ANSYS入門教程加載求解及后處理技術(shù)B

1、ANSYS 入門教程 - 加載、求解及后處理技術(shù)B2011-01-09 14:20:38|  分類： ansys |  標(biāo)簽： |字號(hào)大中小 訂閱 三、 施加面載荷 (續(xù))3.   在線上施加面荷載    命令：SFL, LINE, Lab, VALI, VALJ, VAL2I, VAL2J        LINE - 擬施加荷載的線號(hào)，也可為 ALL 或組件名。     &#

2、160;  Lab - 面荷載標(biāo)識(shí)符，結(jié)構(gòu)分析為 PRES。        VALI - 線始端關(guān)鍵點(diǎn)處的面荷載值，也可為表格型邊界條件的表格名。        VALJ - 線末端關(guān)鍵點(diǎn)處的面荷載值，也可為表格型邊界條件的表格名。如為空（缺?。┡c VALI 相等，否則采用輸入數(shù)據(jù)。        VAL2I,VAL2J - 為復(fù)數(shù)輸入時(shí)的虛部，而 VALI 和 VALJ 則為

3、實(shí)部。    該命令僅對 2D 面單元的邊界（線）、軸對稱單元本身、殼單元邊界（線）有效，對 3D 實(shí)體單元的線無效。    對于 2D 面單元，其輸入的面荷載值為“力/面積”；而對殼單元，其輸入的面荷載值為“力/長度”，這點(diǎn)需要特別注意。4.   在面上施加面荷載    命令：SFA, AREA, LKEY, Lab, VALUE, VALUE2        AREA - 擬施加面荷載的面號(hào)，也可為ALL或元件名

4、。        LKEY - 荷載施加的面號(hào) (缺省為 1)。如果面為體單元的表面，則 LKEY 將被忽略；對殼單元 LKEY 可取 1 或 2，而其它值無效，                    單元幫助中有詳細(xì)說明。        Lab - 面荷載標(biāo)

5、識(shí)符，結(jié)構(gòu)分析為 PRES。        VALUE - 面荷載值，也可為表格名稱。        VALUE2 - 對結(jié)構(gòu)分析無意義。    該命令對殼單元和 3D 體單元的面施加法向面荷載，對 2D  面單元無效。5. 面荷載梯度及其加載    定義面荷載梯度后，可在 SF、SFE、SFL 和 SFA 命令中使用。如前所述，SFE、SFL 及 SFBEAM 命令可以直接施加線性分布

6、荷載，采用 SFGRAD 命令定義荷載梯度后，使用 SF 和 SFA 命令施加線性分布荷載比較方便，如靜水壓力、圓柱體分布壓力等。    示例：        !  EX4.9  利用荷載梯度在直角坐標(biāo)系下的施加方法        FINISH  $ /CLEAR  $ /PREP7        et,1,82

7、60; $ blc4,10,60                 ! 定義單元類型，創(chuàng)建面        esize,2  $ amesh,all                  

8、;   ! 定義單元尺寸，劃分網(wǎng)格        /PSF,PRES,NORM,2                    ! 設(shè)置荷載顯示方式        sfgrad,pres,y,0,-5    

9、0;                  ! 定義荷載梯度，SLZER=0，沿 Y 正方向遞減 5 單位/長度        nsel,s,loc,x,0                

10、60;              ! 選擇 X=0，且 Y=040 的節(jié)點(diǎn)群        nsel,r,loc,y,0,40        sf,all,pres,600             &

11、#160;               ! 對節(jié)點(diǎn)群施加面荷載，基值（Y=SLZER=0 處）為 600                ! 上述荷載施加結(jié)果：Y=0 處為 600，Y=40 處為 600+(40-0)×(-5)=400     

12、60;  sfgrad,pres,y,30,-20                  ! 再重新定義梯度荷載，SLZER=30，斜率為 -20        nsel,s,loc,x,10              &#

