3.9 Приложение нагрузок

Нагрузки можно задавать либо в препроцессоре (Preprocessor), либо в решателе (Solution). В данном случае будем задавать их в решателе. Перед входом в решатель следует выйти из препроцессора, т.е. закрыть меню препроцессора.

Сначала рассмотрим приложение нагрузки в виде сосредоточенной силы. Она может прикладываться в геометрической точке (объекте Keypoint) или в узле сетки (объекте Node). Принципиальной разницы между двумя видами задания нагрузки нет. Однако если сетка конечных элементов будет удалена пользователем, к примеру, для создания более мелкого разбиения, то и нагрузки, приложенные к узлам сетки, тоже будут уничтожены. Нагрузки же, приложенные к объектам геометрической модели (в частности, к точкам), сохранятся. Поэтому в данном случае нагрузки будем прикладывать к геометрическим точкам.

Сосредоточенная сила прикладывается командами экранного меню Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Keypoints. После этого на экране появляется панель указания точки Apply F/M on KPs. При этом на экране требуется указать точку и нажать кнопку OK.

Далее на экране возникает другая панель с тем же названием для задания направления и величины приложенной силы (рис.53). В данной панели в списке Lab Direction of force/mom следует выбрать требуемое направление силы (или момента сил). В строке VALUE Force/Moment указывается значение силы или момента (если направление силы противоположно направлению оси, то указывается отрицательное значение силы). Далее следует нажать кнопку OK (или Apply, если в данной точке нужно приложить силы в других направлениях).

У чет веса конструкции производится из экранного меню командами Solution Define Loads Apply Structural Gravity. После этого на экране появляется панель учета ускорения свободного падения Apply (Gravitational) Acceleration (рис.54). В этой панели требуется указать проекции ускорения на оси X, Y и Z. Следует иметь в виду, что эта панель используется для задания величины ускорения конструкции, а сила инерции при ускоренном движении противоположна направлению ускорения. Поэтому для создания реального направления силы тяжести нужно задавать ускорение, направленное противоположно ей, т.е. вверх.

В озможно и приложение нагрузки, распределенной по длине стержней. Для этого следует выполнить команду Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Beams. Такая нагрузка прикладывется только к конечным элементам, а не к линиям, поскольку только для конечных элементов возможно задать определенное поперечное направление этой нагрузки, а для линий этого сделать нельзя. При выполнении данной команды появляется панель Apply PRES on Beams, показанная на рис.55.

В верхнем поле Load key этой панели нужно указать направление распределенной нагрузки в локальной системе координат конечного элемента. Это направление задается в виде целого числа. Соответствие чисел и направлений распределенной нагрузки указано для всех конечных элементов в справочной системе программы ANSYS. Например, для используемого в данном примере конечного элемента BEAM 188 локальное направление Z (поперечное направление, определяемое узлом ориентации сечения) имеет номер 1, локальное направление Y (другое поперечное) имеет номер 2, а локальное направление X (продольное) имеет номер 3.

Два последующих поля Pressure value at node I & J предназначены для ввода величины распределенной нагрузки в начальном и конечном узлах элемента. Если заполнить только верхнее поле, то нагрузка принимается равномерной по всей длине элемента. Естественно, что этого же можно достичь, задав одинаковые значения нагрузки в обоих полях ввода. Если заданы разные значения нагрузки в начале и конце элемента, то нагрузка принимается изменяющейся по линейному закону.

Последние два поля Offset from I & J node позволяют указать положение начальной и конечной точек области приложения нагрузки относительно узлов конечного элемента. Данные поля следует заполнять, если нагружен не весь элемент целиком, а только его часть.