5.4 齿轮泵模型的加载

在齿轮泵模型上施加约束和载荷。本实例中载荷为62.8rad/s转速形成的离心力，位移边界条件为将内孔边缘节点的周向位移固定。

1．位移边界条件

本实例的位移边界条件为将内孔边缘节点的周向位移固定。为了施加周向位移，需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下，具体步骤如下。

在GUI的通用菜单中选择WorkPlane＞Change Active CS to＞Global Cylindrical命令，将激活的坐标系切换为总体柱坐标系。

在GUI的主菜单中选择Preprocessor＞Modeling＞Move/Modify＞Rotate Node CS＞To Actives CS命令，弹出Rotate Nodes into CS拾取对话框，在工作区中拾取要旋转坐标系的节点，单击Pick All按钮，表示选择所有节点，所有节点的节点坐标系都旋转到当前激活坐标系（总体柱坐标系）下。

在GUI的通用菜单中选择Select＞Entities命令，弹出Select Entities（实体选择）对话框，如图5-2所示。在第一个下拉列表中选择Nodes（节点）选项，在第二个下拉列表中选择By Location（通过位置选取）选项。在位置选区中列出了位置属性的3个可用项（标识位置的3个坐标分量），选择X coordinates（X坐标）单选按钮，表示要通过X坐标进行选取，注意此时的激活坐标系为总体柱坐标系，X轴方向为径向。在Min, Max文本框中输入用最大值和最小值构成的取值范围，此处输入“5”，表示选择径向坐标为5的节点，即内孔上的节点，单击OK按钮，将符合要求的节点添加到选择集中。

在GUI的主菜单中选择Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Displacement＞on Nodes命令，弹出Apply U，ROT on Nodes拾取对话框，在工作区中拾取要施加位移约束的节点，单击Pick All按钮，表示选择当前选择集中的所有节点，弹出Apply U，ROT on Nodes（在节点上施加位移约束）对话框，如图5-3所示，在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UY（Y方向位移）选项，此时节点坐标系为总体柱坐标系，Y轴方向为周向，即施加周向位移约束。

单击OK按钮，即可在选定节点坐标系上施加周向位移约束，如图5-4所示。

在GUI的通用菜单中选择Select＞Everything命令，在工作区中选择所有图元、单元和节点。

2．施加转速惯性载荷及压力载荷

在GUI的主菜单中选择Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Inertia＞Angular Veloc＞Global命令，弹出Apply Angular Velocity（施加角速度）对话框，设置OMEGZ Global Cartesian Z-comp（总体Z轴角速度分量）=62.8，如图5-5所示。需要注意的是，转速是相对于总体笛卡儿坐标系施加的，单位是rad/s。单击OK按钮，施加转速引起的惯性载荷。

在GUI的主菜单中选择Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Pressure＞On lines命令，弹出Apply PRES on lines拾取对话框，在工作区中拾取两个相邻的齿边，单击OK按钮，弹出Apply PRES on lines对话框，设置VALUE Load PRES value=5e6，如图5-6所示，单击OK按钮，施加齿轮啮合产生的压力。