在任意面施加任意方向任意变化的压力

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液体静力学专业知识讲座

液体静力学专业知识讲座
4)同种液体连通时,等压面水平。 方程旳使用范围:合用于均质并连通旳静止液体。
2023/12/31
25
第二章 液体静力学(Liquid Statics )
大气压强随海拔高度及气温旳变化而变化。 1atm=1.013×105Pa 1工程大气压=9.8×104Pa=98KN/m2
2023/12/31
26
量力仅为重力时,任意点总水头z + p/ 为定值。即
连续均质平衡液体中总水头(或测压管水头)线为
一水平面。
2023/12/31
22
第二章 液体静力学(Liquid Statics )
测压管水头线旳图示
测压管水头线
pA/
zA
基准 o
2023/12/31
p0
·A B·
pB/ zB
o
23
第二章 液体静力学(Liquid Statics )
2023/12/31
10
第二章 液体静力学(Liquid Statics )
px-pn =0,即px=pn
同理可证 py=pn pz=pn
所以 px=py=pz=pn
因为四面体是任取,即dx,dy,dz是任意值,所以pn旳 方向是任意旳。故静止液体中一点压强旳大小与作用 面方向无关,仅为坐标点旳函数。
2023/12/31
20
第二章 液体静力学(Liquid Statics )
工程中最常见旳质量力为重力,所以讨论重力作用下 静止液体中旳压强分布规律更具实际意义。
重力作用下静止液体中旳压强分布(静力学基本方 程)
X=0,Y=0,Z= - g 故 dp= - g dz = - dz
2023/12/31
18

ANSYS 使用技巧24则

ANSYS 使用技巧24则

目录1 如何定制Beam188/189单元的用户化截面 (1)2 ANSYS 查询函数(Inquiry Function) (2)3 ANSYS是否具有混合分网的功能? (4)5 利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析 (5)6 膜元Shell41是否能作大变形分析? (7)7 耦合及约束方程讲座一、耦合 (7)8 耦合及约束方程讲座二、约束方程 (9)9 巧用ANSYS的Toolbar (12)10 如何得到径向和周向的计算结果? (14)12 如何考虑结构分析中的重力 (15)13 如何实现壳单元的偏置 (16)14 如何使用用户定义用户自定义矩阵 (17)15 如何提取模态质量 (18)16 ANSYS的几种动画模式 (19)17 如何正确理解ANSYS的节点坐标系 (20)18 为什么在用BEAM188和189单元划分单元时会有许多额外的节点?可不可以将它们删除? (21)20 用ANSYS分析过整个桥梁施工过程 (21)21 用单元死活模拟浇铸过程中的温度分布 (22)22 在ANSYS5.6中如何施加函数变化的表面载荷 (24)23 在ANSYS中怎样给面施加一个非零的法向位移约束? (25)24 在任意面施加任意方向任意变化的压力 (26)1 如何定制Beam188/189单元的用户化截面ANSYS提供了几种通用截面供用户选用,但有时不能满足用户的特殊需求。

为此,ANSYS提供了用户创建截面(库)的方法。

如果你需要创建一个非通用横截面,必须创建一个用户网格文件。

具体方法是,首先创建一个2-D实体模型,然后利用SECWRITE 命令将其保存(Main Menu>Preprocessor>Sections> -Beam-Write Sec Mesh)。

该过程的细节如下:1.创建截面的几何模型(二维面模型)。

2.对所有线设置单元份数或者单元最大尺寸 (Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-Lines-Picked Lines或使用MeshTool)。

在ANSYS中施加任意面、方向、变化载荷的方法

在ANSYS中施加任意面、方向、变化载荷的方法

在任意面施加任意方向任意变化的压力在某些特殊的应用场合,可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷,当然,这在一定程度上可以通过 ANSYS表面效应单元实现。

