均布载荷施加在面上和节点上有什么不同

fenglinxiaoxue · 发表于 2010-3-19 22:25:24

要在一个平面上施加均布的载荷。
假定面上受力N，面积S，则压强P=N/S，平面上有L个节点。

方案1：在面上施加pressure，数值等于P
方案2：在面的所有节点上施加pressure，数值等于N/L
方案3：在面的所有节点上施加force，数值等于N/L

三种方案结果均不相同，方案1是最一般的做法，应该没问题。
如果按照方案2和方案3的施加载荷方式，数值应该设置多少？

sanyiziyue · 发表于 2010-3-20 13:05:04

个人理解：方案一与三，基本上差不多，方案一更均匀些，方案三对局部会有所影响，一般说来网格越密效果越好。方案二加的压力指的是法线方向，对于节点没有法线这种说法。

xieyubing734 · 发表于 2010-3-20 18:30:41

1# fenglinxiaoxue

xieyubing734 · 发表于 2010-3-20 18:36:37

我也是个人理解：第三种应该最好，第一种的话加到面上最后也要转化到节点上，转化过程中会有一定的数学误差；对于在node上加pressure，基本上没有用过。当然，这还和网格密度及单元类型有关。

wangguangqing · 发表于 2010-3-20 21:22:02

个人理解：这是弹性力学里应力边界条件问题，即边界上面力分量和应力分量之间的关系式，这个应该是ansys程序自动处理比较准确，就是第一种处理方式

si13 · 发表于 2010-3-20 23:08:04

网格划分精细一点，方案三和一应该区别不大
对方案二节点上加pressure同样迷惑

midasgalaxy · 发表于 2010-3-21 12:00:23

1# fenglinxiaoxue
方案一由ANSYS软件通过单元形函数将施加在面上的pressure转换为节点力，方案三是按平均方式直接施加节点力，某些情况下会与方案一有差别。方案二，若已知压力在各个节点处的值（例如已知压力随位置的分布函数和节点坐标），用SFE施加压力至节点上，ANSYS软件再通过形函数得到节点力进行有限元分析。

pig520 · 发表于 2010-3-21 17:51:44

1和3应该是正确的，至于精度方面；应该跟MESH的精度密切相关

fenglinxiaoxue · 发表于 2010-3-22 22:01:19

做了个很小的例子尝试了在面上和面的所有节点上加pressure，数值均为P，无论网格粗细程度，在面上加pressure和在面的所有节点上加pressure，两种做法结果完全相同。

zhangghost · 发表于 2010-3-23 01:29:59

对这个问题保持持续关注中。

jrbei · 发表于 2010-3-23 09:55:02

本帖最后由 jrbei 于 2010-3-23 09:58 编辑

要在一个平面上施加均布的载荷。
假定面上受力N，面积S，则压强P=N/S，平面上有L个节点。

方案1：在面上施加pressure，数值等于P
方案2：在面的所有节点上施加pressure，数值等于N/L
方案3：在面的所有节点上施 ...
fenglinxiaoxue 发表于 2010-3-19 22:25

方案3是错误的，因为，若网格不均匀，则将导致网格密的区域受力过大，而网格稀疏的区域受力过小。
方案1和方案2是等价的。

另外，方案2的pressure数值应为P=N/S，而N/L是力的量刚。

si13 · 发表于 2010-3-23 12:24:34

方案三可以对所有单元做一个循环
打开  fcum,add  力叠加开关
*do,i,1,单元最大数
对每个单元用    pressure*单元面积    得到每个单元受到的面力
然后用  面力/该单元节点数即可得每个节点所受力
施加节点力
*enddo
可克服 “网格密的区域受力过大，而网格稀疏的区域受力过小” 的问题
而且载荷施加方向更容易控制
缺点：单元数多时，载荷施加时间过长

16443 · 发表于 2010-3-23 14:44:08

方案三可以对所有单元做一个循环
打开  fcum,add  力叠加开关
*do,i,1,单元最大数
对每个单元用    pressure*单元面积    得到每个单元受到的面力
然后用  面力/该单元节点数即可得每个节点所受力
施加节点力
*enddo
可克服 “网格密的区域受力过大，而网格稀疏的区域受力过小” 的问题
而且载荷施加方向更容易控制
缺点：单元数多时，载荷施加时间过长

这个不是和sfe类似么？

pfsr · 发表于 2010-3-23 15:29:42

单元上每个节点的权重受力是不一样的，需要用形函数计算。通常不能用"面力/该单元节点数"计算，如果单元足够密，可以如此近似。

fenglinxiaoxue · 发表于 2010-3-23 15:37:03

单元上每个节点的权重受力是不一样的，需要用形函数计算。通常不能用"面力/该单元节点数"计算，如果单元足够密，可以如此近似。
pfsr 发表于 2010-3-23 15:29

正解！

jrbei · 发表于 2010-3-23 15:44:06

方案三可以对所有单元做一个循环
打开  fcum,add  力叠加开关
*do,i,1,单元最大数
对每个单元用    pressure*单元面积    得到每个单元受到的面力
然后用  面力/该单元节点数即可得每个节点所受力 ...
si13 发表于 2010-3-23 12:24

此方法貌似可行，但是错误的，因为违反了有限元方法中等效节点力的分配原则，导致内部节点受力大，而边界节点受力小。例如：边界的角点可能只承受1个单元分配的力，边界的中间点可能只承受2个单元分配的力，而内部节点则可能承受4个单元单元分配的力。

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