2.7 载荷模块

2.7.1 载荷的定义

进入载荷功能模块后，主菜单中的载荷菜单及工具区中的创建载荷工具和载荷管理器工具用于载荷的创建和管理。

定义载荷时，执行Load（载荷）→Create（创建）命令，或单击工具区中的Create Load（创建载荷）图标，也可双击左侧模型树中的载荷，弹出Create Load对话框，如图2-52所示。

该对话框包括如下常用选项。

Name：在该文本框中输入载荷的名称，默认为“Load-n”（n为第n个创建的载荷）。

Step：用于选择用于创建载荷的分析步。

Category：用于选择适用于所选分析步的加载种类，包括力学、流体、热学、声学、电学、质量扩散。对于不同的分析步，可以施加不同的载荷种类。可用于所选分析步的类型：用于选择载荷的类型，是类别的下级选项。

Mechanical：该选项中包括集中力、弯矩、压强、表面载荷、壳的边载荷、管道压力、线载荷、体力、重力，输入指定方向的加速度、广义平面应变、旋转体力、螺栓或扣件的预紧力、科氏力、施加在连接器上的集中力、惯性释放载荷、施加在连接器上的力矩等。

Thermal：该选项中包括表面热流、体热通量、集中热通量。

Acoustic：该选项可设置向内体积加速度。

Fluid：该选项中包括流体参考压力。

Electrical/Magnetic：该选项中包括Static, General分析中的集中电荷、表面电荷、体电荷；热-电耦合分析中的表面电流、集中电流、体电流。

2.7.2 边界条件的定义

主菜单中的边界条件菜单及工具区中的Create Boundary Condition（创建边界条件）图标和Boundary Condition Manager（边界条件管理器）图标用于边界条件的创建和管理。

定义边界条件时，单击工具区中的Boundary Condition（边界条件）图标，或执行BC（边界条件）→Create（创建）命令，也可双击左侧模型树中的边界条件，弹出Create Boundary Condition对话框，如图2-53所示。该对话框与Create Load对话框类似，包括以下几个部分。

Name：在该文本框中输入边界条件的名称，默认为“BC-n”（n为第n个创建的边界条件）。

Step：在该下拉列表框中选择用于创建边界条件的步骤，包括初始步和分析步。

Category：用于选择适用于所选步骤的边界条件种类，包括力学、流体、Electriacal/Magnetic和其他。

Mechanical：包括对称/反对称/完全固定、位移/转角、速度/角速度、连接位移、连接速度，如图2-53（a）所示。

Electrical/Magnetic：包括电势。

Other：包括流体气蚀区压力，连接物质流动和子模型，如图2-53（b）所示。

可用于所选分析步的类型：用于选择边界条件的类型，是类别的下一级选项。对于不同的分析步，可以施加不同的边界条件类型。

下面对较常用的Symmetry/Antisymmetry/Encastre和Displacement/Rotation边界条件的定义做简要介绍，其他选项请读者参阅系统帮助文件《ABAQUS/CAE User's Manual》。

1.定义对称，反对称，完全固定边界条件

如图2-53（a）所示，选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre选项后，单击Continue按钮，选择施加该边界条件的Point、Line、Surface、cells，单击提示区的Done按钮，弹出Edit Boundary Condition对话框，如图2-54所示。

该对话框包括以下8种单选的边界条件。

XSYMM：关于与X轴（坐标轴1）垂直的平面对称（UI=UR2=UR3=0）。

YSYMM：关于与Y轴（坐标轴2）垂直的平面对称（U2=URI=UR3=0）。

ZSYMM：关于与Z轴（坐标轴3）垂直的平面对称（U3=URI=UR2=0）。

XASYMM：关于与X轴（坐标轴1）垂直的平面反对称（U2=U3=UR1=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

YASYMM：关于与Y轴（坐标轴2）垂直的平面反对称（UI=U3=UR2=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

ZASYMM：关于与z轴（坐标轴3）垂直的平面反对称（UI=U2=UR3=0），仅适用于ABAQUS/Standard。

PINNED：约束3个平移自由度，即铰支约束（UI=U2=U3=0）。

ENCASTRE：约束6个自由度，即固支约束（UI=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）。

2.定义位移，转角边界条件

在Create Boundary Condition对话框中，选择Displacement/Rotation选项后，单击Continue按钮，选择施加该边界条件的点、线、面，单击提示区的Done按钮，弹出Edit Boundary Condition对话框，如图2-55所示。该对话框包括如下选项。

CSYS（坐标系）：用于选择坐标系，默认为整体坐标系。单击Edit按钮，可以选择局部坐标系。

Distribution（分布方式）：用于选择边界条件的分布方式。

UI～UR3：用于指定各个方向的位移边界条件。

完成边界条件的设置后，单击工具区中的Boundary Condition Manager（边界条件管理器）图标，可见Boundary Condition Manager内列出了已创建的边界条件。该管理器的用法与Load相同，不再赘述。

2.7.3 设置预定义场

主菜单中的预定义场菜单、工具区的Create Predefined Field（创建预定义场）图标和Predefined Field Manager（预定义场管理器）图标用于预定义场的创建和管理。

执行Predefined Field（预定义场）→Create（创建）命令，或定义预定义场时，单击工具区中的图标，也可双击左侧模型树中的预定义场，弹出Create Predefined Field对话框，如图2-56所示。该对话框与Create Load对话框类似，包括如下选项。

Name：在该文本框中输入预定义场的名称，默认为“Predefined Field-n”（n表示第n个创建的预定义场）。

Step：在该下拉列表框内选择用于创建预定义场的步骤，包括初始步和分析步。

Category：用于选择适用于所选步骤的预定义场的种类，包括力学的和其他。

Mechanical：在初始步中设置速度，如图2-56（a）所示。单击Continue按钮，选择施加该边界条件的Point、Line、Surface、cells，单击提示区的Done按钮，弹出Edit Predefined Field对话框，如图2-57所示。

Other：包括温度和初始状态、材料指派、饱和、孔隙比、孔隙压力等，如图2-56（b）所示，其中初始状态仅适用于初始步，输入以前的分析得到的已发生变形的网格和相关的材料状态作为初始状态场。可用于所选分析步的类型：该列表用于选择预定义场的类型，是类别的下一级选项。

完成预定义场的设置后，单击工具区中的Predefined Field Manager（预定义场管理器）图标，弹出Predefined Field Manager对话框（如图2-58所示）中列出了已创建的预定义场。该管理器的用法与载荷管理器、边界条件管理器类似。

2.7.4 定义载荷工况

主菜单中的载荷工况菜单、工具区中第4行的Create Load Case（创建载荷工况）图标和Load Case Manager（载荷工况管理器）图标，用于工况的创建和管理。

工况是一系列组合在一起的载荷和边界条件（可以指定非零的比例系数对载荷和边界条件进行缩放），线性叠加结构对它们的响应，仅适用于直接求解的稳态动力学线性摄动分析步和静态线性摄动分析步。定义工况时，执行Load Case（载荷工况）→Create（创建）命令，或单击工具区中的图标弹出Create Load Case对话框，如图2-59所示。单击Continue按钮，弹出Edit Load Case对话框，如图2-60所示。

完成工况的设置后，单击工具区中的Load Manager（载荷管理器）图标，可见工况管理器内列出了该分析步内已创建的工况。