如果利用 ANSYS的参数化设计语言,也可以非常完美地实现此功能,下面通过一个小例子描述此方法。

!!!在执行如下加载命令之前 ,请务必用选择命令 asel 将需要加载的几何面选择出来!!!finish/prep7et,500,shell63press=100e6amesh, allesla, snsla,s,1!如果载荷的反向是一个特殊坐标系的方向 ,可在此建立局部坐标系 ,并将 !所有节点坐标系旋转到局部坐标系下 .*get,enmax,elem,,num,maxdofsel,s,fx,fy,fzfcum,add !!! 将力的施加方式设置为 " 累加 ",而不是缺省的 " 替代 "*do,i,1,enmax*if,esel,eq,1,then*get,ae,elem,i,area! 此命令用单元真实面积,如用投影面积,请用下几条命令!*get,ae,elem,i,aproj,x ! 此命令用单元 X 投影面积,如用真实面积,请用上一条命令!*get,ae,elem,i,aproj,y ! 此命令用单元 Y投影面积!*get,ae,elem,i,aproj,z ! 此命令用单元 Z 投影面积xe=centrx !单元中心 X 坐标 (用于求解压力值 )ye=centry !单元中心 Y 坐标 (用于求解压力值 )ze=centrz !单元中心 Z 坐标 (用于求解压力值 )!下面输入压力随坐标变化的公式 ,本例的压力随 X 和 Y 坐标线性变化.p_e=(xe-10)*press+(ye-5)*pressf_tot=p_e*aeesel,s,elem,,insle,s,corner*get,nn,node,,countf_n=f_tot/nn*do,j,1,nnf,nelem(i,j),fx,f_n ! 压力的作用方向为X 方向!f,nelem(i,j),fy,f_n ! 压力的作用方向为 Y 方向!f,nelem(i,j),fz,f_n ! 压力的作用方向为 Z 方向*enddo*endifesla,s*enddoaclear,allfcum,repl !!! 将力的施加方式还原为缺省的"替代 "dofsel,allallsel说明:本信息在任意面施加任意方向任意变化的压力在某些特殊的应用场合,可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷,当然,这在一定程度上可以通过 ANSYS表面效应单元实现。

水力学总复习题 答案

水力学总复习题 答案

三、绘图计算题
1.绘出图中曲面上的的压力体图,并标出水压力铅直分力的方向。
4
2.
图示一倒 U 形差压计,左边管内为水,右边管内为相对密度(即比重) s 1 0.9 的油。
倒 U 形管顶部为相对密度 s 2 0.8 的油。已知左管内 A 点的压强 p A 98KN / m 2 ,试求右边 管内 B 点的压强。 3. 有 一 盛 水 的 开 口 容 器 以 的 加 速 度 3.6m/s2 沿 与水 平 面 成 夹 角 的 斜面 向 上 运 动, 试 求 容 器中 水 面 的 倾 角.
30o
4.矩形平板闸门 AB 如图所示,A 处设有转轴。已知闸门长 l=3m,宽 b=2m,形心 点水深 hc=3m,倾角 α=45°,忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需 拉力 FT。
5
hc A B α
5. 一曲面的形状为 3/4 个圆柱面,半径 R=0.8 m,宽度(垂直于纸面)为 1 m。圆心位于
(
) D. -43.3
21.图示的容器 a 中盛有重度为 1 的液体,容器 b 中盛有密度为 1 和2 的两种液体, 则两个容器中曲面 AB 上 压力体及压力应为 ( ) (1) 压力体相同,且压力相等; (2) 压力体相同,但压力不相等; (3) 压力体不同,压力不相等; (4) 压力体不同,但压力相等。
第1章 一、选择题 1.按连续介质的概念,流体质点是指( A .流体的分子;



B. 流体内的固体颗粒; C . 无大小的几何点; D. 几何尺寸同流动
空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 2.作用在流体的质量力包括( )
A. 压力; B. 摩擦力; C. 重力; D. 惯性力。 3.单位质量力的国际单位是:( )

流体力学讲义 第二章 流体静力学

流体力学讲义 第二章 流体静力学

第二章流体静力学作用在流体上的力有面积力与质量力。

静止流体中,面积力只有压应力——压强。

流体静力学主要研究流体在静止状态下的力学规律:它以压强为中心,主要阐述流体静压强的特性,静压强的分布规律,欧拉平衡微分方程,等压面概念,作用在平面上或曲面上静水总压力的计算方法,以及应用流体静力学原理来解决潜体与浮体的稳定性问题等。

第一节作用于流体上的力一、分类1.按物理性质的不同分类:重力、摩擦力、惯性力、弹性力、表面张力等。

2.按作用方式分:质量力和面积力。

二、质量力1.质量力(mass force):是指作用于隔离体内每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。

对于均质流体(各点密度相同的流体),质量力与流体体积成正比,其质量力又称为体积力。

单位牛顿(N)。

2.单位质量力:单位质量流体所受到的质量力。

(2-1) 单位质量力的单位:m/s2 ,与加速度单位一致。

最常见的质量力有:重力、惯性力。

问题1:比较重力场(质量力只有重力)中,水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小?A. f水<f水银;B. f水=f水银;C. f水>f水银;D、不一定。

问题2:试问自由落体和加速度a向x方向运动状态下的液体所受的单位质量力大小(fX. fY. fZ)分别为多少?自由落体:X=Y=0,Z=0。

加速运动:X=-a,Y=0,Z=-g。

三、面积力1.面积力(surface force):又称表面力,是毗邻流体或其它物体作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。

它的大小与作用面面积成正比。

表面力按作用方向可分为:压力:垂直于作用面。

切力:平行于作用面。

2.应力:单位面积上的表面力,单位:或图2-1压强(2-2)切应力(2-3) 考考你1.静止的流体受到哪几种力的作用?重力与压应力,无法承受剪切力。

2.理想流体受到哪几种力的作用?重力与压应力,因为无粘性,故无剪切力。

第二节流体静压强特性一、静止流体中任一点应力的特性1.静止流体表面应力只能是压应力或压强,且静水压强方向与作用面的内法线方向重合。

流体力学(流体静力学)

