表面效應單元就是在現(xiàn)有的模型實體單元表面上生成新的單元。將相關載荷施加在此表面效應單元上,,從而達到將載荷傳遞分攤到模型實體單元表面上的目的,。如,球罐上半球外表面受到豎直向下的雪載荷,、側半球受到水平的風載荷,、儲罐拱頂外表面受到豎直向下的雪載荷等類似的工況均可采用表面效應單元來實現(xiàn)載荷施加。如下圖所示:2. 表面效應單元SURF154描述及數(shù)據(jù)輸入SURF154可以用于各種變化載荷和表面效應,??梢愿采w在任意3D單元面上。該單元用于3D結構分析,,而且變載荷和表面效應可以同時存在,。Faces 1, 2, And 3 [KEYOPT(2) = 0]. 前三個正壓力沿單元坐標軸正方向(除了法向壓力沿Z軸負方向)。對于Face 1,由KEYOPT(6)決定是否取消正或負值,,用來模擬在包含流體的自由面處的不連續(xù)性,。對于 Faces 2 和3,載荷方向由單元坐標系,因此需要用到ESYS命令,。Faces 1, 2, And 3 [KEYOPT(2) = 1]. 壓力載荷按照局部坐標系加載在單元面上,。如下圖, Face 1 沿局部坐標系X軸方向,,Face 2沿局部坐標系Y軸方向,,Face 3沿局部坐標系Z軸方向。局部坐標系必須被定義,。此時KEYOPT(6) 不可用,。Face 4.方向為單元法線方向,,在每個積分點的壓力大小為PI + XPJ + YPK + ZPL ,從PI到PL按照從VAL1 到VAL4 輸入,,用SFE命令,。X, Y, Z為當前點位置的全局笛卡兒坐標值。由KEYOPT(6)決定是否取消正或負值,,用來模擬在包含流體的自由面處的不連續(xù)性,。Face 5.壓力大小為 PI,方向為節(jié)點i,、j,、k處單位矢量在全局笛卡兒坐標系中的方向。載荷大小通過KEYOPT(11) 和 KEYOPT(12)調(diào)整,。KEYOPT(2):按坐標系施加壓力 faces 1,,2和3:KEYOPT(6):只對法線方向壓力有效(faces 1 and 4):0--使用壓力計算(正負都用于計算),;1 --只使用正壓力(負值設為0),;2--只使用負壓力(正值設為0)。注意:如果用KEYOPT(6),,則KEYOPT(2)必須等于0,。KEYOPT(11):按照矢量方向加載(face 5):0--在投影平面,包含切向分量,;1--在投影平面,,不包含切向分量;2--在整個平面,,包含切向分量,。KEYOPT(12):單元法線(單元坐標系Z軸)方向對以矢量定向的壓力的影響:0--壓力載荷加載與單元法線方向無關;1--如果單元法線方向和壓力矢量方向相同,,則壓力載荷不被使用,。 其中,KEYOPT(11)是我們經(jīng)常碰到的,,考慮切向分量和不考慮切向分量分析得出的結果差別很大,,所以大家在運用時要分析判斷好是否要考慮切向分量。如果條件允許,,可以兩種都計算一下,,取保守結果,。單元面號=1:法線方向的壓力,;作用在單元上的正值 (沿著單元坐標Z軸的方向)。例如:SFE,ALL,1,PRES,,1000(選定所要的單元之后)。單元面號=2或3:切向壓力,,分別沿著單元坐標X和Y軸方向,。例如:SFE,ESLOPE,2,PRES,,1000;SFE,EFLAT,3,PRES,,10003) 定義單元類型(選擇表面效應單元對應的ID號);ASEL,R,LOC,Y,, ,!根據(jù)坐標選擇需要加載的面SFE,ALL,5,PRES,,P,-1,0,0,!選擇面5進行加載SURF154具有5個加載表面,,通過選擇加載面和加載方式,可以實現(xiàn)對實體或殼體單元表面施加所有方向的壓力載荷,。實體單元表面可以附著一層或多層表面效應單元,,對于多種載荷形式,可定義不同ID的表面效應單元與之一一對應,,這為載荷的施加及檢查提供了極大的方便,。
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