一种施加同时随时间和空间变化载荷或位移的特殊方法

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Ansys Workbench功能很强大，其通用功能已完全可以满足压力容器的应力分析，但AWB还有很多我们平时用不到的特殊功能，本文为大家介绍其中一个载荷或位移施加的特殊功能：同时施加随时间和空间变化载荷或位移的方法。正所谓“技多不压身”，熟练的理解这种边界条件施加方法或许会为你以后遇到复杂边界条件的施加提供举一反三的思路。

为方便介绍，以一块10×10×1mm3的板为介绍实例：

【第1步】Excel中输入坐标、载荷值或位移值

此方法首先需要在excel表格或txt文件中手动输入坐标值、载荷值或其它边界条件值，如下图1所示：其中第一列至第三列分别为x、y、z坐标值，第四列为pressure，第五列为displacement，第六列为force。

图1 坐标、载荷等输入源数据

【第2步】导入第一步中输入的excel数据

需要特殊注意的是：输入数据的excel表格需另存为.csv格式，因为awb值能识别这种格式，否则导入进awb的数据会变成一堆乱码。导入数据的方法如下：

（1）在awb中建立Static Structural模块或其它分析模块，之后在Geometry中建立模型，模型建完后先不要进入Mechanical界面进行网格划分，在这之前有非常重要的一步是将External Data模块拖到Static Structural模块左侧；

（2）点击进入External Data模块界面，右键点击红线圈出部分的按钮导入第一步输入的excel数据，则在界面中会出现图3~图4的对话框，图3对话框中可选择相应的数据变量类型（如pressure,displacement,force等），图4对话框中选择“comma”则数据显示方式与excel表格中输入格式一致，见图5，awb默认只显示10行数据，但实际上全部数据均已导入成功；

图2 External Data模块界面

图3 数据类型及单位选择界面

图4 数据显示方式选择界面

图5 成功导入数据的界面

（3）在界面中点击“update project“进行更新即完成了从excel表格到External Data界面数据的成功导入。

目前awb支持的可通过excel导入的数据变量有下图6中红线圈出部分：包括x y z坐标值、单元号、压力、位移、力、热通量、热流率等。

图6 awb可选择的数据变量

【第3步】将External Data模块与Static Structural模块建立联系

成功导入数据的External Data模块的setup栏会由”？“变为”√“，之后需左键将External Data模块的setup与Static Structural模块的setup建立联系（见图7）。

图7 External Data与Static Structural模块建立联系

【第4步】双击进入mechanical界面将载荷导入到Static Structural模型中

双击Static Structural模块的setup进入mechanical界面进行网格的划分并将成功导入到External Data模块的数据再导入到Static Structural模型中，如图8所示：分别右键点击imported pressure，imported displacement，imported force会出现”imported load“选项，点击便可将压力、位移、力的数据成功导入。

图8 将载荷分别倒入到Static Structural模型中

【第5步】设置载荷施加的分析步和分析时间

至此，网格划分与载荷、边界条件均已施加完，需进行分析求解的设置，在analysis setting中将分析步设置为三步，分析时间设置为三秒，建立随时间变化的关系：在第一个分析步中施加pressure，设置分析时间为1s（即在第1s的时候开始施加pressure）；第二个分析步中施加displacement，设置分析时间为2s（即在第2s的时候开始施加displacement），第三个分析步中施加force，设置分析时间为3s（即在第3s的时候开始施加force），分别见图9~11。