流体力学(流体静力学)

f (x)
f (x0 )
f (x0 )(!
)
(
x
x0
)
2
f
(n) (x0 n!
)
(x
x0
)n
按泰勒级数展开,把M、N点旳静压强写成
p 1
1 p
pM
p [(x dx) x] x 2
p 2
dx x
p 1
1 p
pN
p
[(x x
dx) x] 2
p
2
dx x
其中 p 为压力在x方向旳变化率。因为微元体旳面积取得足够小,
p1 p2
证明:从静止状态旳流体中引入直角坐标系中二维流体微元来
阐明。
设 y 方向宽度为1。ds 即表达任意方向微元表面。
分析 z 方向旳力平衡
表面力:
p1dscosθ=p1dx和p2dx两个力 二维流体微元旳体积:
z
dV 1 dxdz 2
质量力:
p1ds
ds dz x
θ dx
p3dz
y
Fz
1 2
dp =ρ1dU dp =ρ2dU 因为ρ1≠ρ2 且都不等于零,所以只有当dp和dU均为零时方程 式才干成立。所以其分界面必为等压面或等势面。
§2-4 流体静力学基本方程
重力作用下压力分布 相对平衡液体旳压力分布
§2—4 流体静力学基本方程
一、重力作用下压强分布
如图所示为一开口容器,其中盛有密度为ρ旳静止旳均匀液体 ,液体所受旳质量力只有重力,又ρ=常数,重度γ=ρg也为常数。 单位质量力在各坐标轴上旳分量为
(1)
Z 1 p 0
z
上式称为流体平衡微分方程式,它是 Euler在1755年首先提出 旳,故又称欧拉平衡方程式。它表达流体在质量力和表面力作用下 旳平衡条件。

理论力学平面任意力系

理论力学平面任意力系
齿轮II上旳力偶矩M;轴 承A,B处旳约束力。
解: 取齿轮I及重物C ,画受力图.
M B 0 Pr F R 0 F 10 P1
由 Fr taan 200 3.64 P1
t
X 0 FBx Fr 0 FBx 3,64P1
Y 0 FBy P P2 F 0 FBy 32P1
[例1]
静定(未知数三个)
静不定(未知数四个)
[例2]
物体系统(物系): ——由若干个物体经过 约束所构成旳系统。
超静定拱
[P62 思索题 3-10]
超静定梁
超静定桁架
3-3 物体系旳平衡•静定与超静定问题
二、物体系统旳平衡问题
外力:外界物体作用于系统上旳力。 内力:系统内部各物体之间旳相互作用力。
R
主矢
FR 0 FR 0
主矩
MO 0
MO 0 MO 0
MO 0
最终成果
阐明
合力 合力作用线过简化中心
合力 合力偶
合力作用线距简化中心M O FR
与简化中心旳位置无关
平衡
与简化中心旳位置无关
3-2 平面任意力系旳平衡条件与平衡方程
一、平面任意力系平衡旳充要条件为:
力系旳主矢
FR
'和对于任一点旳主矩
独立方程旳数目
平面力偶系
mi 0
1
平面平行力系 Y 0, mo (F ) 0
2
平面汇交力系
X 0
2
Y 0
平面任意力系
X 0
Y
0
3
mO (F i ) 0
3-3 物体系旳平衡•静定与超静定问题
独立方程数目≥未知数数目时,是静定问题 (可求解) 独立方程数目<未知数数目时,是超静定问题(静不定问题)

在ANSYS的任意面上施加任意方向任意变化的压力

在ANSYS的任意面上施加任意方向任意变化的压力

在ANSYS的任意面上施加任意方向任意变化的压力本文介绍了在ANSYS的任意面上施加任意方向任意变化的压力的方法。

在某些特殊的应用场合,可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷,当然,这在一定程度上可以通过ANSYS表面效应单元实现。

