离心载荷

注： 此部分中的信息适用于所有支持离心载荷的线性和非线性分析。

离心载荷可模拟整个模型绕指定轴旋转的效应。只有材料质量密度为非零的部件才会受到影响。该模型实际上不会发生转动。相反，将计算可能会作为转动角度和/或角加速度出现的等效力，并将其应用于每个单元的节点。

线性分析

三种线性分析支持离心载荷：线性材料模型静态应力、载荷刚化固有频率（模态）和临界屈曲。模型可以按照恒定速率旋转，或者具有恒定角加速率。

该命令在线性分析中的实施略有不同。在所有三种情况下，实际载荷均在“分析参数”对话框的“离心式”选项卡中定义，并且转动轴和角加速度轴可以穿过任意三维空间点（即，这些轴无需穿过整体坐标原点）。二者的区别如下：

非线性分析

两种类型的非线性分析支持离心载荷：MES 和非线性材料模型静态应力。载荷曲线控制转动速度和角加速率随时间的变化。可以对二者使用相同的载荷曲线，或者您可以为转动和角加速度指定两条不同的载荷曲线。离心载荷在“高级分析参数”对话框的“离心式”选项卡内定义，且可通过以下两种方法之一访问：

  1. 使用功能区命令“设置”“载荷”“离心式”。
  2. 访问“分析参数”对话框（通过浏览器或功能区），单击“高级”按钮，然后单击“离心式”选项卡。

对于支持离心载荷的任一非线性分析类型...

应用离心载荷

将离心载荷应用于模型...

  1. 使用上述方法之一访问相应的对话框（对于各种分析类型有所不同）。
  2. 如果包括在该对话框中，请激活“包括指定的离心载荷”复选框。
  3. 在“角速度(Omega)”和“角加速度(Alpha)”下指定适当的大小。
  4. 对于非线性分析，请选择要用于角速度和角加速度的载荷曲线编号。
  5. 使用上述方法之一指定轴方向（对于各种分析类型有所不同）。对于某些分析类型，转动轴和角加速度轴可能不同，但是对于其他分析类型，必须对二者使用相同的轴（详细信息如上所述）。此外，某些分析类型支持非整体轴方向，但另一些分析类型支持（详细信息同样如上所述）。使用“轴上点”坐标和“方向”坐标或下拉整体轴列表，可以指定轴的位置和方向。转动角度遵循所定义矢量的右手法则。
  6. 对于线性静态应力分析，请在“分析参数”对话框的“乘子”选项卡中设置 Omega 和/或 Alpha 全局载荷工况乘子。
    提示： 若要激活载荷，则需要非零乘子。请参见页面“分析参数”：线性材料模型静态应力。

例如，以图 1 中以原点为中心的圆为例。若要在原点指定绕 Z 轴的转动，请输入“轴上点”坐标 (0,0,0) 和“方向”坐标 (0,0,1)。该圆将绕其中心转动，且圆心持静止状态。

图 1：模型 1 - 绕原点转动

但是，如果使用相同的离心载荷设置将图 2 中所示的圆设置为以 (3,0,0) 为中心，则载荷基于圆绕原点进行的转动。换而言之，圆心沿着圆形路径绕全局原点移动。图 3 显示了图 2 中的圆路径在指定离心载荷作用下的图形描述。

图 2：模型 2 - 圆心不在全局原点的圆

图 3：模型 2 - 绕原点转动的解释

注： 对于支持离心载荷的所有三种线性分析，请记住，尽管模拟了运动效应，但这些仍是静态分析。因此，模型需要在所有方向上保持静态稳定。通常，转动部件或装配件会附着到轴或杆。两种常用的约束方案如下所述：
  • 将附着区域全约束到支承轴或支承杆。
  • 或者，沿转动部件布满轴或杆的孔表面约束切向运动。此约束会考虑三个平动自由度中的两个。此外，约束点、边或表面在轴向上的平动。例如，约束与轴肩互相接触的区域在法线方向上平动，这可防止在推力载荷作用下发生轴向运动，并考虑第三个平动 DOF。

父主题： 载荷与约束