第 4章 载荷施加
4.1 载荷分类
ANSYS中的载荷可分为,
自由度 DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构分析 _
位移,热分析 _温度,电磁分析 _磁势等 )
集中载荷 - 点载荷 (结构分析 _力,热分析 _热导率、电磁分析 _ magnetic current segments)
线、面载荷 - 作用在表面的分布载荷 (结构分析 _压力,热分析 _热对流、电磁分析 _magnetic Maxwell surfaces等 )
体积载荷 - 作用在体积或场域内 (热分析 _体积膨胀、内生成热、电磁分析 _ magnetic current density等 )
惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷 (重力,角速度等 )
第 4章 载荷施加
4.2.1 可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元 ) 上加载在关键点处约束实体模型沿线均布的压力在关键点加集中力在节点处约束沿单元边界均布的压力在节点加集中力
FEA 模型
4.2加载方式第 4章 载荷施加
几何模型加载 独立于有限元网格,重新划分网格或局部网格修改不影响载荷,
加载的操作 更加容易,尤其是在图形中直接拾取时,
4.2.2 直接在实体模型加载的优点,
无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型,因此,加载到实体的载荷将 自动转化到 其所属的节点或单元上。
实体模型加载到实体的载荷自动转化到其所属的节点或单元上 FEA 模型沿线均布的压力 均布压力转化到以线为边 界的各单元上第 4章 载荷施加注：
这是 很长的菜单,对于结构分析，不属于结构分析的菜单已屏蔽。 (可由模型中的单元类型识别分析类型 )
也可通过在 preferences中选择适当的分析类型过滤菜单中的选项。
4.3 加载操作
apdl,d,
dl,1,ux,0 !对线 1施加 x方向 约束 （限制自由度）
da,1,all,!对面 1施加 全约束
dk,1,all!对线 1施加全约束
d,1,uy,-0.5!对节点 1施加 y方向 强制约束
d,ls1,all!对 组合 ls1施加全约束
dl,1,,symm !对线 1施加 对称约束
dl,1,1,symm !对面 1上的线 1施加对称约束
da,1,symm !对面 1施加对称约束
dsym,symm,x,0,!在坐标系 0中对所 选节点 施加
! x方向对称约束
加载位移
Main Menu,… -> Apply- >Structural-
>Displacement->
第 4章 载荷施加
apdl,f
fk,1,fx,100 !对关键点 1施加 x方向 力
f,1,fy,-100 !对节点 1施加 力
f,ls1,fy,-100!对节点组合 ls1施加 力
加载力
Main Menu,… -> Apply- >Structural->Force/Moment->
用于重启动分析，暂不考虑
Sel命令
Cm命令第 4章 载荷施加
加载压力
Main Menu,… -> Apply- >Structural-> Pressure ->
输入一个压力值即为 均布载荷,两个数值定义 坡度压力说明：压力数值为正表示其方向指向表面
APDL,SFL,1,PRES,100,! 方向?
