有限元分析_第6篇第28章_对称边界条件
有限元分析_第6篇第28章_对称边界条件
图 28.6
如果 I-deas 提示你保存模型文件，这时候不要保存，只在本教程要求保存的时候保存。 如果在某一步犯了错误，可以按 Control-Z 来恢复到上次保存的版本。
边界条件
切换到边界条件模块，见图 28.7。
图 28.7
创建与该零件相关的有限元模型28.9
举例来说，如果对称面垂直于 X 轴，那么在对称面内所有节点的 X 方向平动、Y 和 Z 向 转动将被约束。切换到 Master Modeler 任务模块，在对称面上切割零件，见图 28.10。
图 28.10
在另一个对称平面切割零件，见图 28.11。
图 28.11
保存模型文件。切换到 Boundary Conditions 任务模块下，创建对称约束集，见图 28.12。
图 28.24
图 28.25
在圆柱面上施加 Y 正向力，见图 28.26。
（如果箭头所指方向与+Y 方向一致）
图 28.26
创建新的边界条件集，见图 28.27。
图 28.27
切换到 Model Solution 任务模块，创建新的求解集，见图 28.28。
结果后处理，见图 28.29。
图 28.28
选择位于顶点的位移约束
保存模型文件。 创建边界条件集，见图 28.17。
图 28.16
图 28.17
切换到 Meshing 任务模块，划分实体网格，见图 28.18。
图 28.18
切换到 Model Solution 任务模块，进行模型求解，见图 28.19。
求解集管理
创建求解集
求解结束后，保存模型文件。 结果后处理，见图 28.20。
零件建模
打开一个新的模型文件，并命名，见图 28.1。
maxwell对称边界条件
maxwell对称边界条件
摘要：
1.麦克斯韦方程的边界条件
2.对称边界条件的概念
3.对称边界条件的应用
4.对称边界条件的例子
5.总结
正文：
一、麦克斯韦方程的边界条件
麦克斯韦方程是描述电磁场在空间中演化的基本方程，包括电场、磁场和电磁场能量守恒等方面。
在求解麦克斯韦方程时，我们需要考虑边界条件，即电磁场在边界上的行为。
边界条件对于求解电磁场问题至关重要，因为它们可以影响到电磁场的稳定性和解的唯一性。
二、对称边界条件的概念
对称边界条件是指在边界上，电磁场的某些物理量（如电场强度、磁场强度等）满足某种对称性。
这种对称性可以是关于时间、空间或某些物理量的旋转、镜像等。
对称边界条件是一种非常常见的边界条件，它在许多实际问题中都有重要的应用。
三、对称边界条件的应用
对称边界条件可以用于求解许多实际问题，如电磁波在媒质中的传播、天线辐射等问题。
在这些问题中，我们可以根据对称边界条件来确定电磁场的边
界行为，从而得到电磁场的解。
对称边界条件还可以用于判断电磁场解的稳定性，从而保证电磁场在边界上的行为是合理的。
四、对称边界条件的例子
一个典型的对称边界条件例子是电磁波在球坐标系中的传播问题。
在这个问题中，我们可以根据时间对称性和空间对称性来确定电磁波在球坐标系中的边界行为。
具体来说，我们可以假设电磁波的电场强度和磁场强度分别关于时间t 和径向坐标r 对称，从而得到对称边界条件。
五、总结
对称边界条件是麦克斯韦方程中一种非常重要的边界条件。
它可以用于求解许多实际问题，如电磁波在媒质中的传播、天线辐射等问题。
有限元边界条件和载荷
X边界条件和载荷10.1边界条件施加的力和/或者约束叫做边界条件。
在HyperMesh中，边界条件存放在叫做load collectors的载荷集中。
Load collectors可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create > Load Collector)。
经常（尤其是刚开始）需要一个load collector来存放约束（也叫做spc-单点约束），另外一个用来存放力或者压力。
记住，你可以把任何约束（比如节点约束自由度1和自由度123）放在一个load collector中。
这个规则同样适用于力和压力，它们可以放在同一个load collector中而不管方向和大小。
下面是将力施加到结构的一些基本规则。
1.集中载荷（作用在一个点或节点上）将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果，特别是在查看此区域的应力时。
通常集中载荷（比如施加到节点的点力）容易产生高的应力梯度。
即使高应力是正确的（比如力施加在无限小的区域），你应该检查下这种载荷是不是合乎常理？换句话说，模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形？因此，力常常使用分布载荷施加，也就是说线载荷，面载荷更贴近于真实情况。
2.在线或边上的力上图中，平板受到10N的力。
力被平均分配到边的11个节点上。
注意角上的力只作用在半个单元的边上。
上图是位移的云图。
注意位于板的角上的红色“热点”。
局部最大位移是由边界效应引起的（例如角上的力只作用在半个单元的边上），我们应该在板的边线上添加均匀载荷。
上述例子中，平板依然承受10N的力。
但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。
上图显示了由plate_distributed.hm文件计算得到的平板位移的云图分布。
位移分布更加均匀。
3.牵引力（或斜压力）牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。
垂直于此区域的力称为压力。
4.分布载荷（由公式确定的分布力）如何施加一个大小变化的力？分布载荷（大小随着节点或单元坐标变化）可以由一个公式来创建。
有限元ppt课件
里兹法:
选择一个定义于整个求解域 并满足边界条件的试探函数
将试探函数代入泛函表 达式,建立线性方程
求解方程 计算系数
16
设有边值问题
d2 y dx2
y
1
0
(1-8)
y(0) 0, y(1) 0
通过数学推导，求得其泛函为
I y(x) 1(1 y2 1 y2 y)dx
39
厚度为1的微分体,在水平方向拉
力F的作用下发生了位移 xdx
拉力表达式:
F xdy 1
x
x dy
拉力做的功:
dx
xdx
dW
1 2
F xdx
将F代入:
dW
1 2
x
x x dy
dU
dW
1 2
x
x
dxdy
单位体积内的应变能:
边值问题的求解
泛函极值的求解
泛函:给定满足一定条件的函数集合A:{y(x)},和实数 集合R。设y(x)是A中的函数,V是R中的变量,若A和V 之间存在一个对应关系,就是A中的每个函数y(x),R 中都有唯一的V值与之对应,则称V是函数y(x)的泛函,
记为V=V(y(x))。
A称为泛函的定义域,可变函数y(x)称为自变函数,依赖 自变函数而变的量V,称为自变函数的泛函。
U T dV V
单位体积内的虚应变能为
U T
U
U
o
43
2.虚位移原理 虚位移原理又称虚功原理,是最基本的能量原理.