13、160;              ! 選擇 X=10 的節(jié)點(diǎn)群        sf,all,pres,0                         &#

14、160;       ! 對節(jié)點(diǎn)群施加面荷載，基值（Y=SLZER=30 處）為 0        allsel  $ eplot                           

15、60;   ! 如圖 4-1 所示 6.   表面效應(yīng)單元施加面荷載    如前所述，施加具有 LKEY 參數(shù)的面荷載與單元類型相關(guān)，        對于 2D 面單元僅可在單元邊上或邊界上施加平行于單元面的荷載；        對于 3D 體單元，僅可施加單元面法向面荷載；        對于 3

16、D 殼單元，可施加單元面法向面荷載和在單元邊上或邊界上施加平行于單元面的荷載。    但有時(shí)所要施加的荷載不屬于上述情況，例如面的切向荷載或其它非法向面荷載等，此時(shí)可使用表面效應(yīng)單元覆蓋所要施加荷載的表面，并用這些單元作為“管道”施加所需荷載。    如 2 D  面單元和 3 D  單元可分別使用 SURF153  單元和 SURF154 單元。    示例：        finish  $

17、/clear  $ /prep7        et,1,solid95  $ et,2,surf154         ! 定義 SOLID95 單元和表面效應(yīng)單元 surf 154        blc4,10,10,40           &

18、#160;                ! 創(chuàng)建長方體        esize,5  $ vmesh,all                     ! 定

19、義單元尺寸，劃分網(wǎng)格        /psf,pres,tany,2                           ! 設(shè)置壓力顯式方式（單元坐標(biāo)系 Y 切向）        nsel,s,lo

20、c,y,10                             ! 選擇 Y=10 的所有節(jié)點(diǎn)        type,2  $ esurf       

21、                      ! 設(shè)置單元類型 2, 生成表面效應(yīng)單元        esel,s,type,2                &

22、#160;              ! 選擇單元類型為 2 的單元（表面效應(yīng)單元）        sfe,all,3,pres,100                       

23、; ! 施加 LKEY=3 的面荷載（切向）        allsel                                       

24、     ! 可查看單元荷載（求解過程與 SURF154 無關(guān)）  四、  施加體載荷    在結(jié)構(gòu)分析中，ANSYS 的體荷載只有溫度，其標(biāo)識(shí)符為 TEMP。    常用體載荷命令如下表：    幾個(gè)主要的體荷載施加命令如下：        BF, NODE, Lab, VAL1      

25、60; BFE, ELEM, Lab, STLOC, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4        BFK, KPOI, Lab, VAL1        BFL, LINE, Lab, VAL1        BFA, AREA, Lab, VAL1       

26、 BFV, VOLU, Lab, VAL1    其使用方法與面荷載施加命令類似，例如第 1 個(gè)參數(shù)均為圖素編號(hào)，也可為 ALL 或組件名；第 2 個(gè)參數(shù) Lab = Ui、ROTi (i = x 或 y 或 z)、TEMP 或 FLUE；VAL1VAL4 為體荷載值，其中 VAL2VAL4 為單元不同位置上的體荷載值；STLOC 為 VAL1 指定一個(gè)對應(yīng)的起始位置。 五、  施加慣性荷載    慣性荷載有加速度、角速度和角加速度。     慣

27、性荷載沒有刪除命令，要?jiǎng)h除慣性荷載，衷心將荷載值設(shè)為 0 即可；且慣性載荷為斜坡荷載。    ACEL、OMEGA 和 DOMEGA 命令分別用于施加在總體直角坐標(biāo)系中的加速度、角速度和角加速度。需要注意的是 ACEL 命令施加的是加速度不是重力場，而重力加速度的方向與重力方向相反。因此要施加一個(gè) -Y 方向的重力場，必須施加一個(gè) Y 方向的加速度。    使用 CGOMGA 和 DCGOMG 命令定義一轉(zhuǎn)動(dòng)物體的加速度和角加速度，但為相對于參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的物理量（該物體繞參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)）。CGLOC 命令用于指定參考坐標(biāo)系相對于整

