WB雕虫小技4 WB柱坐标下多自变量载荷

结构有限元雕虫小技4——柱坐标下多自变量函数载荷

从本篇文章开始，这个系列的随笔文章改为名雕虫小技系列，因为的确是雕虫小技。在上一篇文章中介绍了笛卡尔坐标系多自变量函数载荷的加载方法，本文作为姊妹篇，介绍随柱坐标变化的多自变量函数载荷的加载方法。

其中p，z，y单位分别为MPa，mm，degree（度）。

在Mechanical中，建立柱坐标后，在模型表面施加压力——函数，输入z*sin(y)后，程序提示表达式包含多个自变量，载荷添加失败。

要添加多自变量载荷，往往需要到经典界面处理，但是本文介绍一种更简单的添加方法——通过外部数据+Excel软件处理多自变量载荷，操作方法见以下实例。

实例：WB中圆柱坐标系下多自变量载荷的添加

Step1 建模。

创建新静态结构算例。

使用DM创建XY圆环，内圆直径40mm，外圆直径50mm。拉伸高度50mm。

Step2 外部数据处理。

创建excel文件，x取值恒为25mm，即圆柱半径；z取值为0~50mm，以10mm为间隔增加；y取值为0~360°，以30°间隔增加。共78行数据，此处按10mm和30°为间隔是为了计算方便，读者也可自行定义间隔，数字越小，载荷增量越精细，插值越准确，但是计算量也越大。

p列是由公式=z*SIN(RADIANS(y))自动求得，RADIANS()是将角度转变弧度，因为excel中三角函数是按弧度计算。

将表格另存为csv（逗号分隔）文件，在提示窗口点击确定，便会转换为兼容文件。

用记事本打开这个文件，可以发现表格转换为了逗号分隔的文本。

Step3 导入外部数据。

在WB中创建外部数据(external data)项目，并将它关联到刚才创建的静态结构项目的设置栏。

双击设置进入外部数据设置窗口。首先在导入csv数据，从第2行开始读取（因为第1行是我们定义的表头），坐标类型修改为圆柱形坐标。设置第B、C、D、E列数据分别对应x、z、y和压力，注意单位，y单位为角度degree。此时右下角表格中只显示了11行而不是78行，不用理会。

返回WB主界面，更新外部数据的设置栏。

Step4 边界条件设置。

进入静态结构算例的Mechnical界面，材料、网格均按默认设置。

固定模型的下端面。

此时边界条件中的“导入的载荷A2”显示问号表示还未激活，右击——插入——压力。

在属性中只需要选择模型外圆柱表面，其余均可按默认设置。

如果需要查看源节点，可以打开图形控制的显示源点、显示源点ID等选项。可以看到一共有78个源节点，即上文表格中设置的78个点位，分别在这78个点位施加对应的压力值，而在各点之间区域将通过插值计算求得，默认使用三角形划分求插值，无需修改。

右击“导入的压力”——导入载荷，即可查看表面压力载荷。网格越精细，插值计算的数字过渡越光滑，计算量也越大。

Step5 结果后处理。

采用5mm，2.5mm和1mm三种尺寸网格的求解结果位移基本相近，如下图。

本文介绍了一个简单的多变量载荷的实例，以作抛砖引玉，更多应用有待您的发掘。文中难免纰漏百出，敬请批评指正。