虚位移原理:如果在虚位移发生之前弹性体是平衡的, 那么在虚位移发生时,外力在虚位移上所做的功就等 于弹性体的虚应变能,即
对称边界条件正交各向异性板的屈曲分析
王悦 帆 ， 海 峰 ， 张 王彦 宗
（ 西安建 筑科 技大学 理学 院 ， 西西安 ７ ０５ ） 陕 ０５ １
【 摘 要】 以四边固定的正交各向异性矩形板为例， 利用傅里叶级数对边界条件为对称或者反对称的
正 交各 向异 性 板 的 屈 曲作 了分 析 和 研 究 。 求 解 对称 或 者 反 对 称 边 界 条 件 的 正 交 各 向异 性 板 屈 曲 问题 时 ， 可 以通 过 求解 两种 或 多种 不 同的 边 界 条 件 下 的挠 度表 达 式 并将 其 叠加 ， 而 求 得 挠 度 在 边 界 条 件 为 对 称 或 者 从
。。 ＋ 。 ＋ ２。 ， ０ Ｗ ４
—
如图２ 矩形板两邻边简支， ０ 所示， 且在 的边上受有
弯矩。其边界条件为：
＋Ｎ Ｏ ｗ ２
，
ｃ Ⅳ
￣ ＝ ０
●
（） １
害 ｐ２ｚ － Ｔｃ￣ 、 ｚ － ｌ ’ Ｉ ． ． Ｗ＝ － ｒ Ｉ ｓ 砂 ０ ９
将 （式 人 （ 式 三 导 ： 芒 ６ 代 ３ 得 阶 数 ） ）
、，
旁： ： ｉ 。 荟 呶 ．
Ｒ ＝ｄ 卢 一 ：
求得叠加解二的挠度表达式为 ：
＝
、
毛 ｃ ｍ ｃｔｉ ： ｍ ｏ． ～３ ｓｘ ｏｓ
、 、 ｍ
…
进而求得各 阶偏导数 ：
其中 ｚ Ｉ ＝０
故 ＝Ｏ边上的边 界条件可化 为 ：
２ 叠加 解
在边界条件对称 时（ 图 １ 示 ） 其 解 可分为 ： 于 如 所 ， 关 ＝／ ａ ２与 Ｙ＝ｂ２双轴对称 ； ／ 关于 ＝ａ２与 ＝ ／ ／ ｂ２双轴反对 称 ； 于 ＝ａ２对称 而关于 Ｙ＝ｂ２反 对称 ； 于 ：ａ ２反 关 ／ ／ 关 ／ 对称而关于 Ｙ ／ ＝ｂ２对称 等 ４个 问题 。矩形 板属 于关于 ＝
UG有限元分析第6章
UG有限元分析第6章
热传导问题是指在不同温度的物体之间，由于温度差引起的热量传递现象。
其基本方程为热传导方程，即Fourier定律。
热传导问题的求解需要确定物体的温度分布以及热通量。
在确定温度分布时，需要考虑边界条件，包括温度边界条件和热通量边界条件。
本章详细介绍了这些基本方程和边界条件，并引入了标量场和标量场描述方法。
针对热传导问题的离散化方法是有限元方法。
有限元方法将物体划分为若干个小单元，并在每个小单元内近似求解。
本章详细介绍了有限元方法的基本思想和步骤。
首先需要建立有限元模型，确定离散化的小单元形状和尺寸。
然后，根据有限元方法的离散化原理，将热传导问题离散化为一个线性代数方程组。
最后，通过求解线性代数方程组，得到物体的温度分布。
在有限元分析的过程中，还需要进行一些计算和处理。
本章详细介绍了有限元分析中常用的计算和处理方法。
其中包括矩阵形式的方程组和有限元的组装方法。
此外，本章还介绍了一些有限元分析的数值方法，如迭代法和加速技术。
最后，本章通过一个具体的案例进行了实际的有限元分析。
案例中考虑了一个简单的热传导问题，通过建立有限元模型、离散化、求解线性代数方程组等步骤，最终得到了物体的温度分布。
总之，UG有限元分析第6章主要介绍了基于有限元方法进行热传导问题求解的原理和方法。
通过本章的学习，读者可以了解到热传导问题的基本方程和边界条件，以及有限元方法的基本思想和步骤。
同时，通过案例的实际操作，读者可以更好地理解和应用有限元分析方法。
有限元第二边界条件
有限元第二边界条件
有限元分析是一种工程数值分析方法，用于求解复杂结构的力学问题。
在有限元分析中，边界条件是非常重要的，它们用于描述结构的约束和加载情况。
第二边界条件通常指的是结构的位移边界条件，它可以通过以下几个方面来进行全面回答。
首先，有限元分析中的第二边界条件通常包括位移边界条件和约束边界条件。
位移边界条件指定了结构边界上的位移情况，可以是固定边界、自由边界或者特定的位移值；约束边界条件用于描述结构边界上的约束情况，比如固定边界上的约束力或者约束位移。
其次，第二边界条件还涉及到不同类型的边界条件，比如位移边界条件可以是固定边界条件，即结构边界上的位移被限制为零；也可以是位移加载边界条件，即结构边界上施加特定的位移加载；约束边界条件可以是约束力，即施加在结构边界上的约束力；还可以是约束位移，即施加在结构边界上的约束位移。
此外，第二边界条件的选择需要根据具体的工程问题来确定。
在实际工程中，根据结构的实际情况和加载条件，需要合理选择适当的位移边界条件和约束边界条件，以保证有限元分析的准确性和
可靠性。
最后，有限元分析中的第二边界条件的设定需要结合工程实际和数值计算的要求，需要考虑结构的边界约束情况、加载情况以及数值计算的稳定性和收敛性等因素，以确保有限元分析能够准确地反映结构的力学行为。
综上所述，有限元分析中的第二边界条件涉及到位移边界条件和约束边界条件，包括不同类型的边界条件和其在工程实际中的应用，需要根据具体工程问题合理选择，并结合工程实际和数值计算要求进行设定。
轴对称问题的有限元分析
第1节基本知识本节的有限元对象为轴对称问题，目的是学习将3D问题转化为2D问题分析的轴对称方法，涉及如何选取轴对称单元、建模规律、载荷的施加方法和后处理技术。