如果利用ANSYS的参数化设计语言,也可以非常完美地实现此功能,下面通过一个小例子描述此方法。

!!!!!!在执行如下加载命令之前,请务必用选择命令asel将需要加载的几何面选择出来!!!finish/prep7et,500,shell63press=100e6amesh,allesla,snsla,s,1! 如果载荷的反向是一个特殊坐标系的方向,可在此建立局部坐标系,并将! 所有节点坐标系旋转到局部坐标系下.*get,enmax,elem,,num,maxdofsel,s,fx,fy,fzfcum,add !!!将力的施加方式设置为"累加",而不是缺省的"替代"*do,i,1,enmax*if,esel(i),eq,1,then*get,ae,elem,i,area !此命令用单元真实面积,如用投影面积,请用下几条命令! *get,ae,elem,i,aproj,x !此命令用单元X投影面积,如用真实面积,请用上一条命令! *get,ae,elem,i,aproj,y !此命令用单元Y投影面积! *get,ae,elem,i,aproj,z !此命令用单元Z投影面积xe=centrx(i) !单元中心X坐标(用于求解压力值)ye=centry(i) !单元中心Y坐标(用于求解压力值)ze=centrz(i) !单元中心Z坐标(用于求解压力值)! 下面输入压力随坐标变化的公式,本例的压力随X和Y坐标线性变化.p_e=(xe-10)*press+(ye-5)*pressf_tot=p_e*aeesel,s,elem,,insle,s,corner*get,nn,node,,countf_n=f_tot/nn*do,j,1,nnf,nelem(i,j),fx,f_n !压力的作用方向为X方向! f,nelem(i,j),fy,f_n !压力的作用方向为Y方向! f,nelem(i,j),fz,f_n !压力的作用方向为Z方向*enddo*endifesla,s*enddoaclear,allfcum,repl !!!将力的施加方式还原为缺省的"替代" dofsel,allallsel。

《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案

《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案

第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同?荷载:是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。

作用:能使结构产生效应的各种因素总称。

2、说明直接作用和间接作用的区别。

将作用在结构上的力的因素称为直接作用,将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用,如温度改变,地震,不均匀沉降等。

只有直接作用才可称为荷载。

3、作用有哪些类型?请举例说明哪些是直接作用?哪些是间接作用?①随时间的变异分类:永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类:固定作用、可动作用③按结构的反应分类:静态作用、动态作用。

4、什么是效应?是不是只有直接作用才能产生效应?效应:作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。

不是。

第二章重力1、结构自重如何计算?将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件,先计算基本构件的重量,然后叠加即得到结构总自重。

2、土的重度与有效重度有何区别?成层土的自重应力如何计算?土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。

如果土层位于地下水位以下,由于受到水的浮力作用,单位体积中,土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。

3、何谓基本雪压?影响基本雪压的主要因素有哪些?基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。

主要因素:雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。

4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。

主要因素:风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响(一般随坡度的增加而减小,原因是风的作用和雪滑移)、屋面温度(屋面散发的热量使部分积雪融化,同时也使雪滑移更易发生)。

5、说明车列荷载与车道荷载的区别。

车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式,以集中荷载的形式作用于车轴位置;车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列,将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。

第三章侧压力1.什么是土的侧压力?其大小与分布规律与哪些因素有关?土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。

ANSYS精华回答

ANSYS精华回答

Q为问,A为回复。

Q:在ansys中main meun>preprocessor>sections>common sectns..当中对T型材计算所得到的Torsion Constant的值是不是指“极惯性矩(polar inertia)”,但我从字面意思看好象是指“扭转常数”什么的,问他到底是指什么?A:即材料力学中的扭转常数Ip,ANSYS中缺省是Iyy+Izz,如用188/189则可以看到其是怎么计算出来的。

A:应该是材料力学中的关于z轴的惯性矩Izz,对应ansys命令section显示截面图形的Iyy ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Q:有人用ansys做地基梁分析吗?请问分析是采用的模型是什么?ansys中单元应该用什么,是不是应该算做接触问题?A:结构用梁模拟,结构与地基的作用用弹簧单元模拟!---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Q:建立三维几何模型时,能否用一个二维平面绕其对称轴旋转来生成?如果可以,具体怎么做?A:2-D模型建好后,用命令Pmodeling>operate>extrude>areas>about axis就可以了。

A:我在二维模型上已经划分了网格,为什么生成三维体后看不到,应该怎么划分三维网格呢?---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Q:我要用ANSYS计算一个粘弹性材料夹心的夹层板的动力计算,请问关于粘弹性材料属性的怎么定义?应该选取什么样的单元对此夹层板进行建模?A:不知道你看没看ANSYS帮助中有一个类似问题的例子,VM200这个例子。

第二章流体静力学流体力学

第二章流体静力学流体力学

Pn Pn
cos(n, cos(n,
x) y)
Fx Fy
0 0
(2—2)
Pz
Pn
cos(n,
z)
Fz
0
x方向受力分析:表面力:
Px
px
1 dydz 2
Pn
cos(n, x)
pn
1 dydz 2
(2—3)
n为斜面ABC的法线方向质量力: Fx X dxdydz / 6 (2-4)
对压强的负值时,如(图2—10)。
真空值 p pa pabs ( pabs pa )
h 真空高度 v
pv
pa pabs
( pabs pa ) (2—20)
(2—18)
pabs hv pa
图2—10真空高度
hv
pa
pabs
g
pv
g
(2—19)
(二)压强的单位及其换算
1.国际单位制:国际单位制中压强的单位主要有pa(或 atm)、Pa(或N/m2)、Kpa(或kN/m2)、Mpa等。

