加载压力载荷-RADIOSS理论基础与工程应用

1.加载压力载荷

压力载荷有4个对应卡片：PLOAD、PLOAD1、PLOAD2和PLOAD4。

PLOAD：用于在三角形或四边形单元上定义静压载荷。

PLOAD1：在CBAR和CBEAM上施加载荷。

PLOAD2：施加在二维结构单元上的压力载荷。该项仅对QUAD4或者TRIA3单元施加压力载荷。

PLOAD4：结构单元面上的压力载荷，可以在HEXA、PENTA、TETRA、PYRA、TRIA3、TRIA6和QUAD4或QUAD8单元面上定义压力载荷。

实际分析中经常会遇到加载按一定规律分布的压力载荷，下面举例说明。

（1）加载按余弦分布的压力载荷。

如图2-81所示，α表示角度，R表示半径，L表示宽度。现知道总压力的合力为F，要在指定角度为B、宽度为L的圆周区域上施加按余弦分布的压力。

图2-81 压力加载示意图

压力分布见式（2-8）：

合力计算见式（2-9）和式（2-10）：

如果B=π，则可得式（2-11）：

由上式求出A，即可得到压力随角度的分布公式。

如果B≠π，则可以得到式（2-12）：

若F=1000，R=100，L=10，B=π/3，则可以得到式（2-13）：

在HyperMesh中施加上述压力的设置如图2-82所示。

图2-82 HyperMesh中施加上述压力的设置

在图2-82中，elems选择需要施加压力的网格，system选择创建的圆柱坐标系，equation=输入-1.539×cos(3×y)。注意：由于上述合力计算公式中的积分区间是[-B/2，+B/2]，所以圆柱坐标系的X轴为圆周网格所对应角的角平分线。圆柱坐标系设置可参照图2-83。

图2-83 余弦压力载荷

（2）加载水压。

水压见式（2-14）：

式中，则。

在HyperMesh中施加图2-84所示结构的压力的设置，如图2-85所示。

图2-84 结构示意图

图2-85 HyperMesh中施加上述压力的设置

在图2-85中，elems选择需要施加压力的网格，system选择在水面创建的坐标系，equation=输入9.8e19×X。坐标系设置可参照图2-86。(www.xing528.com)

（3）压力载荷插值。

有时压力载荷（或温度场）来自于外部文件（和分析模型的节点不匹配），这时需要在HyperMesh中进行插值。把载荷作用到节点上或者实际载荷为一个场载荷，这时可以通过插值快速创建载荷。HyperMesh中有线性插值和场插值两种插值方法。

图2-87中是需要进行插值的初始载荷，图2-88是相应的面板设置。

图2-86 水压载荷

图2-87 待插值的初始载荷

图2-88 pressure面板设置

插值得到的结果如图2-89所示。

图2-89 插值结果

与场插值类似的还有线性插值，在线性插值中HyperMesh是使用最近的3个载荷进行插值，建议插值半径不要超过3倍单元长度，否则会出现不准确的结果。

2.加载离心力载荷

RFORCE卡片格式如表2-2所示。

表2-2 RFORCE卡片格式

离心力载荷通过卡片RFORCE实现。

离心力载荷创建方法如下：

（1）新建一个Load Collector，card image选择RFORCE，单击创建并编辑。

（2）指定旋转中心G。

（3）如有需要，指定一个局部坐标系；如不指定，默认为全局坐标系。

（4）指定转动速度缩放因子A，单位应该是转/时间，如实际转速为3000r/min，则这里应该为50（r/s）。

（5）指定转动方向的分量R₁、R₂和R₃。转动方向根据实际转动方向由右手法则确定。

（6）如果需要考虑旋转加速度，则在RACC项进行相应的设置。

注意：施加离心力载荷的零件需要赋予密度。

3.加载重力

GRAV卡片格式如表2-3所示。

表2-3 GRAV卡片格式

重力载荷通过卡片GRAV实现。

加载重力创建方法如下：

（1）新建一个Load Collector，card image选择GRAV，单击创建并编辑。

（2）如有需要，指定一个局部坐标系；如不指定，默认为全局坐标系。

（3）指定重力大小缩放因子G。

（4）指定重力方向的3个分量N₁，N₂ 和N₃。

注意：施加重力载荷的零件需要赋予密度。另外，重力载荷不能只施加在局部模型，只能对整体施加。