一、轴对称问题的定义轴对称问题是指受力体的几何形状、约束状态，以及其它外在因素都对称于某一根轴（过该轴的任一平面都是对称面）。
轴对称受力体的所有应力、应变和位移均对称于这根轴。
二、用ANSYS解决2D轴对称问题的规定用ANSYS解决2D轴对称问题时，轴对称模型必须在总体坐标系XOY平面的第一象限中创建，并且Y轴为轴旋转的对称轴。
求解时，施加自由约束、压力载荷、温度载荷和Y方向的加速度可以像其它非轴对称模型一样进行施加，但集中载荷有特殊的含义，它表示的是力或力矩在360°范围内的合力，即输入的是整个圆周上的总的载荷大小。
同理，在求解完毕后进行后处理时，轴对称模型输出的反作用力结果也是整个圆周上的合力输出，即力和力矩按总载荷大小输出。
在ANSYS中，X方向是径向，Z方向是环向，受力体承载后的环向位移为零，环向应力和应变不为零。
常用的2D轴对称单元类型和用途见表11-1。
表11-1 2D轴对称常用结构单元列表的高阶单的高阶单在利用ANSYS进行有限元分析时，将这些单元定义为新的单元后，设置单元配置项KEYOPT（3）为Axisymmetric(Shell51和Shell61单元本身就是轴对称单元，不用设置该项)，单元将被指定按轴对称模型进行计算。
后处理时，可观察径向和环向应力，它对应的是SX与SZ应力分量，并且在直角坐标系下观察即可。
可以通过轴对称扩展设置将截面结果扩展成任意扇型区域大小的模型，以便更加真实地观察总体模型的各项结果。
轴对称问题有限元分析实例 2D节2第p=1000 N/mF2y611xO61211-1 圆柱筒壳示意图图——圆柱筒的静力分析一、案例1问题，直0.1 m1000 N/m的压力作用，其厚度为如图11-1所示，圆柱筒材质为A3钢，受，并且圆柱筒壳的下部轴线方向固定，其它方向自由，试计算其变形、mm，高度为16 径12径向应力和轴向应力。
有限元分析轴对称问题
有限元分析轴对称问题思考题5-1 轴对称问题的定义答：⼯程中⼜⼀类结构，其⼏何形状、边界条件、所受载荷都对称于某⼀轴线，这种情况下结构再载荷作⽤下位移、应变和应⼒也对称于这个轴线，这种问题成为轴对称问题。
5-2 轴对称问题⼀般采⽤的坐标系？作图说明每个坐标分量的物理意义答：在描述轴对称弹性体问题的应⼒及变形时常采⽤圆柱坐标r，θ，z。
5-3 轴对称问题中每个点有⼏个位移分量？各位移分量是那⼏个⾃变量的函数？答：位移分量u, w,都只是rz的函数，与θ⽆关。
5-4 轴对称问题中的每个点有哪⼏个应⼒分量？是那⼏个⾃变量的函数。
答：4个应⼒分量；5-5 轴对称问题中的每个点有哪⼏个应变分量？是那⼏个⾃变量的函数答：4个应变分量5-6 轴对称问题是三维问题？⼆维问题？最简单的轴对称单元是哪种单元？作图说明答：由于轴对称，沿θ⽅向的环向（周向）位移v等于零。
因此轴对称问题是⼆维问题；三⾓形环单元。
（三⾓形轴对称单元，这些圆环单元与rz平⾯（⼦午⾯）正交的截⾯是三⾓形）5-7 写出三⾓形环单元的位移函数。
满⾜完备性要求吗？答：满⾜完备性要求。
5-8 三⾓形环单元形函数的表达式？指出形函数的性质。
5-9 三⾓形环单元的应⼒和应变的特点。
其单元刚度矩阵是⼏阶的？答：应⼒分量：剪应⼒为常量，其他3个正应⼒分量均随位置变化；应变分量：⾯内（⼦五⾯）3个应变分量为常量，环向应变不是常应变，⽽是与单元中各点的位置有关。
单元刚度矩阵为六阶。
5-10 有限元⽅法求解对称问题的基本步骤？1.结构离散化：对整个结构进⾏离散化，将其分割成若⼲个单元，单元间彼此通过节点相连；2.求出各单元的刚度矩阵[K](e)：[K](e)是由单元节点位移量{Φ}(e)求单元节点⼒向量{F}(e)的转移矩阵，其关系式为:{F}(e)= [K](e) {Φ}(e);3.集成总体刚度矩阵[K]并写出总体平衡⽅程：总体刚度矩阵[K]是由整体节点位移向量{Φ}求整体节点⼒向量的转移矩阵，其关系式为{F}= [K] {Φ}，此即为总体平衡⽅程。
有限元的基本原理
有限元的基本原理有限元分析（Finite Element Analysis）是一种数值计算方法，用于求解连续体力学问题。
其基本原理是将复杂的物理问题离散化为简单的有限节点和单元，通过求解节点上的未知位移，进而得到整个结构体的应力、应变和位移等结果。
有限元分析广泛应用于航空航天、汽车制造、土木工程、机械设计等领域。
有限元分析的基本原理可以概括为如下几个步骤：1.建立几何模型：首先根据实际情况建立物体的几何形状，并转化为一系列离散的节点和单元。
节点是模型中的离散点，单元是相邻节点之间的连接关系。
2.确定边界条件：为了得到唯一的解，需要对模型的边界施加边界条件。
边界条件包括位移边界条件、力边界条件和约束边界条件等。
位移边界条件指定一些节点的位移固定，力边界条件指定一些节点的外力值，约束边界条件指定一些节点或单元之间的约束关系。
3.划分单元：将模型离散化为多个单元。
常见的单元类型包括线单元、平面单元和体单元等。
划分的单元越多，模型的精度就越高，但计算量也会增加。
