Patran基础教程09-载荷

S9-1PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation第9部分载荷&边界条件S9-2PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationLOADANDBOUNDARYCONDITIONS●载荷和边界条件是和特定的分析代码相关的●可以被施加到几何和有限元上●与几何相关联的载荷和边界条件在几何重新划分网格,或编辑等操作后将被赋予新的网格上●场可用来定义载荷或边界条件的变化●可从先前的分析中导入结果–FEM场S9-3PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationTYPESOFLOAD/BOUNDARYCONDITIONS●可支持以下载荷和边界条件●Displacement位移●Initialvelocity初始速度●Inertialload惯性载荷●Force集中力●Pressure压强●Distributedload分布载荷●CIDdistributedloadCID分布的载荷●Totalload总载荷●Inflow来流●Outflow出流●Contact接触Temperature温度Heatsource热源Heatflux(热通量)Convection对流Radiation辐射Also,viewfactor(视角因子)S9-4PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation结构分析中的载荷和边界条件选择模板●载荷和边界条件选项依赖于指定的分析类型S9-5PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation创建载荷和边界条件●从Object选项框中选择适当的Load/BC(例如Pressure,Temperature,Inflow,…)●在Load/BC中选择适用的LoadCase●setnames推荐不要超过31字符●如果需要，选择TargetElementType(1-D,2-D,or3-D)●在InputData栏中输入适当的值●指定应用范围(ApplicationRegion)S9-6PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation位移边界条件语法平动和转动LOAD/BCs输入数据语法●正确的语法显示在数据框之上Null=该方向上自由0=该方向上固定Non-zeronumber=该方向上的强迫位移值Example:0,,0:Ux=Uz=0,Uy=freeS9-7PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation节点约束举例●当Loads/BCs被施加到几何上后会在可见线上显示标记约束边界上的节点平动000转动000S9-8PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationAPPLICATIONREGION输入方法●Loads可施加到FEM，Geometry或Region上●当选择Geometry时，应用区域数据选择框如下S9-9PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationAPPLICATIONREGION输入方法●当选择FEM时，应用区域数据选择框如下:S9-10PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationAPPLICATIONREGION输入方法(续)●当选择Region时，应用区域数据选择框如下●使用Region选项时首先要创建Region。创建Region的菜单如下：●可以用来定义Region的元素可以是eGeometry,FEM,和Group。S9-11PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationAPPLICATIONREGION输入方法(续)●在Tools菜单下创建Region●指定新的RegionName,TargetEntityType：如Node等,以及ApplicationRegion.S9-12PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationAPPLICATIONREGION输入方法(续)●点击按钮Add，将把数据选择框中的内容加到ApplicationRegion中●ApplicationRegion中的内容可以使用标准数据框编辑功能来编辑●点击OK确认ApplicationRegion中的内容并关闭当前菜单S9-13PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation用空间场施加压强载荷●在柱坐标系1定义压强载荷-68.6*COSR(„T)●用坐标系1创建空间场●在Load/BoundaryConditions中指定场S9-14PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation举例:与时间相关的载荷1.创建一个随时间变化的场2.在Loads/BCs中创建载荷之前必须先定义一个和时间相关的载荷工况TimePressureS9-15PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation3.创建loadset将关于空间和时间的函数相乘举例:与时间相关的载荷(续)S9-16PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation指定坐标系中的力●利用坐标系Coord3中,在径向施加100的力100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.03RTZ坐标系3是柱坐标S9-17PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation热载荷&边界条件●热载荷和边界条件是和分析类型和分析程序相关的。左图所显是MSC.PatranThermal支持的载荷和边界条件集合S9-18PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation对流传热举例●模拟铝板上的稳态温度分布●沿着一个边定义变化的对流系数●在Loads/BCs中指定对流系数300.0300.0300.0300.0300.03000.300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.010.0YXYZ11.511.010.910.6710.510.3410.1711.1711.341mq=3000W/m2AluminumPlateT=300Kh=(1.5*y)+10(W/m2K)Tambient=300K1mS9-19PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation热载荷&边界条件●定义变化的边界对流系数●用选择菜单(element,elementedge,orfreeedges)确定应用区域S9-20PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation显示载荷和边界条件●云纹图显示载荷边界条件:●温度●矢量分量●目标矢量必须从SelectDataVariable栏中选择●矢量必须先创建标量才能云纹显示●可应用于当前视窗中的所有组●为了将应用于几何上的Loads/BCsset显示在有限元上,首先,在Display/Load/BC/El中激活“ShowonFEMOnly”,然后在Loads/BCs窗口中使用PlotMarkers命令S9-21PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation●创建的载荷及边界条件可用以下方式检查●标记显示所创建的载荷和边界条件●Displacement位移●Rotation转角●Displacementandrotation位移和转角●Temperature温度●Force集中力●云纹显示任意标量大小●以电子表格形式显示Loads/BCs显示载荷和边界条件100.0788.0S9-22PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation举例:显示载荷和边界条件●云纹显示施加于FA_gp组中一些单元上变化的力,而默认组中其它单元没有数据显示S9-23PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation载荷和边界条件的显示控制●施加的载荷和边界条件成为屏幕显示的一部分，屏幕刷新和视图改变不会清除它们。●通过设置Display/Load/BC/El来控制所有或个别Loads/BCs的显示●允许以颜色标记不同的Loads/BC●为了将应用于几何上的Loads/BCs显示在有限元上,选择ShowonFEMOnly●调整矢量的标记和缩放设置在Vectors/Filters中S9-24PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation有限元与几何的关联当几何(curve,surface,solid)被划分网格后(IsoMesh,Paver),网格(finiteelements)自动与几何相关联如果某网格“imported”到几何上(i.e.File/Import,FiniteElements/Transform),它不会自动与几何相关联;利用FiniteElements:Associate进行手动关联网格和几何相关联通常是有用的，因为在定义边界条件和单元属性时可以选择几何方便地进行定义。S9-25PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation工况S9-26PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation载荷工况的创建●载荷工况对多个载荷边界条件的分组●可以定义静态的(Static)或和时间相关的载荷工况(timedependent)●在增加和改写load/boundaryconditionsets之前定义载荷工况S9-27PAT301,Section9,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation载荷工况的创建(续)●Loadcases一般先于load/boundarycon