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July 30, 1999 加载 求解 加载 求解…概述 在这一章中我们将就以下问题进行讨论: A. 集中载荷 B. 节点坐标 C. 求解器 D. 多重载荷步 E. 练习 加载 求解A. 力载荷 一个力就是可以在一个节点或关键点处施加的集中载荷(也可以叫 “点载荷”) 和力一样，点载荷适合于线状模型，如梁，桁架，弹簧等。 在实体单元或壳单元中, 点载荷往往引起应力奇异，但当您忽略了附近的应力时，它仍然是可接受的。记住，您可以通过选择来忽略附近施加了点载荷的单元。 加载 求解...力载荷 在左下角展示的二维实体单元中，我们注意到在加力位置出现最大应力 SMAX (23,854)。 当在力附近的节点和单元不被选中时，SMAX (12,755) 就会移到底部角点处，这是由于在该角点处约束引起的另一处应力奇异。 加载 求解...力载荷 通过不选底部角点附近的节点和单元，您就可以在上孔附近得到预期的应力 SMAX (8,098)。 加载 求解...力载荷 注意，对于轴对称模型: 在全部 360°范围内输入力的值。 同样在全部 360°范围内输出力的值 (反力)。 例如, 设想一个半径为r的圆柱形壳体边缘施加有 P 的载荷。把这个载荷施加在二维轴对称壳体模形上(比如SHELL51单元), 您就要施加一 2prP的力。 加载 求解...力载荷 施加一个力需要有以下信息: 节点号(您可以通过施取确定) 力的大小 (单位应与您正在使用的单位系统保持一致) 力的方向 — FX, FY, 或 FZ 使用: Solution -Loads- Apply Force/Moment 或命令 FK 或 F 加载 求解B.节点坐标系 所有的力，位移，和其它与方向有关的节点量都可以在节点坐标中说明。 输入量: 力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 耦合和约束方程 其它 输出量: 计算出的位移 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 其它 加载 求解...节点坐标系 节点坐标系和模型中的每个节点有关。 缺省时, 节点坐标系与总体笛卡尔坐标系一致，例如，所有施加的力和位移约束缺省时都是在笛卡尔坐标中。 加载 求解...节点坐标系 必要时，您可以转换节点坐标的方向。 例如: 模拟一个斜的滚动支座。 施加径向力. 施加径向约束 (比如模拟一个承受压力的刚性销)。 加载 求解...节点坐标系 旋转节点坐标分为四步: 1. 选择需要旋转的节点。 2. 激活您要旋转的节点所在的坐标系(或者生成一个局部坐标系)例如：CSYS,1。 3. 选择 Preprocessor Move/Modify -Rotate Node CS- To Active CS, 然后在拾取器中按 [Pick All] 或者使用NROTAT,ALL命令。 4. 激活所有节点。 注意: 当您在反对称边界条件下施加对称约束时，ANSYS 自动旋转边界上的所有节点。 加载 求解C. 求解器 求解器的功能是求解代表结构自由度个数的线性联立方程。 求解的速度主要取决于模型的大小和您计算机的速度，所用时间可以是几秒，也可以是几小时。 只有一个载荷步的线性静态分析只需一次求解，而非线性或瞬态分析可能需要几十个，几百个甚至几千次求解。 因此，选择求解器的类型是很重要的。 加载 求解...求解器 ANSYS 中可用的求解器可以分为三类: 直接消去 求解器 波前求解器 稀疏求解器 (缺省) 迭代求解器 PCG (预制条件共轭梯度求解器) ICCG (不完全乔利斯基共轭梯度求解器) JCG (雅可比共轭梯度求解器) 并行求解器 (需要特殊的授权文件) AMG (Algebraic Multigrid) DDS (分布区域求解器) 加载 求解...求解器 直接消去求解器求解以下内容: 1. 计算单元刚度矩阵。 2. 读取第一个单元的自由度。 3. 删除所有已知自由度或通过其它自由度可以表示的自由度, 然后把方程写入 .tri 文件。保留的自由度构成波前。 4. 对所有单元重复2，3步骤直到所有的自由度都被消去。现在的 .tri 就包含了一个三角化的矩阵。 5. 回代求解自由度,然后使用单元矩阵计算单元解。 加载 求解...求解器 由于自由度仍不能被排除，所以波前是对角化过程中保留在求解器中的自由度数。它随着求解的进行增大或缩小，当最后自由度消去完成后，波前数变为零。 波前直接影响到计算的速度：值越大，速度越慢。 重新进行单元编号 — 为求解器选择一个合适的单元编号顺序 — 可以减