ANSYS函数边界加载

ANSYS

在分析过程中,往往会遇到比较复杂的边界条件,边界条件会随着时间、坐标、温度等因素变化而变化,因此不能采用统一加载方式对结构施加荷载,比如随着空间位置变化而变化的荷载,或者热对流分析中对流边界随着坐标位置的变化而变化。

对于这一类复杂边界条件的施加,通常可以采用函数边界条件进行施加,本文分析一个空心球壳模型,其基本形式如下图所示:

空心球壳示意图

球壳半径为7850mm,壁厚44mm,承受风荷载为60m/s的风速激励,底部开口为简支约束,在分析中,将风荷载激励简化为加载函数:

\[P = 0.441 \times \left| {\sin (\omega t)} \right| \times (0.5 \times {\cos ^2}\phi  \times \cos \theta  – {\sin ^2}\phi )\]

上述荷载形式以球坐标给出,因此在ANSYS中也是需要以球坐标的形式加上,下面开始建模,建模的思路采用弧线旋转形成曲面,如下图所示:

有限元模型

有限元模型

下面需要生成风速荷载,首先将上面的表达式转换成ANSYS的表达形式,在ANSYS中所有的内置变量采用花括号括起来,如{TIME}表示时间,因此上面的加载函数可以写为:

P=0.441*abs(sin(w*{TIME}))*(0.5*(cos({Z}))^2*cos({Y})-(sin({Z}))^2)

之后可以打开函数编辑器,并填入上述表达式:

定义函数

定义函数

之后可以点击GRAPH,设置绘图参数:

绘图选项

绘图选项

点击GRAPH可以直接查看荷载曲线:

荷载曲线

荷载曲线

如果正确则回到函数编辑对话框,将函数进行保存,这里保存为WIND.func。之后打开函数加载对话框,将函数文件选择并加载到TABLE中准备加载,在加载对话框中,系统会让选择函数中的常量,这里也就是频率,这个值可以用常数代替,也可以用变量代替,如果使用变量代替,则需要在建模过程中将此变量提前定义。

读取函数

读取函数

函数转换为TABLE之后,变可以采用SFA指令,将TABLE荷载加上,在加载的时候,选择TABLE加载,即可加载预先定义的TABLE荷载:

TABLE加载

TABLE加载

之后加载边界条件以及求解。本文采用了瞬态求解,下图给出了求解的部分结果:

X方向弯矩图

X方向弯矩图

X向位移随时间变化曲线

X向位移随时间变化曲线

APDL代码以及相应的WIND函数文件如下所示:

模型为测试模型,APDL代码不公开,如有需要请留言。

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2条评论

  1. 酷特尔   •  

    完全看不懂!表示我是屌丝一枚!啊哈哈~

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