【2017年整理】ansys中施加梯形载荷总结.doc

前段时间做的一个项目中，大量使用了梯形荷载，尤其是在柱坐标系下定义渐变荷载，查阅了一些资料，现将所学心得贴出，希望对您能有益处希望斑竹加分，呵呵) 1、使用格式 SFGRAD,LAB,SLKCN,SLDIR,SLZER,SLOPE LAB：有效的表面荷载标签，如 PRES、CONV 、HFLUX 等 SLKCN：斜率坐标系统的参考编号，默认为 0 SLDIR：斜率的方向 SLZER：斜率基值为零的坐标位置 SLOPE：每单位长度或每单位角度的载荷值 然后可以使用 SF、SFE、SFL、SFA 命令再施加表面荷载，则每个节点处的载荷值为： CVALUE=VALUE+(SLOPE*(COORD-SLZER)) 2、若取消先前定义的梯度，则定义个没有指定值的 SFGRAD 即可 3、在笛卡儿坐标系下的使用： SFGRAD,PRES,0,Y,0,-25 !斜率为-25 NSEL， !选择压力施加的节点 SF，ALL ，PRES，500 !在 Y=0 处为 500，在 Y=10 处为 250，在 Y=20处为 0 4、在柱坐标系下应遵循的规则(在柱坐标系下施加渐变荷载必须遵守这两条规则) (1)SLZER 以度表示，SLOPE 以荷载/度表示。

(2)设置 CSCIR，使待加载的表面不通过坐标系奇异点 (3)选择 SLZER，使之与 CSCIR 设置一致如果奇异点在 180 度(CSCIR，KCN，0，默认)，SLZER 应在-180-180 之间如果奇异点在 0 度处(CSCIR，KCN，1)，SLZER 应在0 度-360 度之间 5、在柱子坐标系下的使用举例 因为做这个比较多而且相对在笛卡儿坐标系下复杂些，因此说的较多些 对位于局部柱坐标系 11 的半圆壳施加一个作用于外部的楔形压力，压力位置从-90 位置的 400 逐渐变化到 90 度位置的 580 缺省情况下，奇异点位于柱坐标系中的 180 度，因此壳的坐标范围从-90-90 度，施加命令流如下： LOCAL，11， !定义局部柱坐标系 SFGRAD，PRES，11，Y，-90，1 !指定压力作用于-90 度，斜率为 1 个单位/度 SF，ALL， PRES，400 !在-90 度为 400，在 0 度为 490，在 90 度为580 但如果把初始位置写为 270 度，则可能导致所施加的渐变荷载与要求的荷载值不同，这是因为奇异点默认情况下位于 180 度，这样就违背了 4 中的规则(3)，结果程序将这样施加荷载：在 270 度处施加荷载值为 400，施加在 90 度位置处的荷载为 220，施加与 0 度位置处的荷载值为 130，施加于-90 度位置处的载荷值为 40，与原来所要施加荷载的期望不同。

假设将奇异点位置改变到 0 度，满足第 3 条规则(270 度在 0-360 度之间)，但壳的上半部分，节点的坐标范围在 0-90 度之间，而壳的下半部分，节点的坐标范围在 270-360 度之间，待加载的表面通过奇异点，违背规则 2，举例如下： LOCAL,11, ! 定义局部柱坐标系 CSCIR，11，1 !将奇异点改变到 0 度 SFGRAD，PRES，11， Y，270，1 程序将使用 270 度位置的荷载 400 和 1 单位/度的斜率计算得到：施加于 270 度位置的载荷值为 400，360 度位置的载荷为 490，90 度位置的载荷为 220，0 度位置的载荷为130，违背规则 2，在逐渐变化的载荷上将产生一个奇异点 1、关于 SLZER 的定义，我同意楼主的理解，但是斜率基值为零的坐标位置不明确，比如在一个面的中上部分施加三角形的面荷载，顶部荷载为 0，斜率为负值这时，我的理解是 slzer 的位置在顶部，而按主的意思，slzer 在底部（楼主的例子就是这样） ，这不符合实际的吧，因为通常的坐标系是 y 轴朝北为正的。

