加载方式及其优缺点

雨夜

　　载荷种类
　　在不同的学科中，载荷的具体含义也不尽相同，下面为不同学科中所指的载荷术语。
　　结构分析：位移、力、压力、温度、重力;
　　热力分析：温度、热流速率、对流、内部热生成、无限表面等;
　　磁场分析：磁场、磁通量、磁场段、源流密度、无限表面;
　　电场分析：电势(电压)、电流、电荷、电荷密度、无限表面等;
　　流体分析：流速、压力等
　　对不同学科的载荷而言，程序中的载荷可以分为六类：
　　(1) DOF constraint(DOF约束):定义节点的自由度值，也就是将某个自由度赋予一个已知值。在结构分析中该约束被指定为位移和对称边界条件;在热力分析中被指定为温度和热通量平行的边界条件。
　　(2)Force(集中载荷或力载荷)：施加于模型节点上的集中载荷。在结构分析中被指定为力和力矩;在热分析中为热流速率;在磁场分析中为电流段。
　　(3)Surface load(表面载荷)：为施加于模型某个表面上的分布载荷。在结构分析中被指定为压力;在热分析中为对流和热通量。
　　(4)Body load(体积载荷)：为施加于模型上的体积载荷或者场载荷。在结构分析中为温度;热力分析中为热生产率。
　　(5)Inertia load(惯性载荷)：由物体的惯性引起的载荷，如重力加速度、角加速度。主要在结构分析中使用。
　　(6)Coupled-field loads(耦合场载荷)：为以上载荷的一种特殊情况，是从一种分析得到的结果作为另一种分析的载荷。例如可以施加磁场分析中计算的磁力作为结构分析中的力载荷。
　　在ANSYS程序中，用户可以把载荷施加在实体模型(关键点、线、面、体等)上，也可以施加在有限元模型(结点、单元)上。如果载荷施加在几何模型上，ANSYS在求解前先将载荷转化到有限元模型上。这两种情况各有各自的优缺点。
　　1 . 施加在实体模型上
　　优点: (1)模型载荷独立于有限元网格之外，这样就不必因为网格重新划分而重新加载;(2)通过图形拾取来加载时，因为实体较少，所以施加载荷简易。
　　缺点: (1)不能显示所有的实体模型载荷;(2)施加关键点约束的扩展时，在两个关键点施加的约束会扩展到关键点之间的直线上所有的节点上，有时这种约束并不是实际的约束情况，因此在使用扩展约束时，在关键点上施加约束要特别小心。
　　2. 施加在有限元模型上
　　优点：
　　(1)约束可以直接施加在节点上，所以扩展约束没有影响;
　　(2)载荷可以直接施加在节点上
　　缺点：
　　(1)任何对于有限元网格的修改都会使已施加的载荷无效，需要删除先前的载荷并在新网格上重新施加载荷;
　　(2)不方便处理线载荷和面载荷，因为原来施加在一条线上的载荷需要逐个结点来拾取，原来施加在一个面上的载荷需要逐个单元来拾取，非常麻烦。



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