4.建立单元刚度矩阵：对于每个单元，根据其几何特性和材料性质，通过数学推导建立相应的刚度矩阵。
刚度矩阵描述了单元内部的应力与应变之间的关系。
5.装配全局刚度矩阵：将所有单元的刚度矩阵通过节点关系进行装配，得到整个结构体的全局刚度矩阵。
全局刚度矩阵描述了整个结构体的力学行为。
6.施加边界条件：根据第二步中确定的边界条件，将全局刚度矩阵进行修正，得到修正后的全局刚度矩阵。
7.求解方程：通过求解修正后的全局刚度矩阵与节点位移之间的平衡方程，得到节点的未知位移。
8.计算结果：通过节点位移可以计算出各个节点处的应力、应变和位移等结果。
这些结果可以评估结构体的稳定性和安全性。
需要注意的是，有限元分析是一种近似计算方法，其结果受到多种因素的影响，如网格划分的精度、单元类型的选择、边界条件的设定等。
因此，合理的模型建立和边界条件确定对于有限元分析的准确性和可靠性至关重要。
ansys中的对称与反对称边界条件
ansys中的对称与反对称边界条件2010-03-04 17:27对称（反对称）边界条件是模型具有对称（反对称）时，为了减小模型和减少计算量，可以选取模型的一部分进行计算，但对称轴处的约束无法知道（有的位移可能为0，也可能不为0），使用对称边界条件后程序将会自动计算。
使用DSYM命令在节点平面上施加对称或反对称边界条件。
该命令产生合适的DOF约束。
生成的约束列表参见ANSYS Commands Reference（ANSYS命令参考手册）。
例如，在结构分析中，对称边界条件指平面外移动和平面内旋转被设置为0，而反对称边界条件指平面内移动和平面外旋转被设置为0。
（参见图2-5。
）在对称面上的所有节点根据DSYM命令的KCN字段被旋转到指定的坐标系中。
对称和反对称边界条件的使用示于图2-6。
当在线和面上施加对称或反对称边界条件时，DL和DA命令的作用方式与DSYM命令相同。
对于FLOTRAN分析，可使用DL和DA命令在线和面上施加速度，压力，温度和紊流量。
在线的端点和面的边上，你可以根据判断自由施加边界条件。
注：在使用通用后处理器（POST1）时如果数据库中的节点旋转角度与正在处理的解中所用的节点旋转角度不同，POST1可能会显示不正确的结果。
如果在第二个或其后的载荷步中通过施加对称或反对称边界条件引入节点旋转，通常会导致这种状况。
当执行SET命令(Utility Menu> List>Results>Load Step Summary)时，在POST1中错误情况显示下列信息：***警告***使用与当前存储内容不同的模型或边界条件数据的累积迭代1可能已求解。
POST1结果可能是错误的，除非你从一个与该结果相配的.db文件中恢复。
图2-5 在结构分析中的对称和反对称边界条件图2-6使用对称和反对称边界条件实例ANSYS中施加对称约束条件和反对称约束条件的理解ANASYS 2010-06-03 12:46:47 阅读428 评论0 字号：大中小订阅一、如何施加对称或者反对称约束？1、在ANSYS中，施加对称约束条件和反对称约束条件的GUI分别为：MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>Antisymm B.C.>On NodesMainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>Symmetry B.C.>On Nodes2、在ANSYS中，施加对称约束条件和反对称约束条件的命令操作为：DSYM，Lab，Normal，KCN其中：Lab为对称的方式：正对称（Lab=SYMM）或反对称（Lab=ASYM）。
abaqus对称边界条件详解
abaqus对称边界条件详解Abaqus是一种用于有限元分析的强大软件，对称边界条件在使用Abaqus进行模拟时非常重要。
对称边界条件通常用于简化模型，减少计算时间和资源消耗。
下面我将从多个角度来详细解释Abaqus中的对称边界条件。
1. 对称边界条件的种类：在Abaqus中，对称边界条件通常分为三种，平面对称边界条件、轴对称边界条件和周期性边界条件。
平面对称边界条件假设模型在某个平面上是对称的，轴对称边界条件假设模型在某个轴线上是对称的，而周期性边界条件假设模型在某个方向上是周期性的。
2. 如何应用对称边界条件：在Abaqus中，可以通过使用合适的边界条件来实现对称。
对于平面对称边界条件，可以使用约束边界条件将对称面上的位移或应力限制为零。
对于轴对称边界条件，可以使用轴对称约束条件来限制模型在轴向的位移或应力。
对于周期性边界条件，可以使用周期性约束条件来模拟模型在某个方向上的周期性行为。
3. 对称边界条件的物理意义：对称边界条件的应用可以使模型更加简化，减少计算成本，但同时也要注意对称边界条件是否符合实际物理情况。
对称边界条件假设了模型在某些方面的对称性，这在某些情况下是合理的，但在其他情况下可能并不适用。
因此，在应用对称边界条件时，需要仔细考虑模型的实际物理特性。
4. 对称边界条件的局限性：虽然对称边界条件可以简化模型并加快计算速度，但也存在一些局限性。
