Workbench 荷载、约束、接触定义(总结版)

Workbench

荷载

约束

接触定义

目

录

workbench

荷载的含义

.

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Workbench

约束的含义

.. .................................................. .................................................. ..................... 3

接触

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workbench

荷载的含义

1

）方向载荷

对大多数有方向的载荷和支撑，其方向多可以在任意坐标系中定义：

–

坐标系必须在加载前定义而且只有 在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向

.

–

在

Details

view

中

,

改变

“Define

By”

到

“Components”.

然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标

系

.

–

在所选坐标系中指定

x, y,

和

z

分量

–

不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。

2

）加速度（重力）

–

加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。

–

用户通常对方向的符号感到迷惑。

假如加速度突然施加到系统上，

惯性将阻止加速度所产生的变化 ，

从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。

–

加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。

标准的地球重力可以作为一个载荷施加。

–

其值为

9.80665 m/s2

（在国际单位制中）

–

标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。

–

由于

“< /p>

标准的地球重力

”

是一个加速度载荷，因 此，如上所述，需要定义与其实际相反的方向得到重

力的作用力。

3

）旋转速度

旋转速度是另一个可以实现的惯性载荷

–

整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转

–

可以通过定义一个矢量来实现，应 用几何结构定义的轴以及定义的旋转速度

–

可以通过部件来定义，在总体坐标系下指定初始和其组成部分

–

由于模型绕着某根轴转动，因此要特别注意这个轴。

–

缺省旋转速度需要输入每秒所转过 的弧度值。这个可以在路径

“Tools > Control

Panel >Miscellaneous > Angular

Velocity”

里改变成每分钟旋转的弧 度

(RPM)

来代替。

4

）压力载荷：

–

压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致

–

正值代表进入表面（例如压缩）< /p>

；负值代表从表面出来（例如抽气等）

–

压力的单位为每个单位面积上力的大小

5

）力载荷：

–

力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面。

–

力将分布到整个结构当中去。

这就意味着假如一个力施加到两个同样的表面上，

每个表面将承受这

个力的一半。力单位为质量乘以长度比上时间的平方。

–

力可以通过定义矢量，大小以及分量来施加。

6

）轴承载荷

:

–

螺栓载 荷仅适用于圆柱形表面。

其径向分量将根据投影面积来分布压力载荷。

< br>径向压力载荷的分布

如下图所示。轴向载荷分量沿着圆周均匀分布。

–

一个圆柱表面只能施 加一个螺栓载荷。假如一个圆柱表面切分为两个部分，那么在施加螺栓载荷

的时候一定要 保证这两个柱面都要选中。

–

载荷的单位同力的单位

–

螺栓载荷可以通过矢量和幅值或者部件来定义。

7

）力矩载荷

:

–

对于实体，力矩可以施加在任意表面

–

假如选择了多个表面，那么力矩将分摊在这些表面上。

–

力矩可以用矢量及其大小或者分量 来定义。当用矢量表示时，其遵守右手法则。

–

在实体表面，

力矩也可以施加在顶点或边缘，

这与通过矢量或部件定义的以表面为基础的力矩类似 。

–

力矩的单位为力乘上长度。

8

）远端载荷

:

–

允许用户在面或者边上施加偏置的力

–

用户设定力的初始位置（利用顶点 ，圆或者

x,y,z

的坐标）

–

力可以通过向量和幅值或者分量来定义

–

这个在面上将得到一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩

–

这个力分布在表面上，但是包括了由于偏置力而引起的力矩

–

力的单位为质量

< br>*

长度

/

时间

< br>2

9

）螺栓载荷：

–

在圆柱形截面上施加预紧载荷以模拟螺栓连接；

–

施加预紧载荷（力）或者位移（长度）为初始条

件；

–

顺序加载会出现其他选项；

在静力分 析中预紧载荷施加在初始求解中，而其他载荷施加在子步求解中；

–

注意，这样的两步顺序是自动而且明显的。

?

在第二步求解时，螺栓连接会自动被锁死；

?

除第一步求解以外，在顺序求解的每一步中你可以选择是否 打开螺栓连接；

螺栓连接注意：

–

只能在

3 D

模拟中采用；

–

能够运用到圆柱形表面或者实体， 对于实体需要一个以

z

轴为主方向的局部坐标系；

–

在螺栓连接处推荐单 元细化（螺栓长度方向上的单元数必须大于

1

）

。

Workbench

约束的含义

1

）固定约束

:

–

在顶点，边缘或面上约束所有的自由度

–

对于实体，限制

< br>x,y

和

z

的平移

–

对于壳和梁，限制< /p>

x,y

和

z

的平 移和转动

2

）

给定位移

:

–

在顶点，边缘或面上给定已知的位移

–

允许在

x ,y

和

z

方向给予强制位移