第 4章 载荷施加
VALI = 500
VALI = 500
VALJ = 1000
VALI = 1000
VALJ = 500
500
L3
500
L3
1000
500
L3
1000 500
坡度压力载荷沿起始关键点 (I)
线性变化到第二个关键点 (J)。
如果加载后坡度的方向相反,将两个压力数值颠倒即可。
第 4章 载荷施加
加载惯性力
Main Menu,… -> Apply- >Structural-> Inertia ->
可以只加载在单元组合上APDL:ACEL,0,9800,0,!数值、方向？
加载惯性力必须设置材料的密度，不设置相当于无惯性力第 4章 载荷施加应力和变形应力和变形
F=200
Σ F=4200
F=200
Σ F=2200
4.4 加载注意事项
注 1：当网格密度不一，节点数目不同时，在节点上所加载荷的数值大小 (所有节点载荷和应该相等）
第 4章 载荷施加
注 2：对称结构，对称线（或面）上节点加载力时，
载荷数值 (包括输出的反力 ) 为整体结构的一半。
应力和变形应力和变形应力和变形基本相等 应力集中第 4章 载荷施加
注 3,带厚度的平面应力 (计算某些需考虑重量的平面应力问题），载荷应除以厚度（原为集中力处理为线载荷形式）
应力和变形应力和变形
F=200
H=2
F=100
H=1
KEYOPT,1,3,3
R,1,20,
第 4章 载荷施加
注 4：轴对称载荷
5mm半径轴对称模型
10mm 直径
3-D 结构对称轴
对称轴必须为全局笛卡尔坐标的 y轴
模型必须建在 y轴右侧
设置单元选项为轴对称型建立轴对称载荷模型注意事项：
第 4章 载荷施加轴对称载荷,注意事项：
– 载荷数值 (包括输出的反力 ) 基于 360度转角的 3-D
结构。
– 在右图中，轴对称模型中的载荷是 3-D结构均布面力载荷的总量。
Total Force
2pr = 47,124N
3-D 结构
Axis of
symmetry
mm
5mm
N
第 4章 载荷施加
注 5,切向、法向约束或载荷的施加加载方法 1
建立局部坐标系，旋转选择节点到局部坐标，在局部坐标系中加载 X,Y方向载荷加载方法 2
在线上施加对称载荷，转换为有限元载荷，删除后再施加（可适用于曲线和曲面）
第 4章 载荷施加
注 5,切向、法向约束或载荷的施加（续）
第 4章 载荷施加
4.5 载荷和约束的显示
实体模型载荷显示在几何模型上 (体,面
,线或关键点 )
有限元模型载荷在画节点或单元时显示
通过 plot画出载荷,
压力以箭头形式显示或通过 listing列出载荷,
Utility Menu,List > Loads
第 4章 载荷施加
在有限元模型中显示所有载荷说明,只有到求解初始化时,才将模型中的载荷自动转化到有限元模型中的节点和单元上。
下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解,
Main Menu,… -> Define Loads->Operate-
>Transfer to FE
这些选项出现的信息大致相同第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加
4.1 载荷分类
ANSYS中的载荷可分为,
自由度 DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构分析 _
位移,热分析 _温度,电磁分析 _磁势等 )
集中载荷 - 点载荷 (结构分析 _力,热分析 _热导率、电磁分析 _ magnetic current segments)
线、面载荷 - 作用在表面的分布载荷 (结构分析 _压力,热分析 _热对流、电磁分析 _magnetic Maxwell surfaces等 )
体积载荷 - 作用在体积或场域内 (热分析 _体积膨胀、内生成热、电磁分析 _ magnetic current density等 )
惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷 (重力,角速度等 )
第 4章 载荷施加
4.2.1 可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元 ) 上加载在关键点处约束实体模型沿线均布的压力在关键点加集中力在节点处约束沿单元边界均布的压力在节点加集中力
FEA 模型
4.2加载方式第 4章 载荷施加
几何模型加载 独立于有限元网格,重新划分网格或局部网格修改不影响载荷,
加载的操作 更加容易,尤其是在图形中直接拾取时,
4.2.2 直接在实体模型加载的优点,
无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型,因此,加载到实体的载荷将 自动转化到 其所属的节点或单元上。
实体模型加载到实体的载荷自动转化到其所属的节点或单元上 FEA 模型沿线均布的压力 均布压力转化到以线为边 界的各单元上第 4章 载荷施加注：
这是 很长的菜单,对于结构分析，不属于结构分析的菜单已屏蔽。 (可由模型中的单元类型识别分析类型 )
也可通过在 preferences中选择适当的分析类型过滤菜单中的选项。
4.3 加载操作
apdl,d,
dl,1,ux,0 !对线 1施加 x方向 约束 （限制自由度）
da,1,all,!对面 1施加 全约束
dk,1,all!对线 1施加全约束
d,1,uy,-0.5!对节点 1施加 y方向 强制约束
d,ls1,all!对 组合 ls1施加全约束
dl,1,,symm !对线 1施加 对称约束
dl,1,1,symm !对面 1上的线 1施加对称约束
da,1,symm !对面 1施加对称约束
dsym,symm,x,0,!在坐标系 0中对所 选节点 施加
! x方向对称约束
加载位移
Main Menu,… -> Apply- >Structural-
>Displacement->
第 4章 载荷施加
apdl,f
fk,1,fx,100 !对关键点 1施加 x方向 力
f,1,fy,-100 !对节点 1施加 力
f,ls1,fy,-100!对节点组合 ls1施加 力
加载力
Main Menu,… -> Apply- >Structural->Force/Moment->
用于重启动分析，暂不考虑
Sel命令
Cm命令第 4章 载荷施加
加载压力
Main Menu,… -> Apply- >Structural-> Pressure ->
输入一个压力值即为 均布载荷,两个数值定义 坡度压力说明：压力数值为正表示其方向指向表面
APDL,SFL,1,PRES,100,! 方向?