28、個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系的位置。    CMOMEGA 和 CMDOMGA 命令在單元元件上施加參考坐標(biāo)系下的角速度和角加速度。    ANSYS 定義的三種類型轉(zhuǎn)動(dòng)為：          整個(gè)結(jié)構(gòu)繞總體直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)（OMEGA 和 DOMEGA 命令輸入）；          單元元件繞參考坐標(biāo)系軸的轉(zhuǎn)動(dòng)（CMOMEGA 和 CMDOMEGA 命令）；  

29、0;        整體直角坐標(biāo)系繞加速度原點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)（ CGOMGA、DCGOMG 和 CGLOC命令）。    以上三種類型轉(zhuǎn)動(dòng)中，可兩兩組合同時(shí)施加到結(jié)構(gòu)上。    此處僅介紹 ACEL 命令及使用方法，命令如下：    命令：ACEL,  ACELX,  ACELY,  ACELZ        其中 ACELX, ACELY, ACELZ

30、分別為總體直角坐標(biāo)系 X 軸、Y 軸和 Z 軸的結(jié)構(gòu)線加速度值。 六、  施加耦合場荷載    在耦合場分析中，通常將包含一個(gè)分析中的結(jié)果施加在第二個(gè)分析中作為荷載，例如可將熱分析中計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)溫度，作為體積荷載施加到結(jié)構(gòu)分析中，形成耦合場荷載。    施加耦合場荷載的命令為LDREAD命令，該命令是從一個(gè)結(jié)果文件讀出數(shù)據(jù)然后作為荷載施加到模型上。因此該命令不僅僅在施加耦合場荷載時(shí)使用，也可用于其它分析目的，例如可用于結(jié)構(gòu)分析中讀入反作用力作為進(jìn)一步分析的荷載等。    命令：LDR

31、EAD, Lab, LSTEP, SBSTEP, TIME, KIMG, Fname, Ext 七、  初應(yīng)力荷載及施加    初應(yīng)力（Initial Stress）可以指定為一種“荷載”進(jìn)行施加，但僅在靜態(tài)分析和全瞬態(tài)分析中可以使用，可以用于線性分析或非線性分析。初應(yīng)力荷載只能在第一個(gè)荷載步中施加。    ANSYS 中支持初應(yīng)力荷載的單元類型有：PLANE2、PLANE42、PLANE82、PLANE182、PLANE183、SOLID45、SOLID92、SOLID95、SOLID185、SOLID

32、186、SOLID187、SHELL181、SHELL208、SHELL209、LINK180、BEAM188、BEAM189。    初應(yīng)力荷載是單元坐標(biāo)系下的值，如果單元坐標(biāo)系與總體坐標(biāo)系不同應(yīng)謹(jǐn)慎。初應(yīng)力荷載只能在求解層施加。初應(yīng)力荷載的施加采用覆蓋方式，即多次施加時(shí)后面命令結(jié)果覆蓋前面的命令結(jié)果。    初應(yīng)力荷載施加在被選擇的單元上，如果單元選擇集為空或不選擇某些單元，則不施加初應(yīng)力荷載到這些單元上。    主要初應(yīng)力載荷命令如下表： 1.   施加初始常應(yīng)力荷載&

33、#160;   命令：ISTRESS,  Sx,  Sy,  Sz,  Sxy,  Syz,  Sxz,  MAT1,  MAT2,  MAT3,  MAT4,  MAT5,  MAT6,  MAT7,  MAT8,  MAT9,  MAT10        Sx,Sy,Sz,Sxy,Syz,Sxz - 初始的常應(yīng)力值。  &#

