2.7 载荷模块

2.7.1 载荷的定义

进入载荷功能模块后，主菜单中的载荷菜单及工具箱中的创建载荷工具和载荷管理器工具用于载荷的创建和管理。

定义载荷时，执行“载荷”→“创建”命令，或者单击工具箱中的（创建载荷）按钮，或者双击左侧模型树中的载荷，弹出“创建载荷”对话框，如图2-52所示。该对话框包括以下选项。

·名称：在文本框中输入载荷的名称，默认为Load-n（n为第n个创建的载荷）。

·分析步：用于选择用于创建载荷的分析步。

·类别：用于选择适用于所选分析步的加载种类，包括力学、流体、热学、声学、电学、质量扩散。对于不同的分析步，可以施加不同的载荷种类。

·可用于所选分析步的类型：用于选择载荷的类型，是类别的下一级选项。

·力学：包括集中力、弯矩、压强、表面载荷、壳的边载荷、管道压力、线载荷、体力、重力，输入指定方向的加速度、广义平面应变、旋转体力、螺栓或扣件的预紧力、科氏力、施加在连接器上的集中力、惯性释放载荷、施加在连接器上的力矩等，如图2-52（a）所示。

·热学：包括表面热流、体热通量、集中热通量，如图2-52（b）所示。

·声学：可设置向内体积加速度，如图2-52（c）所示。

·流体：包括流体参考压力，如图2-52（d）所示。

·电学：包括“静力，通用”分析中的集中电荷、表面电荷、体电荷，如图2-52（e）所示；以及“热—电耦合”分析中的表面电流、集中电流、体电流，如图2-52（f）所示。

2.7.2 边界条件的定义

主菜单中的边界条件菜单及工具箱中创建边界条件工具和边界条件管理器工具用于边界条件的创建和管理。

定义边界条件时，执行“边界条件”→“创建”命令，或者单击工具箱中的（创建边界条件）按钮，或者双击左侧模型树中的边界条件，弹出“创建边界条件”对话框，如图2-53所示。该对话框与“创建载荷”对话框类似，包括以下几个选项。

·名称：在文本框中输入边界条件的名称，默认为BC-n（n为第n个创建的边界条件）。

·分析步：用于创建边界条件的步骤，包括初始步和分析步。

·类别：用于选择适用于所选步骤的边界条件种类，包括力学和其他。

·力学：包括对称／反对称／完全固定、位移／转角、速度／角速度、连接位移、连接速度、连接加速度，如图2-53（a）所示。

·其他：包括温度、孔隙压力、流体气蚀区压力、质量浓度、连接物质流动和声学压强，如图2-53（b）所示。

·可用于所选分析步的类型：用于选择边界条件的类型，是类别的下一级选项。对于不同的分析步，可以施加不同的边界条件类型。

下面对较常用的“对称／反对称／完全固定”和“位移／转角”边界条件的定义做简单介绍，其他选项的请读者参阅系统帮助文件《ABAQUS/CAE User's Manual》。

1．定义“对称／反对称／完全固定”边界条件

如图2-53（a）所示，选择“对称／反对称／完全固定”后，单击“继续”按钮，选择施加该边界条件的点、线、面、cells，单击提示区中的“完成”按钮，弹出“编辑边界条件”对话框，如2-54所示。

该对话框中包括以下8种单选的边界条件。

·XSYMM：关于与X轴（坐标轴1）垂直的平面对称（Ul=UR2=UR3=0）。

·YSYMM：关于与Y轴（坐标轴2）垂直的平面对称（U2=URl=UR3=0）。

·ZSYMM：关于与Z轴（坐标轴3）垂直的平面对称（U3=URl=UR2=0）。

·XASYMM：关于与X轴（坐标轴1）垂直的平面反对称（U2=U3=UR1=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

·YASYMM：关于与Y轴（坐标轴2）垂直的平面反对称（Ul=U3=UR2=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

·ZASYMM：关于与Z轴（坐标轴3）垂直的平面反对称（Ul=U2=UR3=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

·铰结：约束3个平移自由度，即铰支约束（Ul=U2=U3=0）。

·完全固定：约束6个自由度，即固支约束（Ul=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）。

2．定义“位移／转角”边界条件

在“创建边界条件”对话框中选择“位移／转角”后，单击“继续”按钮，选择施加该边界条件的点、线、面，单击提示区中的“完成”按钮，弹出“编辑边界条件”对话框，如图2-55所示。该对话框中包括如下选项：

·坐标系：用于选择坐标系，默认为整体坐标系。单击“编辑”按钮，可以选择局部坐标系。

·分布：用于选择边界条件的分布方式。

·Ul～UR3：用于指定各个方向的位移边界条件。

·幅值：用于选择边界条件随时间／频率变化的规律，与施加集中力时的设置方法相同，这里不再赘述。该下拉列表框仅在方法中选择“指定约束”并在分布中选择“一致”时被激活，如图2-55（a）所示。

完成边界条件的设置后，单击工具箱中的（边界条件管理器）按钮，可见“边界条件管理器”中列出了已创建的边界条件。该管理器的用法与“载荷管理器”相同，这里不再赘述。

2.7.3 设置预定义场

主菜单中的预定义场菜单、工具箱的创建预定义场工具和预定义场管理器工具用于预定义场的创建和管理。

定义预定义场时，执行“预定义场”→“创建”命令，或者单击工具箱中的，或者双击左侧模型树中的预定义场，弹出创建“预定义场”对话框，如图2-56所示。该对话框与“创建载荷”对话框类似，包括如下选项。

·名称：在文本框中输入预定义场的名称，默认为Predefined Field-n（n表示第n个创建的预定义场）。

·分析步：在该下拉列表框中选择用于创建预定义场的步骤，包括初始步和分析步。

·类别：用于选择适用于所选步骤的预定义场的种类，包括力学的和其他。

·力学：在初始步中设置速度，如图2-56（a）所示。单击“继续”按钮，选择施加该边界条件的点、线、面、cells，单击提示区中的“完成”按钮，弹出“编辑预定义场”对话框，如图2-57所示。

·其他：包括温度和初始状态、材料指派、饱和、孔隙比、孔隙压力等，如图2-56（b）所示。其中，初始状态仅适用于初始步，输入以前的分析得到的已发生变形的网格和相关的材料状态作为初始状态场。

·可用于所选分析步的类型：该列表用于选择预定义场的类型，是类别的下一级选项。

完成预定义场的设置后，单击工具箱中的（预定义场管理器）按钮，可见“预定义场管理器”对话框（如图2-58所示）中列出了已创建的预定义场。

2.7.4 定义载荷工况

主菜单中的载荷工况菜单、工具箱中第4行的创建载荷工况工具和载荷工况管理器工具均可用于工况的创建和管理。

工况是一系列组合在一起的载荷和边界条件（可以指定非零的比例系数对载荷和边界条件进行缩放），线性叠加结构对它们的响应仅适用于直接求解的稳态动力学线性摄动分析步和静态线性摄动分析步。

定义工况时，执行“载荷工况”→“创建”命令，或者单击工具箱中的（创建载荷工况）按钮，弹出“创建载荷工况”对话框，如图2-59所示。

单击“继续”按钮，弹出“编辑载荷工况”对话框，如图2-60所示。

该对话框包括如下两个选项卡。

·“载荷”选项卡：用于选择该工况下的载荷。

·“边界条件”选项卡：用于选择该工况下的边界条件。

完成工况的设置后，单击工具箱中的（载荷工况管理器）按钮，可见工况管理器中列出了该分析步内已创建的工况。