第 4章 载荷施加
VALI = 500
VALI = 500
VALJ = 1000
VALI = 1000
VALJ = 500
500
L3
500
L3
1000
500
L3
1000 500
坡度压力载荷沿起始关键点 (I)
线性变化到第二个关键点 (J)。
如果加载后坡度的方向相反,将两个压力数值颠倒即可。
第 4章 载荷施加
加载惯性力
Main Menu,… -> Apply- >Structural-> Inertia ->
可以只加载在单元组合上APDL:ACEL,0,9800,0,!数值、方向？
加载惯性力必须设置材料的密度，不设置相当于无惯性力第 4章 载荷施加应力和变形应力和变形
F=200
Σ F=4200
F=200
Σ F=2200
4.4 加载注意事项
注 1：当网格密度不一，节点数目不同时，在节点上所加载荷的数值大小 (所有节点载荷和应该相等）
第 4章 载荷施加
注 2：对称结构，对称线（或面）上节点加载力时，
载荷数值 (包括输出的反力 ) 为整体结构的一半。
应力和变形应力和变形应力和变形基本相等 应力集中第 4章 载荷施加
注 3,带厚度的平面应力 (计算某些需考虑重量的平面应力问题），载荷应除以厚度（原为集中力处理为线载荷形式）
应力和变形应力和变形
F=200
H=2
F=100
H=1
KEYOPT,1,3,3
R,1,20,
第 4章 载荷施加
注 4：轴对称载荷
5mm半径轴对称模型
10mm 直径
3-D 结构对称轴
对称轴必须为全局笛卡尔坐标的 y轴
模型必须建在 y轴右侧
设置单元选项为轴对称型建立轴对称载荷模型注意事项：
第 4章 载荷施加轴对称载荷,注意事项：
– 载荷数值 (包括输出的反力 ) 基于 360度转角的 3-D
结构。
– 在右图中，轴对称模型中的载荷是 3-D结构均布面力载荷的总量。
Total Force
2pr = 47,124N
3-D 结构
Axis of
symmetry
mm
5mm
N
第 4章 载荷施加
注 5,切向、法向约束或载荷的施加加载方法 1
建立局部坐标系，旋转选择节点到局部坐标，在局部坐标系中加载 X,Y方向载荷加载方法 2
在线上施加对称载荷，转换为有限元载荷，删除后再施加（可适用于曲线和曲面）
第 4章 载荷施加
注 5,切向、法向约束或载荷的施加（续）
第 4章 载荷施加
4.5 载荷和约束的显示
实体模型载荷显示在几何模型上 (体,面
,线或关键点 )
有限元模型载荷在画节点或单元时显示
通过 plot画出载荷,
压力以箭头形式显示或通过 listing列出载荷,
Utility Menu,List > Loads
第 4章 载荷施加
在有限元模型中显示所有载荷说明,只有到求解初始化时,才将模型中的载荷自动转化到有限元模型中的节点和单元上。
下面将载荷转化到节点和单元上，不进行求解,
Main Menu,… -> Define Loads->Operate-
>Transfer to FE
这些选项出现的信息大致相同第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加第 4章 载荷施加