2、还是如上三角形的分布载荷，如果先划分网格再加载，这时应该只选择中上部的节点，这时怎么选择效率才高呢 本人新手，还请指正！ 例如从 Y 坐标为 5 的位置开始施加梯形荷载，初始值为 100，斜率为-20 ，则在 Y 坐标为10 的位置荷载值为 0 SFGRAD,PRES,0,Y,5,-20 NSEL， SF，ALL， PRES，100 2、可以根据坐标进行选择，例如 NSEL，S，LOC，Y（X 或 Z） ， /PREP7!*ET,1,SOLID65!*R,1,3, , , ,3, ,RMORE, , ,3, , , ,!*UIMP,1,EX, , ,30e3,UIMP,1,NUXY, , ,.2,UIMP,1,ALPX, , , ,UIMP,1,REFT, , , ,UIMP,1,MU, , , ,UIMP,1,DAMP, , , ,UIMP,1,DENS, , , ,!*UIMP,3,EX, , ,200e3,UIMP,3,NUXY, , ,.27,UIMP,3,ALPX, , , ,UIMP,3,REFT, , , ,UIMP,3,MU, , , ,UIMP,3,DAMP, , , ,UIMP,3,DENS, , , ,!*TB,MKIN,1, , , ,!*TBMODIF,1,2,0.0005TBMODIF,1,3,0.001TBMODIF,1,4,0.002TBMODIF,1,5,0.0025TBMODIF,1,6,0.0038TBMODIF,2,2,15TBMODIF,2,3,24TBMODIF,2,4,30TBMODIF,2,5,29TBMODIF,2,6,22TB,CONCR,1, , , ,!*TBMODIF,2,1,0.6TBMODIF,3,1,0.95TBMODIF,4,1,3TBMODIF,5,1,28TB,BKIN,3, , , ,!*TBMODIF,2,1,210TBMODIF,3,1,2e3在 ANSYS 中如果要在一个面上施加沿某个方向变化的面荷载，需要有两步来完成：这里以一个在圆筒内表面加内水压力的例子进行说明。

第一步，设置面荷载变化规律如果面荷载沿 Z 向变化，后面指定面荷载从 Z=100 开始变化，并按斜率为-9800 进行变化，可用如下语句sfgrad,pres,,z,100,-9800 !也就是准备在高 100 米的圆柱加内水压力吧 第二步，施加面荷载在指定的面上施加按第一步设置的面荷载变化规律的面荷载SFA,P51X,1,PRES,0这个语句相当于在指定面上施加法向荷载(选圆筒体内表面) ，在 Z=100 时荷载值为 0，随Z 坐标变化荷载值以变化率-9800 进行变化，这样在 Z=0 时荷载值为-9800*100每次用 sfgrad 进行设置后仅对随后的 sfa 命令有效，直倒下次再用 sfgrad 进行设置在面上施加荷载后，对模型剖分后可以执行以下命令来查看加的面荷载是否正确/PSF,PRES,NORM,2,0,1 以箭头方式显示面荷载sftran 将面荷载转化到有限元模型上for example:SFGRAD,PRES,0,Y,0,-25 ! Y slope of -25 in global CartesianNSEL,... ! Select nodes for pressure applicationSF,ALL,PRES,500 ! Pressure at all selected nodes:! 500 at Y=0, 250 at Y=10, 0 at Y=20 如果要选出最靠近某个坐标位置（x0,y0,z0）处的节点或关键点，很多人首先想到的就是通过如下系列命令来选择： nsel,s,loc,x,x0 nsel,r,loc,y,y0 nsel,r,loc,z,z0 但当所选节点离（x0,y0,z0）较大时，这样选择会失效，最佳的选择方式是： nn1=node(x0,y0,z0) ! node()为一 get 函数，它将离（x0,y0,z0）最近的节点号赋予变量 nn1 nsel,s,,,nn1 类似的 get 函数非常多，请详细参考 ANSYS APDL 程序员指南。

设置荷载是叠加的 sfcum,pres,add 否则，默认计算中认为最后一次的代替前面各此，不会产生叠加效果 以集中力的形式加载上去（不知道说的对不对？） 即：nsel,s,,,1 *get,mm,node,,count f,all,fy,-60/ncont 。