34、160;     MAT1MAT10 - 初應(yīng)力擬施加到的材料編號(hào)，如沒有指定，則施加到所有材料上。    該命令對所選擇的單元施加一組初始常應(yīng)力值。2. 從文件施加初應(yīng)力荷載    命令：ISFILE, Option, Fname, Ext, -, LOC, MAT1, MAT2, MAT3, MAT4, MAT5, MAT6, MAT7, MAT8, MAT9, MAT10        Option - 初應(yīng)力荷載操作控

35、制參數(shù)，其值可?。?#160;           =READ（缺?。簭奈募x入初應(yīng)力數(shù)據(jù)；            =LIST：列出已經(jīng)讀入的初應(yīng)力；            =DELE：刪除已經(jīng)讀入的初應(yīng)力。      

36、;  Fname - 當(dāng) Option=READ 時(shí)，F(xiàn)name 為一目錄和文件名。                      當(dāng) Option=LIST 或 DELE時(shí)，F(xiàn)name 為列表或刪除單元編號(hào)上的初應(yīng)力。        Ext - 文件擴(kuò)展名或?qū)犹?hào)，當(dāng) Fname 為空時(shí)，Ext 缺省為“IST”

37、。                    如 Option=LIST 或 DELE 則 Ext 為層殼單元的層號(hào)。        LOC - 總體位置標(biāo)志，確定每個(gè)單元內(nèi)初應(yīng)力要施加的位置，其值可取：            =0（

38、缺?。涸趩卧|(zhì)心上施加初應(yīng)力；            =1：單元積分點(diǎn)上施加初應(yīng)力；            =2：在單元指定位置上施加初應(yīng)力。即由初應(yīng)力文件確定將初應(yīng)力荷載施加到什么位置，此時(shí)各個(gè)單元施加的位置可以不相同。            =3：常應(yīng)力狀態(tài)。用初

39、應(yīng)力文件中的第一個(gè)應(yīng)力數(shù)據(jù)將所有單元初始化為一個(gè)常應(yīng)力。        MAT1MAT10 - 初應(yīng)力擬施加到的材料編號(hào)。    該命令對所選擇的單元施加初應(yīng)力荷載，初應(yīng)力的單元號(hào)與所選擇的單元號(hào)相對應(yīng)。 3.   生成初應(yīng)力文件    命令：ISWRITE, Switch    其中 Switch 參數(shù)控制初應(yīng)力文件是否生成文件，其中可?。?#160;  

40、     ON：以工作文件及擴(kuò)展名 IST 生成初應(yīng)力文件，并寫入數(shù)據(jù)；        OFF：不生成初應(yīng)力文件。    該命令僅在求解層有效，如果已有同名文件存在則覆蓋之。    該命令不支持 CDWRITE 命令。    用 ISWRITE 命令寫出的應(yīng)力為單元積分點(diǎn)應(yīng)力，對于非線性分析，寫入的應(yīng)力數(shù)據(jù)為收斂后應(yīng)力；對于線性分析，為求解完成后的

41、應(yīng)力。因此其初應(yīng)力文件標(biāo)志區(qū)數(shù)據(jù)總為 eis,elemno,1，其中 elemno 為單元號(hào)，而 1 表示為積分點(diǎn)應(yīng)力的位置標(biāo)識(shí)。在用 ISFILE 命令讀入時(shí)，如果位置標(biāo)志為 0，則采用各單元的第一個(gè)應(yīng)力記錄；如果位置標(biāo)志為 2，則采用初應(yīng)力文件中的位置標(biāo)志 （即1）；如果位置標(biāo)志為 3，則采用應(yīng)力文件的第一個(gè)應(yīng)力數(shù)據(jù)。    示例：        !  EX4.12  初應(yīng)力荷載      &

42、#160; finish  $ /clear  $ /filname,colu1  $ /prep7                 ! 定義工作文件名為 colu1        et,1,plane82  $ mp,ex,1,2e5  $ mp,nuxy,1,0.3 