例如，在某些非线性和非对称情况下，对称边界条件可能不再适用。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行判断和选择。
总的来说，Abaqus中的对称边界条件是非常重要的，可以帮助简化模型并加快计算速度。
然而，在应用对称边界条件时需要仔细考虑模型的实际物理情况，以确保对称边界条件的合理性和适用性。
希望这些信息能帮助你更好地理解Abaqus中的对称边界条件。
有限元边界条件和载荷_图文（精）
有限元边界条件和载荷_图⽂（精）X 边界条件和载荷 10.1边界条件施加的⼒和 /或者约束叫做边界条件。
在 HyperMesh 中,边界条件存放在叫做load collectors的载荷集中。
Load collectors可以通过在模型浏览器中点击右键来创建 (Create > Load Collector。
经常(尤其是刚开始需要⼀个 load collector来存放约束(也叫做 spc-单点约束 ,另外⼀个⽤来存放⼒或者压⼒。
记住,你可以把任何约束(⽐如节点约束⾃由度 1和⾃由度 123放在⼀个 load collector中。
这个规则同样适⽤于⼒和压⼒,它们可以放在同⼀个 load collector中⽽不管⽅向和⼤⼩。
下⾯是将⼒施加到结构的⼀些基本规则。
1. 集中载荷(作⽤在⼀个点或节点上将⼒施加到单个节点上往往会出现不如⼈意的结果, 特别是在查看此区域的应⼒时。
通常集中载荷 (⽐如施加到节点的点⼒容易产⽣⾼的应⼒梯度。
即使⾼应⼒是正确的(⽐如⼒施加在⽆限⼩的区域 ,你应该检查下这种载荷是不是合乎常理?换句话说,模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形?因此,⼒常常使⽤分布载荷施加,也就是说线载荷,⾯载荷更贴近于真实情况。
2. 在线或边上的⼒上图中,平板受到 10N 的⼒。
⼒被平均分配到边的 11个节点上。
注意⾓上的⼒只作⽤在半个单元的边上。
上图是位移的云图。
注意位于板的⾓上的红⾊“ 热点” 。
局部最⼤位移是由边界效应引起的(例如⾓上的⼒只作⽤在半个单元的边上,我们应该在板的边线上添加均匀载荷。
上述例⼦中,平板依然承受 10N 的⼒。
但这次⾓上节点的受⼒减少为其他节点受⼒的⼀半⼤⼩。
上图显⽰了由 plate_distributed.hm⽂件计算得到的平板位移的云图分布。
位移分布更加均匀。
3. 牵引⼒(或斜压⼒牵引⼒是作⽤在⼀块区域上任意⽅向⽽不仅仅是垂直于此区域的⼒。
垂直于此区域的⼒称为压⼒。
ansys循环对称边界条件
ANSYS循环对称边界条件1. 介绍ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，用于解决各种结构和流体力学问题。
在ANSYS中，循环对称边界条件是一种常用的边界条件，适用于具有轴对称几何形状和循环对称结构的问题。
循环对称边界条件是一种假设，即问题的解在某个角度范围内是周期性重复的。
通过应用循环对称边界条件，可以减少问题的计算复杂度，从而提高计算效率。
在本文中，我们将详细介绍ANSYS中循环对称边界条件的使用方法和注意事项。
2. 循环对称性循环对称性是指问题的几何形状和边界条件在某个角度范围内是重复的。
例如，圆柱体的轴对称问题具有循环对称性，因为它的解在360度范围内是重复的。
循环对称性的存在使得我们可以将问题简化为一个截面上的问题，从而减少计算量。
循环对称边界条件的应用可以将问题的计算范围缩小到一个截面，并且只需计算该截面上的一部分，然后通过循环对称性来推导出整个问题的解。
3. 循环对称边界条件的设置在ANSYS中，循环对称边界条件可以通过以下步骤进行设置：步骤 1：创建几何模型首先，我们需要创建一个具有循环对称性的几何模型。
可以使用ANSYS的几何建模工具来创建所需的几何形状。
步骤 2：设置循环对称性在几何模型创建完成后，我们需要设置循环对称性。
在ANSYS中，可以通过以下两种方法来设置循环对称性：•方法 1：使用循环对称面在几何模型中选择一个循环对称面，并将其定义为循环对称面。
可以通过在几何模型中选择对称平面并应用循环对称性来实现。
•方法 2：使用循环对称轴在几何模型中选择一个循环对称轴，并将其定义为循环对称轴。
可以通过在几何模型中选择对称轴并应用循环对称性来实现。
步骤 3：设置循环对称边界条件设置循环对称边界条件是使用循环对称性进行问题求解的关键步骤。
在ANSYS中，可以通过以下步骤来设置循环对称边界条件：•步骤 3.1：选择边界首先，需要选择问题中需要应用循环对称边界条件的边界。
对称面边界条件数学表达
对称面边界条件数学表达
（实用版）
目录
1.对称面的概念
2.对称面边界条件的定义
3.数学表达式的构建
4.应用实例
正文
1.对称面的概念
对称面，在数学和物理学中，是指一个物体或一个系统的一个特定平面，该平面将物体或系统分成两个相等的部分。
在对称面上，物体的物理性质和几何形状都表现出镜像对称性。
在许多科学问题中，对称面是一个重要的概念，它能帮助我们简化问题并找到解决方案。
2.对称面边界条件的定义
对称面边界条件是指，在对称面上，物理量（如速度、压力等）的取值满足一定的条件。
