OptiStruct中PLOAD2载荷卡片的详解
在OptiStruct的载荷定义体系中，PLOAD2作为Bulk Data Entry（批量数据条目）的重要组成部分，专门用于向二维单元（或单元集 合）施加均匀静态压力载荷，同时也可作为动态载荷（如RLOAD1、RLOAD2等）的振幅定义依据，是平面结构静力学分析中压力载荷施加的核心工具。
一、PLOAD2的核心功能与适用范围
PLOAD2的功能聚焦于二维单元的均匀压力载荷定义，主要特点如下：
1. 适用单元类型：仅支持QUAD4（四边形单元）和TRIA3（三角形单元），是针对平面或壳单元施加均布压力的专用卡片。 2. 载荷形式：施加均匀静态压力，压力大小恒定，方向由单元网格点顺序通过右手定则确定。 3. 加载对象：可对单个单元、连续编号的单元范围（通过“THRU”关键字）或预定义的单元集 合（ELSET）施加载荷，兼顾单个与批量加载需求。 4. 动态载荷关联：其定义的参数可作为动态载荷卡片（RLOAD1、RLOAD2、TLOAD1、TLOAD2）中EXCITEID字段（振幅“A”）的数据源，为动态响应分析提供基础振幅信息。 5. 分析兼容性：同时支持隐式（Implicit）和显式（Explicit）分析，适用范围覆盖静态、瞬态等多种求解场景。
二、PLOAD2的格式与示例
1. 标准格式
PLOAD2采用10列固定字段格式，支持主行直接定义单元或通过ELSET续行定义单元集 合，具体结构如下（括号内为字段列号）：
2. 替代格式（单元范围定义）
当需要对连续编号的单元施加载荷时，可使用“THRU”关键字简化定义：
3. 应用示例
示例1：标准格式（单个及离散单元）
PLOAD2 21 -3.6 4 16 2 含义：在编号为21的载荷集（SID=21）下，对单元4、16、2施加大小为3.6、方向相反的均匀压力（P=-3.6）。
示例2：替代格式（连续单元范围）
PLOAD2 1 30.4 16 THRU 48 含义：在编号为1的载荷集（SID=1）下，对单元编号从16到48的所有QUAD4/TRIA3单元施加30.4单位的均匀压力（P=30.4）。
三、各字段的详细定义
- 单个单元：正整数（EID > 0） - 单元集 合：正整数或字符串标签（需配合ELSET续行） | |||
四、关键使用规则与注意事项
1. 压力方向判定
压力的默认方向通过“右手定则”结合单元网格点顺序确定：
• 对TRIA3单元：按单元定义的G1→G2→G3顺序，右手四指沿该顺序弯曲，大拇指指向即为压力正方向。 • 对QUAD4单元：按单元定义的G1→G2→G3→G4顺序，同样通过右手定则确定正方向。 • 若需反向施加压力，在P字段前添加负号（如示例1中的P=-3.6）即可。
2. 单元类型限制
仅允许对QUAD4和TRIA3单元使用PLOAD2，若引用其他类型单元（如SOLID单元），会导致分析错误。
3. 单元范围与集 合的使用
• 替代格式中“EID1 THRU EID2”表示对所有编号在EID1到EID2之间的二维单元施加载荷，需确保该范围内的单元均为QUAD4或TRIA3。 • 当使用单元集 合（ELSET）时，必须通过ELSET续行明确集 合标识（如 ELSET SHEET_ELEMENTS），集 合需预先通过SET卡片定义，支持字符串标签（最长8个字符），便于识别。
4. 载荷均匀性
PLOAD2施加的压力在单元表面均匀分布，总载荷为压力值（P）与单元面积的乘积，该总载荷会根据单元类型（三角形或四边形）按节点静力平衡原则分配到各网格点。
5. 与前处理软件的关联
在HyperMesh等前处理工具中，PLOAD2定义的压力载荷会以可视化方式显示在单元表面，用户可直接通过图形界面选择单元、调整压力大小及方向，无需手动编写卡片，降低操作复杂度。
五、工程应用场景
PLOAD2的典型应用场景包括：
• 平面壳体结构受均布气压或液压（如压力容器的壁面压力、水箱侧板的水压力）。 • 建筑结构中楼板、墙板受均布荷载（如雪荷载、均布自重）。 • 二维简化模型中结构表面受均匀法向力（如机翼截面的气动压力简化）。
掌握PLOAD2的使用规则，关键在于明确适用单元类型、压力方向判定及批量加载的实现方式，确保压力载荷的施加符合工程实际工况。在复杂模型中，建议优先使用单元集 合（ELSET）或连续范围（THRU）功能，提升载荷定义的效率与准确性。
