风载荷

风载荷表示风施加在结构上的力。

这是一种随风速、高度和物体形状变化的压力类型。SimSolid 可根据用户定义的参数（如风速和风向）施加风荷载，以模拟风对建筑物、标志牌或其他结构的影响。

风载荷理论

在结构分析中，风载荷表示风施加在结构上的力。

风载荷受地上高度和速度等因素的影响。这些力会严重影响结构和建筑的稳定性和结构完整性。SimSolid 会考虑风速、空气密度、方向性、摩擦阻力和形状系数等关键因素，在结构风载荷建模中起着至关重要的作用。SimSolid 会合并这些参数，帮助评估暴露在风中的曲面所承受的压力，准确计算结构挠度。

风廓线是影响风载荷的关键因素。SimSolid 支持两种截然不同的廓线：单值和对数。这些廓线作为数学模型，阐明了大气边界层内与地上高度 (H) 有关的风速的均匀分布或对数级数。

Figure 1.


在对数风廓线中，地上高度 (H)和风速 (V) 之间的对数曲线的插值点按以下公式计算。
V ( z ) = u κ ln ( H + 1 ) MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamOvaiaacI cacaWG6bGaaiykaiabg2da9maalaaabaGaamyDaaqaaGGaaiab=P7a RbaaciGGSbGaaiOBaiaacIcacaWGibGaey4kaSIaaGymaiaacMcaaa a@4294@
其中，
u
剪切速度（默认 = ~0.5）
κ MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaaccaGae8NUdS gaaa@37AA@
冯-卡尔曼常数（默认 = ~0.41）
H
测量速度时离地面的高度
垂直于风向的曲面所承受的风压按以下公式计算。
P w i n d = 1 2 ρ a i r V 2 C MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamiuamaaBa aaleaacaWG3bGaamyAaiaad6gacaWGKbaabeaakiabg2da9maalaaa baGaaGymaaqaaiaaikdaaaGaeqyWdi3aaSbaaSqaaiaadggacaWGPb GaamOCaaqabaGccaWGwbWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaOGaam4qaaaa @44A8@
其中，
P w i n d MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamiuamaaBa aaleaacaWG3bGaamyAaiaad6gacaWGKbaabeaaaaa@3ABA@
风压
ρ a i r MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeqyWdi3aaS baaSqaaiaadggacaWGPbGaamOCaaqabaaaaa@3AAA@
空气密度
V
风速
C
形状因子

对于平行于风向的曲面，包括摩擦阻力 ( C f MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaBa aaleaacaWGMbaabeaaaaa@37D2@ ) 由以下公式计算。

P w i n d = 1 2 ρ a i r C f V 2 C MathType@MTEF@5@5@+= feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamiuamaaBa aaleaacaWG3bGaamyAaiaad6gacaWGKbaabeaakiabg2da9maalaaa baGaaGymaaqaaiaaikdaaaGaeqyWdi3aaSbaaSqaaiaadggacaWGPb GaamOCaaqabaGccaWGdbWaaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamOvamaa CaaaleqabaGaaGOmaaaakiaadoeaaaa@4691@
摩擦阻力系数的默认值设置为 0.01。

Tip: 启用屏蔽复选框可以保护被其他零件遮挡的组件免受风载荷的影响。取消选中时，风载荷将施加于所有组件，无论组件面向风源的曲面是否被装配中的其他零件遮挡。

创建风廓线

使用以下其中一种方法来定义风廓线

向结构施加风载荷时，风廓线是基本输入之一。在 SimSolid 中有多种创建风廓线的方法。
  1. 在Project Tree中，点击将施加风载荷 BC 的结构分析。
  2. 在Analysis Workbench上，点击 （风载荷）。
  3. 点击创建轮廓，并使用以下任意方式来创建风廓线。
    要执行
    从外部 CSV 导入
    1. 在对话框中，点击导入 CSV。
    2. 浏览至所需文件并点击打开。
    注： 文件内容必须有一个标题行，然后是两行或更多行的数据。每行有两到三个值。值必须用逗号分隔。第一个值是速度，第二个值是地上高度。
    速度
    地上高度
    0
    0
    10
    4
    38
    9
    47
    13
    61
    18
    从标准模板函数创建
    1. 在对话框中，点击标准。
    2. 在函数类型下拉菜单中，选择所需的模板。
    3. 对于“单值”，指定速度 (V) 和地上高度 (H)。
    4. 对于“对数”，定义剪切速度 (u)，冯-卡尔曼常数 (k) 和地上高度 (H)。
    5. 点击确定。
    手动创建
    1. 在对话框中，点击添加行。新行将出现在对话框的表格中。
    2. 点击点数量、速度或地上高度下的行即可激活文本框。
    3. 输入所需的值。
  4. 点击确定。

创建风载荷

基于风廓线施加风载荷进行结构分析

  1. 在Project Tree中，点击结构分析以打开Analysis Workbench，然后选择结构线性或结构非线性。
  2. 在 Analysis Workbench上，点击 压力 > 风载荷。
    将打开风载荷对话框。
  3. 点击创建轮廓，并使用以下任意方式来创建风廓线。
    要执行
    从外部 CSV 导入
    1. 在对话框中，点击导入 CSV。
    2. 浏览至所需文件并点击打开。
    注： 文件内容必须有一个标题行，然后是两行或更多行的数据。每行有两到三个值。值必须用逗号分隔。第一个值是速度，第二个值是地上高度。
    速度
    地上高度
    0
    0
    10
    4
    38
    9
    47
    13
    61
    18
    从标准模板函数创建
    1. 在对话框中，点击标准。
    2. 在函数类型下拉菜单中，选择所需的模板。
    3. 对于“单值”，指定速度 (V) 和地上高度 (H)。
    4. 对于“对数”，定义剪切速度 (u)，冯-卡尔曼常数 (k) 和地上高度 (H)。
    5. 点击确定。
    手动创建
    1. 在对话框中，点击添加行。新行将出现在对话框的表格中。
    2. 点击点数量、速度或地上高度下的行即可激活文本框。
    3. 输入所需的值。
  4. 点击OK。
  5. 点击地平面选项卡，放置风载荷的原点。可以手动输入坐标，也可以从模型视窗拖动原点来放置坐标。
  6. 可选： 在各自的选项卡中定义风向和高度轴。
  7. 可选： 输入空气密度、摩擦系数和形状因子。
    根据默认设置，它们的值分别为 1.2 kg/m3、0.01 和 1。
  8. 可选： 要保护被其他零件遮挡的零件不受风载荷的影响，选中启用屏蔽复选框。
    注： 取消选中启用屏蔽时，风载荷将施加于所有组件，无论组件面向风源的曲面是否被装配中的其他零件遮挡。
  9. 点击OK。