, , p p p
x y z
)等于该方向上单位体积内的质量力的分
量 ( X 、Y 、Z )。
二、平衡微分方程的全微分式
为对式(2—9)进行积分,将各分式分别乘以 dx、dy 、dz
然后相加,得(2-10)
p dx p dy p dz (Xdx Ydy Zdz)
x y z
压强p p(x, y, z)是坐标的连续函数,由全微分定理,
体的交界面等。
第三节 重力场中流体静压强的分布规律
一、液体静力学的基本方程 1.基本方程的两种表达式 在同一种均质的静止液体中,
任意点的静压强,与其淹没深度 成正比,与液体的重度成正比, 且任一点的静压强的变化,将等 值地传递到液体的其它各点

ansys施加面荷载

ansys施加面荷载

1、如果是线性变化的,可以采用水压方式定义;1、如果可以用函数表示,则可以用函数来定义,2、也可以使用表面效应单元来定义;在ANSYS中如果要在一个面上施加沿某个方向变化的面荷载,需要有两步来完成:这里以一个在圆筒内表面加内水压力的例子进行说明。

第一步,设置面荷载变化规律。

如果面荷载沿Z向变化,后面指定面荷载从Z=100开始变化,并按斜率为-9800进行变化,可用如下语句sfgrad,pres,,z,100,-9800 !也就是准备在高100米的圆柱加内水压力吧第二步,施加面荷载。

在指定的面上施加按第一步设置的面荷载变化规律的面荷载。

SFA,P51X,1,PRES,0这个语句相当于在指定面上施加法向荷载(选圆筒体内表面),在Z=100时荷载值为0,随Z坐标变化荷载值以变化率-9800进行变化,这样在Z=0时荷载值为-9800*100每次用sfgrad进行设置后仅对随后的sfa命令有效,直倒下次再用sfgrad进行设置。

在面上施加荷载后,对模型剖分后可以执行以下命令来查看加的面荷载是否正确/PSF,PRES,NORM,2,0,1 以箭头方式显示面荷载sftran 将面荷载转化到有限元模型上本文摘自《ANSYS工程分析进阶实例》---王呼佳、陈洪军主编,在此对本书作者表示感谢!一般可以通过两种方法施加面荷载,一是在表面上覆盖一层表面效应单元SURF153或SURF154;二是通过apdl语言编程施加。

基本思路如下:人为将面上压力荷载换算成集中力并施加到节点上。

施加集中力时,将合力分解为X,Y,Z方向的分力。

(1)选中所要施加压力的表面,在面上生成一层shell63单元。

(2)对生成的shell63单元,使用循环语句逐步进行以下操作。

(3)得到每个单元的面积及单元中心的X,Y,Z坐标值。

(4)将坐标值代入压力随坐标变化的函数式,得到单元中心点处的压力值,并乘以面积得到单元所受的合力。

(5)将合力平均后,施加到单元的各个节点。

流体力学资料复习整理

流体力学资料复习整理

流体复习整理资料第一章 流体及其物理性质1.流体的特征——流动性:在任意微小的剪切力作用下能产生连续剪切变形的物体称为流体。

也可以说能够流动的物质即为流体。

流体在静止时不能承受剪切力,不能抵抗剪切变形。

流体只有在运动状态下,当流体质点之间有相对运动时,才能抵抗剪切变形。

只要有剪切力的作用,流体就不会静止下来,将会发生连续变形而流动。

运动流体抵抗剪切变形的能力(产生剪切应力的大小)体现在变形的速率上,而不是变形的大小(与弹性体的不同之处)。

2.流体的重度:单位体积的流体所的受的重力,用γ表示。

g 一般计算中取9.8m /s 23.密度:=1000kg/,=1.2kg/,=13.6,常压常温下,空气的密度大约是水的1/8003. 当流体的压缩性对所研究的流动影响不大,可忽略不计时,这种流体称为不可压缩流体,反之称为可压缩流体。

通常液体和低速流动的气体(U<70m /s )可作为不可压缩流体处理。

4.压缩系数:弹性模数:21d /d pp E N m ρβρ==膨胀系数:)(K /1d d 1d /d TVV T V V t ==β5.流体的粘性:运动流体内存在内摩擦力的特性(有抵抗剪切变形的能力),这就是粘滞性。

流体的粘性就是阻止发生剪切变形的一种特性,而内摩擦力则是粘性的动力表现。

温度升高时,液体的粘性降低,气体粘性增加。

6.牛顿内摩擦定律: 单位面积上的摩擦力为:3/g N m γρ=p V V p V V p d d 1d /d -=-=β21d 1d /d d p V m NV p pρβρ=-=h U μτ=内摩擦力为: 此式即为牛顿内摩擦定律公式。

其中:μ为动力粘度,表征流体抵抗变形的能力,它和密度的比值称为流体的运动粘度ν τ值既能反映大小,又可表示方向,必须规定:公式中的τ是靠近坐标原点一侧(即t -t 线以下)的流体所受的内摩擦应力,其大小为μ du/dy ,方向由du/dy 的符号决定,为正时τ与u 同向,为负时τ与u 反向,显然,对下图所示的流动,τ>0, 即t —t 线以下的流体Ⅰ受上部流体Ⅱ拖动,而Ⅱ受Ⅰ的阻滞。

