有限元与ANSYS基础培训33ppt课件.ppt

有限元与ANSYS基础培训33ppt课件
使用单元
经常遇到使用直接使用单元的情况:
特殊类型的表面载荷，诸如不与表面垂直的压力
梁的后处理和特定单元数据
复合（层）单元
Link 及combination单元诸如spars, sp有限元与ANSYS基础培训33ppt课件
使用单元
经常遇到使用直接使用单元的情况:
特殊类型的表面载荷，诸如不与表面垂直的压力
梁的后处理和特定单元数据
复合（层）单元
Link 及combination单元诸如spars, springs, and convection links
…使用单元
A. 单元坐标系
B. 表面效应单元
使用单元A. 单元坐标系
模型中每一个单元都有一个单元坐标系与之相关
目的在于确定下列量的方向:
各向异性材料熟悉(EX, KXX, etc.)
求解中应变和应力的计算(EPX, SX, SY, etc.)
ESYS是单元的另一种属性
使用单元…单元坐标系
缺省单元方向取决于单元类型，如:
线单元的取向从节点I到J是单元的X轴
壳通常缺省为:
从节点I到J是单元的X轴
单元的平面上Y垂直于 X
单元的Z通过右手定则垂直于X-Y
实体单元缺省为总体笛卡尔
I
J
X
X
Y
Z
I
J
K
L
I
J
K
P
M
N
O
Xg
Yg
Zg
X
Y
Z
使用单元…单元坐标系
需要改变单元坐标系的情况:
实体单元的材料属性方向，代表玻璃纤维，不与总体笛卡尔坐标系平行
给施加在表面效应单元上的切向压力取向
Xg
Yg
Zg
X
使用单元…单元坐标系
改变缺省的单元坐标系ESYS, 需要将其对应一个定义的局部坐标系(CSYS 11 或更大)
步骤如下:
1. 定义一个合适方向的局部坐标系
位置一般是任意的
Utility Menu > WorkPlane > Local Coordinate Systems > Create Local CS
使用单元 …单元坐标系
2. 选择需要的单元
3. 修改所选单元的单元坐标系到步骤1中定义的局部坐标系号
Preprocessor > Move/Modify > -Elements- Modify Attrib
或 EMODIF 命令(如emodif,all,esys,11)
4. 重新激活所有的单元并将其变换到前面的坐标系(CSYS).
使用单元B. 表面效应单元
如何定义这样的压力载荷:
与表面相切，诸如剪切载荷?
沿表面空间变化的载荷，诸如螺栓载荷?
与一表面成一定角度，诸如屋顶的冰载荷?
表面效应单元 提供了一种有效的处理途径
使用单元 ...表面效应单元
面 4:
法向压力, 有梯度的。幅值= P1 + XgP2 + YgP3 + ZgP4
P1-P4 通过SFE命令的VAL1-VAL4指定
Xg,Yg, Zg 是单元积分点的总体笛卡尔坐标位置
P2,P3,P4 分别是总体X,Y,Z 坐标的坡度，如果不填缺省为P1
正值作用到单元里(沿单元坐标-Z向)
Xg
P2
Xg=0
P1
使用单元 ...表面效应单元
面4 (续):
例如, 在总体坐标的X向施加渐变的200到1000的压力, X值变化范围为 -2 到+2:
斜率 P2 = (1000-200)/4 = 200; P3 = 0; P4 = 0
P1 是Xg=0的值, 计算为P1 = 2(200) + 200 = 600
sfe,eflat,4,pres,,600,200,0,0
使用单元 ...表面效应单元
面 5
幅值为P1 的矢量相关压力
方向=
P2,P3,P4 现代表矢量的方向余弦，对幅值没有贡献
例如: sfe,eflat,5,pres,,1000,-1-1,0 定义在X－Y平面内45度方向的压力
使用单元 ...表面效应单元
面 5 (续):
矢量相关的压力幅值还与KEYOPT(11)的设定相关
KEYOPT(11)=0 (缺省) 及1 施加压力到表面效应单元的投影面上
对螺栓载荷很有益处（pin loading）
例如: sfe,ecurv,5,pres,,1000,0,-1,0 定义曲面上的螺栓载荷，如下的后处理云图
使用单元 ...表面效应单元
KEYOPT(11)=2 施加压力到整个表面上
用于倾斜的表面(如屋顶) 或风载
例如: sfe,eslope,5,pres,,1000,0,-1,0 定义均匀、完全的压力到倾斜表面的所有面上，如下所示
使用单元 ...表面效应单元
表面效应单元的其他应用:
实体单元的扭转载荷
借助修改的单元坐标系施加切向的压力
用于轴和螺栓
热应用(SURF151