这些条件通常是连续的，即对称面上的物理量在边界上是连续的。
3.数学表达式的构建
为了描述对称面边界条件，我们需要构建一个数学表达式。
这个表达式能够反映出对称面上物理量的取值规律。
具体来说，我们可以通过对称面上的物理量和其导数进行适当的组合，得到一个满足边界条件的数学表达式。
4.应用实例
对称面边界条件在许多物理问题中都有应用，例如流体力学、电磁学
等。
以流体力学为例，当我们研究一个在水中运动的物体时，我们可以将物体表面视为对称面。
此时，物体表面的压力分布就需要满足对称面边界条件。
通过求解这个条件，我们可以得到物体在水中的运动状态。
总的来说，对称面边界条件是一个重要的概念，它能帮助我们更好地理解和解决许多科学问题。
对称面边界条件数学表达
对称面边界条件数学表达
摘要：
1.对称面边界条件的概念
2.对称面边界条件的数学表达
3.对称面边界条件在实际问题中的应用
正文：
一、对称面边界条件的概念
对称面边界条件是数学物理方程中一种特殊的边界条件，它描述了物理量在空间某一对称面上的分布规律。
在求解问题时，采用对称面边界条件可以简化计算过程，并使得问题更容易处理。
二、对称面边界条件的数学表达
对称面边界条件的数学表达主要包括以下几个方面：
1.对于标量场，对称面边界条件可以表示为：f(x, y, z) = f(x, -y, z) 或f(x, y, z) = f(-x, y, z) 等。
2.对于矢量场，对称面边界条件可以表示为：F(x, y, z) = -F(x, -y, z) 或
F(x, y, z) = F(-x, y, z) 等。
3.对于张量场，对称面边界条件可以表示为：T(x, y, z) = -T(x, -y, z) 或
T(x, y, z) = T(-x, y, z) 等。
三、对称面边界条件在实际问题中的应用
对称面边界条件在许多实际问题中都有广泛的应用，例如：
1.在求解静电场问题时，可以利用对称面边界条件简化计算过程。
2.在求解流体力学问题时，对称面边界条件可以帮助我们更好地描述流体的对称性。
3.在求解弹性力学问题时，对称面边界条件可以有效地简化问题的求解过程。
综上所述，对称面边界条件是一种重要的数学工具，它在解决实际问题中起着关键作用。
[说明]有限元中对称与反对称问题总结
![[说明]有限元中对称与反对称问题总结](https://img.taocdn.com/s3/m/8e91d80f11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7c2.png)
对称与反对称问题总结一、什么是对称或者反对称约束？1、对称边界条件在结构分析中是指：不能发生对称面外（out-of-plane）的移动（translations）和对称面内（in-plane）的旋转（rotations）。
这句话可以理解为：在结构中施加对称条件为指向边界的位移和绕边界的转动被固定。
例如，若对称面的法向为X，如果你在对称面上的节点上施加了对称边界条件，那么：1）不能发生对称面外的移动导致节点处的UX（法向位移）为0。
2）不能发生对称面内的旋转导致ROTZ，ROTY（绕两个切线方向的转角）也为0。
2、反对称边界条件在结构分析中是指：不能发生对称面内（in-plane）的移动（translations）和对称面外（out-of-plane）的旋转（rotations）。
这句话可以理解为：在结构中施加反对称条件为平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定。
例如，若对称面的法向为X，如果你在对称面上的节点上施加了反对称边界条件，那么：1）不能发生对称面的移动导致节点处的UY，UZ（切向位移）为0。
2）不能发生对称面外的旋转导致RO TX（绕法线方向的转角）也为0。
建立对称约束的目的就是为了建模方便和减少计算量，这样就可以大大节省计算机的资源，从而更加细化网格，得到比研究整个模型更精确的结果！注意：模态分析的时候应用对称约束会漏掉对称模态！二、HM中的对称约束和反对称约束这个功能在ansys中对应的为Symmetry或者unsymmetry。
HM中不能施加对称约束，但是可以直接对对称面上的节点施加单点约束就行，施加面外位移约束和面内转动约束。
即对垂直于对称面的方向施加位移约束，另外两个方向施加转动约束。
对于对称，对称面的法向移动和对称面内的转动全约束。
比如对称面是yz平面，在HM中：dof1＝0 dof5＝0 dof6＝0。
反对称和对称正好相反，其意思对于同一个对称面，反对称和对称所约束的自由度正好相反。
对称与反对称边界条件
下载LOFTER 客户端20100416 10:01:34| 分类： 默认分类|举报| 订阅ansys 中的对称与反对称边界条件对称（反对称）边界条件是模型具有对称（反对称）时，为了减小模型和减少计算量，可以选取模型的一部分进行计算，但对称轴处的约束无法知道（有的位移可能为0，也可能不为0），使用对称边界条件后程序将会自动计算。
使用DSYM 命令在节点平面上施加对称或反对称边界条件。
该命令产生合适的DOF 约束。