化工原理课后思考题答案完整版

化工原理课后思考题答案完整版

第一章流体流动问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。

质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。

问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。

问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3.分子间的引力和分子的热运动。

通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。

液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。

问题4.静压强有什么特性?答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。

问题5.图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m 2,水和容器总重10N。

(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向);(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么?题5附图题6附图答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。

2)内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa;外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。

因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。

问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U 形压差计,读数分别为R 1、R 2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R 1与R 2有何变化?(说明理由)答6.容器A 的液体势能下降,使它与容器B 的液体势能差减小,从而R 2减小。

流体力学与压力初中物理重要知识点解析

流体力学与压力初中物理重要知识点解析

流体力学与压力初中物理重要知识点解析流体力学是研究流体的运动和力学性质的学科,包括液体和气体。

而压力是描述流体系统中某一点所受到的力的大小,是流体力学中的重要概念之一。

下面将对流体力学和压力的相关知识进行解析。

一、流体力学基础知识1. 流体的特性流体是一种能够自由流动的物质,包括液体和气体。

与固体相比,流体没有一定的形状,而是具有可塑性和流动性。

2. 流体的压强和压力流体的压强是指单位面积上受到的力的大小,可用公式P = F/A计算。

而压力是指流体中某一点所受到的力的大小,等于单位面积上的压强,即P = F/A。

二、流体的压力传递与浮力1. 压力的传递流体的压力可以沿着流体中的任意方向传递,且传递时不改变大小。

这是因为流体是连续介质,内部分子间存在着相互作用力。

2. 压力的方向流体中的压力是沿着法线方向作用的,即与受力的面垂直。

这是由于压力的性质决定的,压力不受力的方向影响。

3. 浮力的概念浮力是指物体在液体中受到的向上的力,是由于液体对物体施加的压力不均匀而产生的。

根据阿基米德定律,浮力的大小等于物体排开的液体的体积乘以液体的密度和重力加速度。

三、压力与压强的计算1. 压强的计算压强是指单位面积上的压力大小,可用公式P = F/A计算。

其中,F为作用在面上的力的大小,A为面的面积。

2. 压力的计算压力是指流体中某一点所受到的力的大小,即单位面积上的压强。

压力可以通过测量作用在面上的力和该面的面积来计算。

四、流体的静压力和动压力1. 静压力的概念静压力是指液体或气体静止时由于受到重力作用而产生的压力。

静压力的大小与液体或气体的高度、密度以及重力加速度有关。

2. 动压力的概念动压力是指流体在运动中由于惯性而产生的压力,也称为动能压力。

动压力的大小与流体的密度和流速有关。

五、流体的连续性定律流体的连续性定律是指在液体或气体的流动过程中,流体质点的质量守恒。

即在流体流动过程中,单位时间内通过横截面的流体质量相等。

第2章 流体静力学(6)

第2章 流体静力学(6)
1 在OBC上的表面力: ������������ = 2 ������������������������������������ 在ABC上的表面力:
������n cos ������, ������ = ������n������∆������������������ cos ������, ������
本章作业: 2-3,2-4,2-5,2-11,2-12,2-14
第2章 流体静力学
2.1 流体静压力及其特性 2.2 静止流体平衡方程 2.3 流体静力学基本公式及其应用 2.4 其它质量力作用下的流体平衡 2.5 平衡液体对壁面的作用力 2.6 浮力与浮体的稳定性
第2章 流体静力学
2.1 流体静压力及其特性
1 ������������ ������������ − ������ ������������ = 0
1 ������������ 同理, ������������ − ������ ������������ = 0
1 ������������ ������������ − ������ ������������ = 0
2.2 静止流体平衡方程
3. 静力学基本方程式 如右图所示,容器中盛有均质液体,则
������������ = ������������ = 0, ������������ = −g d������ = ������ ������������d������ + ������������d������ + ������������d������ = −������gd������
等压面是求解静止流体中不同位置之 间压力关系时常应用到的概念,使用条件必 须是连通的同种流体。如图2-5所示,为装 有两种不相混液体的U形管,其中3-3面为等 压面;而2-2面不是等压面,因为左右管中 为不同种类的液体;1-1面也不是等压面, 因为虽是同种液体,但并不连通。

