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1、X边界条件和载荷10.1边界条件施加的力和/或者约束叫做边界条件。在HyperMesh中,边界条件存放在叫做loadcollectors的载荷集中。Loadcollectors可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create>LoadCollector。经常(尤其是刚开始需要一个loadcollector来存放约束(也叫做spc-单点约束,另外一个用来存放力或者压力。记住,你可以把任何约束(比如节点约束自由度1和自由度123放在一个loadcollector中。这个规则同样适用于力和压力,它们可以放在同一个loadcollector中而不管方向和大小。下面是将力施加到结构的一些基本规则。1.
2、集中载荷(作用在一个点或节点上将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果,特别是在查看此区域的应力时。通常集中载荷(比如施加到节点的点力容易产生高的应力梯度。即使高应力是正确的(比如力施加在无限小的区域,你应该检查下这种载荷是不是合乎常理?换句话说,模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形?因此,力常常使用分布载荷施加,也就是说线载荷,面载荷更贴近于真实情况。2.在线或边上的力上图中,平板受到10N的力。力被平均分配到边的11个节点上。注意角上的力只作用在半个单元的边上。上图是位移的云图。注意位于板的角上的红色“热点”。局部最大位移是由边界效应引起的(例如角上的力只作用在半个单元的边上,我们应该
3、在板的边线上添加均匀载荷。上述例子中,平板依然承受10N的力。但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。上图显示了由plate_distributed.hm文件计算得到的平板位移的云图分布。位移分布更加均匀。3.牵引力(或斜压力牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。垂直于此区域的力称为压力。4.分布载荷(由公式确定的分布力如何施加一个大小变化的力?分布载荷(大小随着节点或单元坐标变化可以由一个公式来创建。上图中,力的大小是节点坐标y值的函数(力作用方向为负的z方向,大小是节点坐标y值乘以10。5.压力和真空度上图中显示了一个分布载荷(压力。原点位于左上角高亮的节点
4、上。如何施加大小随空间位置变化的压力?上图中,压力的大小是单元中心x和z坐标值的函数。6.静水压力土木工程的应用:大坝设计。机械工程应用:装液体的船只和水箱。在上表面水压为零,在底部最大(=ρ*g*h。如下图,它是线性变化的。静水压力施加方法考虑了单元中心的位置,(垂向位置h。7.弯矩约定力用单箭头表示,指向力的作用方向。力矩用双箭头表示,方向由右手定则确定。平板边上的节点受力矩作用,结果是节点有绕着Y轴(dof5.旋转的趋势。上图平板右侧边线受到弯矩作用。位移放大100倍,原始位置用线框表示。上图施加在节点上的弯矩可以用添加刚性单元到每个节点上,再加上对应的力来模拟。这个例子中,RBE2的方
5、向指向Z向,受力方向为X向,如下图所示。进行后处理时确保将RBE2的结果排除在外(仅显示壳单元的位移结果。8.扭矩什么是扭矩?扭矩和弯矩有什么区别?扭矩是作用在轴向的弯矩(Mx。扭矩(Mx产生剪切应力和角变形,另外两个方向的弯矩(My,Mz产生正应力和轴向变形。如何确定扭矩的方向,顺时针还是逆时针?基于右手定则,拇指指向箭头的方向,其余手指的方向表明了扭矩的作用方向。如何给实体单元施加扭矩(brick/tetra?实体单元在节点上没有转动刚度,只有三个方向平移自由度。一个常见的错误是直接将扭矩施加到实体单元的节点上。在实体正确施加扭矩的方法是使用RBE2或者RBE3单元。刚体单元将扭矩转换为力
6、分布到实体单元上。刚性连接单元RBE2使用刚性单元RBE2将中心节点连接到外部节点。然后扭矩施加到中心节点上。另外你也可以用一个RBE3单元来代替:独立节点选择轴边缘的外部节点。非独立节点可以自动确定。这个操作很简单。然而,应当注意被引用的自由度。实体单元只有移动的三个自由度(自由度123。非独立节点允许转动(自由度。如果非独立点的转动自由度(本例中自由度5,y轴没有被激活,扭矩不会被传递到独立节点。包裹壳单元:在brick/tetra实体单元的外表面覆盖一层quad/tria2D单元。这些壳单元的厚度应该可以忽略的,那样不会影响结果。现在扭矩可以施加在表面节点上,大小是总扭矩/施加节点的数量
7、。使用HyperMesh可以方便地创建壳单元。使用Faces面板来创建表面。通过View>Toolbars>Checks打开检查工具栏,点击按钮来打开FACES面板。面单元(不是2dplot单元自动创建并被存放于^faces的组件里。只需要将这些单元作为普通单元对待即可,(例如:重命名组建集合,指定材料和属性。上图中,使用了收缩单元的命令来显示轴的单元。橙色单元是实体单元,红色单元是实体单元自由表
