3.2.3  表面载荷

表面载荷是结构分析中常见的一种载荷形式。在ANSYS中，不仅可以将表面载荷施加到线和面上，还可以将其施加到节点和单元上；可以施加均布的载荷，也可以施加线性变化的载荷，还可以施加按一定函数关系变化的载荷。各学科中可施加的表面载荷如表3.3所示。

表3.3  各学科中可施加的表面载荷

表面载荷不像集中力载荷和DOF约束那样直观，虽然也可以直接施加到节点上，但其本质上属于一种分布载荷。

3.2.3.1  表面载荷的施加

我们仍然以结构分析为例，讲述如何施加表面载荷。

选择Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure命令，展开面载荷施加菜单，如图3.20所示。

其下的各级子菜单如下。

On Lines：在线上施加压力面载荷。

On Areas：在面上施加压力面载荷。

On Nodes：在节点上施加压力面载荷。

On Node Components：在节点组件上施加面载荷。

On Elements：在单元上施加压力面载荷。

On Element Components：在单元组件上施加压力面载荷。

On Beams：在梁上施加压力面载荷。

From Fluid Analy：用于耦合场分析。

ANSYS程序是根据单元和单元面来存储节点上的面载荷。因此，如果对同一表面使用节点面载荷命令和单元面载荷命令，则最后施加的面载荷命令有效。

梁单元是一种线单元，可以在其上施加侧向的压力载荷，其大小为每单位长度的力，压力可以沿长度线性变化。

下面以简支梁为例，介绍在梁单元上施加压力的相关操作。建立简支梁模型并划分单元，得到的简支梁单元模型如图3.21所示。

选择Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure→On Beams命令，弹出图形拾取对话框，选择单元1，单击Apply按钮，弹出如图3.22所示的Apply PRES on Beams对话框。

在该对话框中设置各选项：在Load Key文本框中输入1，在Pressure value at node I文本框中输入10，单击Apply按钮，结果如图3.23所示，压力载荷为均布载荷。

选取单元2，在Apply PRES on Beams对话框中，在Load key文本框中输入1，在Pressure value at node I文本框中输入10，在Pressure value at node J文本框中输入0。结果如图3.24所示，压力载荷为三角形载荷。

选取单元3，在Apply PRES on Beams对话框中，设置Load key为1，Pressure value at node I为10，Offset from I node（压力载荷起点与节点I的偏移距离）为0.2。结果如图3.25所示，载荷与梁单元节点有偏移。

Load key 用于设置压力载荷的类型，设为1表示从节点I到节点J的法向力，正值表示沿单元坐标系-Y法向；设为2表示节点I到J的切向力，正值表示沿单元坐标系+Z切向；设为3表示节点I端部轴向力，正值表示沿单元坐标系+X轴向；设为4表示节点J端部轴向力，正值表示沿单元坐标系-X轴向。

对于梁单元以外的其他单元类型，可以在线、面、节点或单元上施加均布压力，其方法与施加梁压力载荷类似，此处不再详述。