应用机械负载

FE 固体力学框架提供不同类型的机械负载：点负载、曲线负载、表面负载和体负载。可以使用段来定义零部件实体上的点、曲线和表面负载，体负载则在固态区域上指定。

段是 Simcenter STAR-CCM+ 对象，用于在零部件表面、曲线或点集合上应用负载或约束。有关段的详细信息，请参见段参考。

要应用点、曲线或表面载荷：

  1. 右键单击相关的区域 > [区域] > 段节点，选择创建段，然后选择以下任一选项：
    • 表面段，用于在单个或多个部件表面应用负载。
    • 曲线段，用于对一条或多条部件曲线应用负载。使用薄体网格生成器生成网格时，此选项不可用。
    • 点分段，用于在单个或多个部件点上应用负载。
    Simcenter STAR-CCM+ 将根据所选内容在[区域] > 段节点下添加表面段、曲线段或点分段。
  2. 指定应用负载的部件实体：
    • 对于表面段，使用表面属性指定承受负载的零部件表面。
    • 对于曲线段，使用曲线属性指定承受负载的零部件曲线。
    • 对于点分段，使用点属性指定承受负载的零部件点。
    也可以创建新段，或使用设置段选项将零部件实体分配给现有段。要访问此选项：
    1. 展开几何 > 零部件 > [零部件]节点。
    2. 选择相关的表面 > [零部件表面]、曲线 > [零部件曲线]或点 > [零部件点]节点。如果要将多个零部件实体分配给同一个段，选择多个相应的节点。
    3. 右键单击其中一个选定的零部件实体，选择设置段，然后选择创建新段或将选定的零部件实体分配给现有段。如果没有合适的段可用，则设置段选项将替换为设置新段。
  3. 选择段 > [段]节点，然后将类型设为负载。
要指定负载类型：
  1. 选择[段] > 物理条件 > 固体应力负载节点，然后设置负载方法。
    有关详细信息，请参见段参考。
  2. 通过在[段] > 物理值下设置相关的分布来指定负载。
    在以下示例中，使用拉力分布指定了表面负载。

    可以通过创建相应的段指定附加负载。如果在多个段中选择相同的零部件实体（零部件表面、曲线或点），Simcenter STAR-CCM+ 将自动计算该零部件实体上的总负载。
除了使用段所应用的表面、曲线和点负载之外，还可以在固态区域应用体负载：
  1. 选择[区域] > 物理条件 > 体负载选项节点，然后将方法设为指定。
  2. 使用[区域] > 物理值 > 体负载节点定义负载分布。
    可以通过各种方式定义体负载。常用的选择是常数体负载或由场函数定义的体负载。

    将固体应力模型与有限元磁矢势模型结合使用时，可以根据电磁场提供用户自定义场函数。

    物理和运动模型可能会引入额外体负载。例如，重力模型引入体负载 f = ρ g 。预先指定规律的旋转和平移将引入因结构加速度产生的惯性力而导致的体负载（请参见预先指定刚体旋转和平移的规律）。

如果定义的体负载取决于位移、速度或加速度，可以通过以二阶张量的形式提供负载相对于这些物理量的导数来指定此关系。求解器使用体负载导数来线性化刚度矩阵（请参见 Eqn. (4571)）。
  1. 选择物理条件 > 体负载导数节点，然后激活所需的导数选项。
  2. 要定义导数：
    1. 选择相应的物理值 > [导数]节点，然后设置要用于定义张量分量的方法。
    2. 展开[导数] > [张量]节点，然后指定张量分量。
      非对称张量可能会对模拟性能产生负面影响。
    3. 如果要在特定局部坐标系中定义张量，选择[张量]节点并设置坐标系。