生成的约束列表参见ANSYS Commands Reference （ANSYS 命令参考手册）。
例如，在结构分析中，对称边界条件指平面外移动和平面内旋转被设置为0，而反对称边界条件指平面内移动和平面外旋转被设置为0。
（参见图25。
）在对称面上的所有节点根据DSYM 命令的KCN 字段被旋转到指定的坐标系中。
对称和反对称边界条件的使用示于图26。
当在线和面上施加对称或反对称边界条件时，DL 和DA 命令的作用方式与DSYM 命令相同。
对于FLOTRAN 分析，可使用DL 和DA 命令在线和面上施加速度，压力，温度和紊流量。
在线的端点和面的边上，你可以根据判断自由施加边界条件。
注：在使用通用后处理器（POST1）时如果数据库中的节点旋转角度与正在处理的解中所用的节点旋转角度不同，POST1可能会显示不正确的结果。
如果在第二个或其后的载荷步中通过施加对称或反对称边界条件引入节点旋转，通常会导致这种状况。
当执行SET 命令(Utility Menu> List>Results>Load Step Summary)时，在POST1中错误情况显示下列信息：***警告***使用与当前存储内容不同的模型或边界条件数据的累积迭代1可能已求解。
POST1结果可能是错误的，除非你从一个与该结果相配的.db 文件中恢复。
图25 在结构分析中的对称和反对称边界条件字号图26使用对称和反对称边界条件实例ANSYS中的对称技巧2007年10月25日 星期四 11:22在有限元建模分析中，利用对称模型节省分析时间，但在需要将部分模型复原成整体对称原貌时，需要一些特殊方便的操作，如下：（APDL具体参见各help帮助文档）几何建模的镜像对称操作（方便几何部分模型扩展成整体对称模型）：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Reflect>……后处理过程中模型的对称操作（在用于整体模型的后处理查看中较为常见）：Utility Menu>PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>Periodic/Cyclic Symmetry……模型的点特别的多，前期的建模主要完成了关键点和线的连接，因为是对称结构，可不可以先赋予材料属性，MESH，再对称完成整体模型，最后进入后处理计算？对称之后要注意merge重合的节点和单元，否则会出错。
fluent对称边界条件
fluent对称边界条件
在计算机模拟中，边界条件（Boundary Condition）是指数值计
算中用来表示物理空间边界的数学条件。
对于一些实际的物理问题，
我们并不能将其描述为一个内部封闭系统，而是需要对其所处的空间
进行描述和限制。
对称边界条件（Symmetric Boundary Condition）
是一种常见的边界条件之一，它的主要作用是在模拟特定系统时保持
对称性。
对称边界条件是指模拟系统在其外侧边界的条件与模拟系统在其
内部边界上的条件保持对称性。
举例来说，如果我们在一个盒子中模
拟流体的流动，我们可以选择让盒子的两个端点保持对称，这样我们
就可以获得更加准确的结果。
在这种情况下，我们可以设想，盒子中
的流体分子会像外面的流体分子一样反弹回弹，并在模拟中得到反映。
同样，我们还可以选择其他不同的对称方式，以满足具体的模拟需求。
在计算流体力学和电动力学等领域，对称性是一种重要约束。
对
称边界条件能够保持这种对称性，从而确保数值计算的准确性和可靠性。
在实际应用中，对称边界条件可以作为一个重要的设计因素，能
够提高计算速度和精度，并且减少计算所需的资源。
总的来说，对称边界条件是计算机模拟中常用的一种边界条件。
它的主要作用是保持模拟系统的对称性，以确保计算结果的准确性。
在实际应用中，对称边界条件可以帮助我们更好地设计和测试系统，
为相关领域的发展做出重要贡献。
对称结构有限元分析
对称结构有限元分析引言有限元分析是一种常用于结构力学分析中的数值模拟方法，该方法通过将结构划分为多个离散单元来近似描述结构的行为。
对称结构是指具有其中一种对称性的结构，例如轴对称结构、平面对称结构等。
对称结构通常具有简化的几何和载荷条件，因此在有限元分析中，可以利用其对称性进行更高效和准确的分析。
本文将探讨对称结构有限元分析的原理、方法和应用。
1.对称结构的定义和分类对称结构是指具有其中一种对称性的结构，对称性可以是轴对称、平面对称、对称于中心点等。
对称结构的主要特点是几何和载荷条件在其中一种平面或轴对称的情况下具有重复性。
根据对称性的不同类型，对称结构可以分为以下几种：(1)轴对称结构：具有轴对称性的结构，例如圆柱体、球体等。
轴对称结构在有限元分析中以轴对称法进行建模，可利用存在轴对称性的几何和载荷条件简化分析过程。
(2)平面对称结构：具有平面对称性的结构，例如矩形板、正方形板等。
平面对称结构在有限元分析中以平面对称法进行建模，可利用平面对称性简化分析过程。
(3)对称于中心点结构：具有中心对称性的结构，例如圆形板、圆环等。
对称于中心点结构在有限元分析中以对称中心法进行建模，可利用对称中心性简化分析过程。