流体力学基本概念

流体力学基本概念

**流函数:由连续性方程导出的、其值沿流线保持不变的标量函数。

**粘性:在运动状态下,流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以抵抗剪切变形,这种性质叫做粘性。

粘性的大小用黏度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子。

粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。

**内摩擦力:流体内部不同流速层之间的黏性力。

**牛顿流体:剪切变形率与切应力成线性关系的流体(水,空气)。

**非牛顿流体:黏度系数在剪切速率变化时不能保持为常数的流体(油漆,高分子溶液)。

**表面张力:1.表面张力作用于液体的自由表面上。

2.气体不存在表面张力。

3.表面张力是液体分子间吸引力的宏观表现。

4.表面张力沿表面切向并与界线垂直。

5.液体表面上单位长度所受的张力。

6.用σ表示,单位为N/m。

**流线:表示某瞬时流动方向的曲线,曲线上各质点的流速矢量皆与该曲线相切。

性质:a、同一时刻的不同流线,不能相交。

b、流线不能是折线,而是一条光滑的曲线。

c、流线簇的疏密反映了速度的大小。

**过流断面:与元流或总流的流向相垂直的横断面称为过流断面。

(元流:在微小流管内所有流体质点所形成的流动称为元流。

总流:若流管的壁面是流动区域的周界,将流管内所有流体质点所形成的流动称为总流。

)**流量:单位时间内通过某一过流断面的流体体积称为该过流断面的体积流量,简称流量。

**控制体:被流体所流过的,相对于某个坐标系来说,固定不变的任何体积称之为控制体。

控制体的边界面,称之为控制面。

控制面总是封闭表面。

占据控制体的诸流体质点随着时间而改变。

**边界层:水和空气等黏度很小的流体,在大雷诺数下绕物体流动时,黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中,而在这一薄层外黏性影响很小,完全可以忽略不计,这一薄层称为边界层。

**边界层厚度:边界层内、外区域并没有明显的分界面,一般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99%处之间的距离定义为边界层厚度。

**边界层的基本特征:(1) 与物体的特征长度相比,边界层的厚度很小。

流体力学概念总结(涉及所有重点)

流体力学概念总结(涉及所有重点)

表面力:又称面积力,是毗邻流体或其它物体,作用在隔离体表面上的直接施加的接触力。

它的大小与作用面积成比例。

剪力、拉力、压力质量力:是指作用于隔离体内每一流体质点上的力,它的大小与质量成正比。

重力、惯性力流体的平衡或机械运动取决于:1.流体本身的物理性质(内因)2.作用在流体上的力(外因)流体的主要物理性质:密度:是指单位体积流体的质量。

单位:kg/m3 。

重度:指单位体积流体的重量。

单位: N/m3 。

流体的密度、重度均随压力和温度而变化。

流体的流动性:流体具有易流动性,不能维持自身的形状,即流体的形状就是容器的形状。

静止流体几乎不能抵抗任何微小的拉力和剪切力,仅能抵抗压力。

流体的粘滞性:即在运动的状态下,流体所产生的阻抗剪切变形的能力。

流体的流动性是受粘滞性制约的,流体的粘滞性越强,易流动性就越差。

任何一种流体都具有粘滞性。

牛顿通过著名的平板实验,说明了流体的粘滞性,提出了牛顿内摩擦定律。

τ=μ(du/dy)τ只与流体的性质有关,与接触面上的压力无关。

动力粘度μ:反映流体粘滞性大小的系数,单位:N•s/m2运动粘度ν:ν=μ/ρ流体静压强具有特性1.流体静压强既然是一个压应力,它的方向必然总是沿着作用面的内法线方向,即垂直于作用面,并指向作用面。

2.静止流体中任一点上流体静压强的大小与其作用面的方位无关,即同一点上各方向的静压强大小均相等。

静力学基本方程: P=Po+pgh等压面:压强相等的空间点构成的面绝对压强:以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强 Pabs相对压强:以当地大气压为基准起算的压强 PP=Pabs—Pa(当地大气压)真空度:绝对压强不足当地大气压的差值,即相对压强的负值 PvPv=Pa-Pabs= -P测压管水头:是单位重量液体具有的总势能基本问题:1、求流体内某点的压强值:p = p0 +γh;2、求压强差:p – p0 = γh ;3、求液位高:h = (p - p0)/γ平面上的净水总压力:潜没于液体中的任意形状平面的总静水压力P,大小等于受压面面积A与其形心点的静压强pc之积。

