结构载荷是作用到节点的力。载荷由下列参数定义:
●方向。
●幅值。
●分布函数。
可以使用Force
命令定义通用结构载荷,图 6-5 所示为作用到轮箍上的结构载荷。
图6-5 结构载荷
也可以根据作用的加速度定义某些载荷,使用求解器计算最终的惯性力。
例如,离心力(Centrifugal)
从角速度运动的法向通过惯性力作用到整个模型。法向分量指向法向加速度的反向,相切分量与相切加速度同向。
在高级仿真中,可以作用载荷到节点和单元,或直接作用载荷到几何体。基于几何体的载荷:是独立于网格的。当几何体被修改时,可自动更新。当网格被修改时,可自动更新。
当网格被修改时,基于有限元的载荷可能被丢失。
如图 6-6 所示,在启动求解器或输出前处理文件时,软件将输出基于几何体的载荷到求解器输入文件中的节点或单元(取决于载荷类型)上。在求解时,所有载荷最后被分解为作用在节点上的力。
当部件被重新网格化时,基于几何体的轴承载荷会被更新。
图6-6 轴承载荷
为了方便以共同的结构加载条件建模,高级仿真提供各种预定义载荷类型。例如:
●轴承(Bearing)
,作用正弦曲线或抛物线法向力分布到圆柱面或圆形边缘,如图 6-7 所示。
●压力(Press)
,作用分布力在面上。
●螺栓预载(Bolt Pre-Load)
,作用张力预载力到 CBAR 和 CBEAM单元,用于模拟螺栓。
图6-7 轴承载荷
【练习 6-1】加载一工字梁
本练习中你将学习:
●作用固定约束到工字梁的一端。
●作用载荷到工字梁的另一端。
1 打开部件,启动高级仿真应用
在 NX中,打开\Parts_6\ibeam.prt部件,如图 6-8 所示。
图6-8 ibeam.prt部件
Step 01 启动Advanced Simulation应用。
Step 02 创建FEM and Simulation文件。
在Simulation Navigator中,单击扩展Simulation File View,用鼠标右键单击ibeam,在弹出的快捷菜单中选择New FEM and Simulation命令。设置Solver为NXNASTRAN,Analysis Type为Structural。
Step 03 在New FEM and Simulation对话框中单击OK按钮。
Step 04 在Create Solution对话框中单击OK按钮。
Step 05 显示FEM文件。
在Simulation Navigator中,单击扩展Simulation File View,双击ibeam_fem1。
2 对梁划分网格
可以将默认和自定的单元尺寸作用到梁,该网格将固定约束在梁的一端和载荷的另一端。对梁划分网格,步骤如下:
Step 01 将 3D网格作用到梁部件。
Step 02
在Advanced Simulation 工具条上,单击 3D Tetrahedral Mesh
按钮。选择实体,设置Type为CTETRA(10),单击Automatic Element Size按钮,单击OK按钮。网格化梁的效果如图 6-9 所示。
图6-9 建立 3D网格
3 固定梁的端部
Step 01 显示仿真文件。
在Simulation Navigator中,单击扩展Simulation File View,双击ibeam_sim1。
Step 02
在 Advanced Simulation 工具条上,从Constraint Type
下拉列表中选择Fixed Translation Constraint
。设置Type Filter为Polygon Face。
Step 03 在梁的一端选择要固定的面,如图 6-10(a)所示。单击OK按钮,梁的端面被约束,如图 6-10(b)所示。
图6-10 施加固定约束
4 作用载荷到梁的另一端面
在梁的另一未约束端建立一向下的力。
Step 01
在 Advanced Simulation 工具条上,从Load Type
下拉列表中,选择 Force
设置Type为Magnitude and Direction,Type Filter (Selection Bar)为Polygon Face。
Step 02 选择在部件未约束端上的面,如图 6-11(a)所示。
Step 03 在对话框中定义一个 1000 N-YC方向的力。设置Distribution Method为Geometric Distribution。效果如图 6-11(b)所示。
图6-11 作用载荷
关闭所有部件文件。
选择 File→Close→All Parts命令,关闭所有部件文件。