2.对称结构有限元分析的原理(1)建立几何模型：根据结构的具体几何形状和对称性，利用CAD软件等工具建立结构的几何模型。
(2)网格划分：将结构的几何模型划分为多个离散的单元，可以采用三角形、四边形、四面体等单元来划分。
(3)边界条件和载荷：根据实际情况确定结构的边界条件和载荷，考虑到对称的几何和载荷条件，可以简化边界条件和载荷的描述。
(4)材料参数和本构关系：确定结构的材料参数和本构关系，这些参数可以根据实验数据或材料手册提供的数据确定。
(5)有限元分析：通过求解结构的有限元方程，得到结构的响应。
对称结构通常具有简化的有限元方程，可以利用对称性来简化方程。
(6)结果分析：根据有限元分析结果，对结构的应力、位移等进行分析和评估，对结构进行优化设计。
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保存模型文件。 创建边界条件集，见图 28.17。
图 28.16
图 28.17
切换到 Meshing 任务模块，划分实体网格，见图 28.18。
图 28.18
切换到 Model Solution 任务模块，进行模型求解，见图 28.19。
求解集管理
创建求解集
求解结束后，保存模型文件。 结果后处理，见图 28.20。
图 28.29
图 28.9
举例来说，如果对称面垂直于 X 轴，那么在对称面内所有节点的 X 方向平动、Y 和 Z 向 转动将被约束。切换到 Master Modeler 任务模块，在对称面上切割零件，见图 28.1，见图 28.11。
图 28.11
保存模型文件。切换到 Boundary Conditions 任务模块下，创建对称约束集，见图 28.12。
如果一个零件和载荷都是对称的，可以只分析零件的一半，而得到结果与整个零件一起 分析得到的结果一致。如果零件不止一个对称面，可以将这个零件按照对称面切割几次。
下面的例子将分析某种连杆在两端受拉的情况下中心销孔的应力集中。该例子有两个对 称面，见图 28.9。
要利用对称，必须施加正确的约束。在对称面上的节点不能沿对称面垂直的方向移动， 或者不能在对称面里转动。
零件建模
打开一个新的模型文件，并命名，见图 28.1。
图 28.1
切换到 Master Modeler 任务模块，见图 28.2。
将单位设置为毫米毫牛，见图 28.3。
图 28.2
按照图 28.4 提示进行零件建模。
图 28.4
将建好的模型命名，见图 28.5。
保存模型文件，见图 28.6。
图 28.5
图 28.21
切换到 Boundary Conditions 任务模块，创建新的约束集和载荷集，见图 28.22。
图 28.22
在垂直对称面上施加对称约束，见图 28.23。
图 28.23
在水平对称面上施加反对称约束，见图 28.24。 可以看出，垂直对称面的约束情况与上个例子完全一样，而水平对称面由于是反对称面， 其上的约束条件与上个例子完全相反。 约束左端面 Y 方向位移，见图 28.25。
第 28 章 MasterFEM 教程: 对称边界条件
这个例子将示范如何使用对称和反对称约束条件。利用模型的对称和反对称，可以大大 减少计算时间，节省磁盘空间。我们将在这个例子学习：
● 使用对称约束 ● 使用反对称约束
先修知识：
● I-deas 操作界面 ● 管理模型文件中的零件 ● 拉伸和旋转特征 ● 仿真介绍 ● 自由网格划分 ● 边界条件集 ● 面载荷
求解 图 28.19
图 28.20
使用反对称约束
反对称边界条件是另外一种对称边界条件,如果零件是对称的,但载荷相对于对称面时 相反的,这时可以利用反对称边界条件来计算。下面的例子是连杆受到如图 28.21 所示的弯 矩，在这种情况下，垂直对称面是正对称的，而水平面则是反对称的。在水平反对称面上， 必须约束住 X、Z 方向的位移以及 Y 方向的转动自由度。
图 28.12
对称面约束条件：为了正确的利用对称面来分析该零件，必须约束住垂直面的 X 方向位 移和水平面 Y 方向的位移，见图 28.13、28.14
。
图 28.13 图 28.14
（当箭头所指方向力方向一致时） 图 28.15
施加力载荷，模拟拉力，见图 28.15。 即使该模型看起来完全约束住了，仍然有沿 Z 方向运动可能。这种情况下 I-Deas 会在 List 窗口给出警告，可能也能正确解算。为了消除消除刚体位移，选择修改该模型的一个 约束，见图 28.16。
图 28.6
如果 I-deas 提示你保存模型文件，这时候不要保存，只在本教程要求保存的时候保存。 如果在某一步犯了错误，可以按 Control-Z 来恢复到上次保存的版本。
边界条件
切换到边界条件模块，见图 28.7。
图 28.7
创建与该零件相关的有限元模型，并命名，见图 28.8。
图 28.8
使用对称约束
图 28.24
图 28.25
在圆柱面上施加 Y 正向力，见图 28.26。
（如果箭头所指方向与+Y 方向一致）
图 28.26
创建新的边界条件集，见图 28.27。
图 28.27
切换到 Model Solution 任务模块，创建新的求解集，见图 28.28。
结果后处理，见图 28.29。
图 28.28