43、0;        ! 定義單元類型和材料屬性        blc4,1,10  $ esize,2  $ amesh,all                         &

44、#160;   ! 創(chuàng)建面，定義網(wǎng)格尺寸，劃分網(wǎng)格        nsel,s,loc,y,0  $ d,all,uy  $ d,1,ux                            

45、60; ! 施加約束條件        nsel,s,loc,y,10  $ sf,all,pres,-10                                ! 施加

46、節(jié)點(diǎn)面荷載        allsel  $ finish        /solu  $ iswrite,on                         

47、0;                            ! 進(jìn)入求解層，打開初應(yīng)力文件生成開關(guān)        solve  $ finish        

48、                                                  

49、  ! 求解生成初應(yīng)力文件（在當(dāng)前工作目錄中）     Colu1.ist 文件格式及內(nèi)容          ! 為說明問題，這里重新建模        finish  $ /clear  $ /filname,colu2  $ /prep7         

50、                ! 定義工作文件名為 colu2        et,1,plane82   $ mp,ex,1,2e5  $ mp,nuxy,1,0.3             &#

51、160;   ! 定義單元類型和材料屬性        blc4,1,10  $ esize,2  $ amesh,all                             

52、        ! 創(chuàng)建面，定義網(wǎng)格尺寸，劃分網(wǎng)格        nsel,s,loc,y,0  $ d,all,uy  $ d,1,ux  $ alls                      &

53、#160;    ! 施加約束條件        /solu                                   

54、                                              ! 進(jìn)入求解層   

55、0;    loc=2                                             

56、;                                   ! 定義位置參數(shù)，改變此參數(shù)可得到不同的加載效果        isfile,read,colu1

57、,ist,loc                                                

58、0;    ! 從文件 colu1.ist 中讀入初應(yīng)力并作為荷載施加        isfile,list                                

59、;                                             ! 查看施加的初應(yīng)力荷載   

60、0;    solve                                             

61、;                                    !求解并可查看結(jié)果     初應(yīng)力荷載不是施加“應(yīng)力歷史”而是一種“荷載”。因此對于用 ISWRITE 命令生成的初應(yīng)力文件，再用 IS

62、FILE 命令讀入后，當(dāng)僅有初應(yīng)力荷載時(shí)，其效果是模型中應(yīng)力為零而位移與原荷載產(chǎn)生的位移反向。    要消除由于初應(yīng)力荷載引起的位移且保持模型中應(yīng)力不變，可將原荷載一并施加，此時(shí)模型中應(yīng)力與原荷載產(chǎn)生的應(yīng)力相同，但位移場為零（位移很小，可認(rèn)為是零）。    一懸臂梁在端部受集中力作用，先生成初應(yīng)力文件；然后再施加初應(yīng)力荷載和集中力；計(jì)算后可得到荷載作用下的應(yīng)力場但無位移場。    示例：        !  EX4.13 懸臂

63、梁荷載作用下的應(yīng)力場但無位移場        finish  $ /clear  $ /filname,cant1  $ /prep7                          ! 定義工作文件名等    

64、60;   et,1,PLANE42  $ mp,ex,1,2e5  $ mp,nuxy,1,0.3                 ! 定義單元類型、材料特性等        blc4,10,1  $ esize,0.5  $ amesh,all     &

65、#160;                             ! 創(chuàng)建面、劃分網(wǎng)格等        nsel,s,loc,x,0  $ d,all,all  $ allsel    &

66、#160;                                    ! 施加約束等        f,2,fy,-10  $ finish 

67、60;                                                 

68、60;           ! 施加端部集中荷載等        /solu  $ iswrite,on  $ solve                       &

69、#160;                          ! 求解，生成初應(yīng)力文件等        /post1  $ pldisp  $ plnsol,s,x        

70、                                       ! 查看求解結(jié)果等        /solu