为基础激励

Direction:作为基础激励时,独立的输入特性

Suppressed:默认情况下(No)包括边界条件或者排除边界条件

在APDL下定义加速度在何时,可以通过命令ACEL定义,幅值(常数,表格,函数)都用table来定义。

注意:加速度和重力可以同时定义,合成载荷将会被传递到求解器中。在基于模态叠加法的瞬态分析中,重力是不允许和加速进行连接的。表1为加速度的具体特点。

在进行基于模态叠加发的瞬态分析或者基于模态叠加发的谐响应分析时,下列的命令和使用条件需要被考虑:

1)幅值用table进行定义,进行模态重启动分析(假设进行单独的谐响应分析下的模态分析)是可以用命令D定义基础激励;

2)在进行基于模态叠加发的瞬态分析或者基于模态叠加发的谐响应分析时用DVAL命令定义基础激励。

加速可以被定义为基础激励的情况可以是模态分析与谐响应分析相连时,或者模态与瞬态动力学分析相连时,但此时要求相连的模态分析求解器设定为Programmed Controlled(内部选择direct或者Supernode)、direct、supernode。

标准地球重力

标准地球重力,这种边界条件模拟的是地球重力对于物体的影响,这是作用在物体的外部力。

重力加速度是一种特殊的加速度,只不过他的幅值是固定,并且和加速度具有相反的方向。重力载荷使得物体在重力方向上发生移动,而加速载荷使得物体在加速度的反方向上发生移动。

标准地球重力可以应用于:显示动力学刚体动力学稳态结构力学瞬态结构动力学

标准地球重力支持三维分析和二维分析,它是在零部件或者装配体的所有零件上施加相应的载荷,其幅值是确定的,只有方向可以被修改。

重力加速的具体定义

应用领域/选项/描述

范围

Geometry:所有体

定义

Component:需要下列输入的定义:X component,Y component,Z component,只需要输入幅值

Suppressed:默认情况下(No)包括边界条件或者排除边界条件

Direction: 定义的方向主要有+x –x +y –y +z –z

3 加速度和重力的对比

(1)施加+Y方向上的加速度载荷

(2) 施加-Y方向上的标准重力载荷

本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。