流体的静力学

流体的静力学

流体的静力学流体的静力学是研究流体静止状态下的力学性质的学科。

它主要关注流体受力平衡时的压力分布、压强及其变化规律等方面的问题。

我们来了解一下流体的概念。

流体是一种特殊的物质状态,它可以流动并且没有固定的形状。

液体和气体都属于流体的范畴。

在静力学中,我们主要研究流体受力平衡时的性质。

首先,我们来看一下流体的压力。

压力是指单位面积上受到的力的大小。

在流体中,压力是由流体分子间的碰撞引起的。

根据帕斯卡定律,流体中的压力作用在任何一个点上都是均匀的,并且沿着任意方向传递。

流体的压强是指单位面积上受到的压力大小。

根据定义,压强等于单位面积上的压力。

压强的计算公式为P=F/A,其中P表示压强,F 表示受到的力,A表示受力的面积。

在流体静力学中,我们还要研究流体的浮力。

浮力是指浸泡在流体中的物体所受到的向上的力。

根据阿基米德原理,浮力等于流体中所排挤的体积乘以流体的密度和重力加速度。

当物体的密度大于流体的密度时,物体会下沉;当物体的密度小于流体的密度时,物体会浮起。

流体的静力学还研究了流体的压强变化规律。

在重力作用下,流体的压强随着高度的增加而减小。

这是因为上方的流体对下方的流体施加了压力,导致下方流体的压强增加。

在实际应用中,流体的静力学有很多重要的应用。

例如,水压机利用流体的性质来放大力的作用,实现工作的方便和效率。

同时,流体的静力学还有助于我们理解大气压力的形成和变化规律,对气象学研究具有重要意义。

流体的静力学是研究流体静止状态下的力学性质的学科。

它研究了流体的压力、压强、浮力以及压强的变化规律等方面的问题。

流体的静力学不仅在理论上具有重要意义,而且在实际应用中也有着广泛的应用前景。

深入研究流体的静力学,有助于我们更好地理解和应用流体力学的知识。

ANSYSWorkbench中的几种载荷的含义

ANSYSWorkbench中的几种载荷的含义

ANSYSWorkbench中的几种载荷的含义摘要介绍ANSYS Workbench 中的几种载荷的含义1) 方向载荷对大多数有方向的载荷和支撑,其方向多可以在任意坐标系中定义:–坐标系必须在加载前定义而且只有在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向.–在Details view中, 改变“Define By”到“Components”. 然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标系.–在所选坐标系中指定x, y, 和z分量–不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。

2) 加速度 (重力)–加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。

–用户通常对方向的符号感到迷惑。

假如加速度突然施加到系统上,惯性将阻止加速度所产生的变化,从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。

–加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。

标准的地球重力可以作为一个载荷施加。

–其值为9.80665 m/s2 (在国际单位制中)–标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。

–由于“标准的地球重力”是一个加速度载荷,因此,如上所述,需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。

3) 旋转速度旋转速度是另一个可以实现的惯性载荷–整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转–可以通过定义一个矢量来实现,应用几何结构定义的轴以及定义的旋转速度–可以通过部件来定义,在总体坐标系下指定初始和其组成部分–由于模型绕着某根轴转动,因此要特别注意这个轴。

–缺省旋转速度需要输入每秒所转过的弧度值。

这个可以在路径“Tools > Control Panel >Miscellaneous > AngularVelocity” 里改变成每分钟旋转的弧度(RPM)来代替。

4) 压力载荷:–压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致–正值代表进入表面 (例如压缩) ;负值代表从表面出来 (例如抽气等)–压力的单位为每个单位面积上力的大小5) 力载荷:–力可以施加在结构的最外面,边缘或者表面。

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在某些特殊的应用场合,可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷,当然,这在一定程度上可以通过ANSYS表面效应单元实现。

如果利用ANSYS 的参数化设计语言,也可以非常完美地实现此功能,下面通过一个小例子描述此方法。

!!!在执行如下加载命令之前,请务必用选择命令asel将需要加载的几何面选择出来
!!!
finish
/prep7
et,500,shell63
press=100e6
amesh,all
esla,s
nsla,s,1
! 如果载荷的反向是一个特殊坐标系的方向,可在此建立局部坐标系,并将
! 所有节点坐标系旋转到局部坐标系下.
*get,enmax,elem,,num,max
dofsel,s,fx,fy,fz
fcum,add !!!将力的施加方式设置为"累加",而不是缺省的"替代"
*do,i,1,enmax
*if,esel,eq,1,then
*get,ae,elem,i,area !此命令用单元真实面积,如用投影面积,请用下几条命令
! *get,ae,elem,i,aproj,x !此命令用单元X投影面积,如用真实面积,请用上一条命令
! *get,ae,elem,i,aproj,y !此命令用单元Y投影面积
! *get,ae,elem,i,aproj,z !此命令用单元Z投影面积
xe=centrx !单元中心X坐标(用于求解压力值)
ye=centry !单元中心Y坐标(用于求解压力值)
ze=centrz !单元中心Z坐标(用于求解压力值)
! 下面输入压力随坐标变化的公式,本例的压力随X和Y坐标线性变化.
p_e=(xe-10)*press+(ye-5)*press
f_tot=p_e*ae
esel,s,elem,,i
nsle,s,corner
*get,nn,node,,count
f_n=f_tot/nn
*do,j,1,nn
f,nelem(i,j),fx,f_n !压力的作用方向为X方向
! f,nelem(i,j),fy,f_n !压力的作用方向为Y方向
! f,nelem(i,j),fz,f_n !压力的作用方向为Z方向
*enddo
*endif
esla,s
*enddo
aclear,all
fcum,repl !!!将力的施加方式还原为缺省的"替代"
dofsel,all allsel。

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