ansys高級技術(shù)指南 ar 單元的生和死

單元的生和死何為單元的生和死？如果模型中加入（或刪除）材料，模型中相應(yīng)的單元就“存在”（或消亡）。單元生死選項(xiàng)就用于在這種情況下殺死或重新激活選擇的單元。（可用的單元類型在表6－1中列出。）本選項(xiàng)主要用于鉆孔（如開礦和挖通道等），建筑物施工過程（如橋的建筑過程），順序組裝（如分層的計(jì)算機(jī)芯片組裝）和另外一些用戶可以根據(jù)單元位置來方便的激活和不激活它們的一些應(yīng)用中。單元生死功能只適用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural產(chǎn)品。Table6-1Elementswithbirthanddeathcapability翅LINK1若SURF19浩低SHELL4碧1究SOLID6霉4恩PLANE8敗3戶SHELL1然4檢3范PLANE2渠跌PIPE20笨勒PLANE4鞏2勾SOLID6幸5侮SOLID8容7叮SURF15容1幻BEAM3蹦MASS21臥沒SHELL4紐3運(yùn)PLANE6糞7剝SOLID9峽0掏SURF15汁2寺BEAM4千SURF22膚恰BEAM44授煌LINK68辭偷SOLID9硬2題SURF15屆3多SOLID5鼓蔽BEAM23朵洋SOLID4些5切SOLID6能9們SHELL9痕3串SURF15鞭4疏LINK8箭BEAM24蜻卡PLANE5糖3賤SOLID7握0脹SOLID9臥5烘SHELL1資57性LINK10轎與PLANE2圣5企BEAM54確圈MASS71堪悅SOLID9騾6鋼TARGE1訊69貞LINK11集蝦MATRIX憑27剩PLANE5娛5季SOLID7病2過SOLID9轎7華TARGE1灰70挨PLANE1綢3番LINK31謹(jǐn)李SHELL5義7匪SOLID7號3首SOLID9找8皇CONTA1恥71洪COMBIN兩14概LINK32像徑PIPE59額夏PLANE7倉5貫SHELL9商9愉CONTA1吐72初PIPE16堂灑LINK33稅肚PIPE60悼面PLANE7火7瞞PLANE1凍21撫CONTA1吳73縮PIPE17役患LINK34副突SOLID6熱2快PLANE7島8歇SOLID1耗22光CONTA1呈74揉PIPE18蠟走PLANE3卷5祝SHELL6電3擇PLANE8陜2打SOLID1駐23在一些情況下，單元的生死狀態(tài)可以根據(jù)ANSYS的計(jì)算數(shù)值決定，如溫度，應(yīng)力，應(yīng)變等。可以用ETABLE命令（MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable）和ESEL命令（UtilityMenu>Select>Entities）來確定選擇的單元的相關(guān)數(shù)據(jù)，也可以改變單元的狀態(tài)（溶和，固結(jié)，俘獲等）。本過程對于由相變引起的模型效應(yīng)（如焊接過程中原不生效的熔融材料變?yōu)樯У哪Ｐ腕w的一部分），失效擴(kuò)展和另外一些分析過程中的單元變化是有效的。單元生死是如何工作的？要激活“單元死”的效果，ANSYS程序并不是將“殺死”的單元從模型中刪除，而是將其剛度（或傳導(dǎo)，或其他分析特性）矩陣乘以一個(gè)很小的因子[ESTIF]。因子缺省值為1.0E-6，可以賦為其他數(shù)值（詳見“施加載荷并求解”一章）。死單元的單元載荷將為0，從而不對載荷向量生效（但仍然在單元載荷的列表中出現(xiàn)）。同樣，死單元的質(zhì)量，阻尼，比熱和其他類似效果也設(shè)為0值。死單元的質(zhì)量和能量將不包括在模型求解結(jié)果中。單元的應(yīng)變在“殺死”的同時(shí)也將設(shè)為0。與上面的過程相似，如果單元“出生”，并不是將其加到模型中，而是重新激活它們。用戶必須在PREP7中生成所有單元，包括后面要被激活的單元。在求解器中不能生成新的單元。要“加入”一個(gè)單元，先殺死它，然后在合適的載荷步中重新激活它。當(dāng)一個(gè)單元被重新激活時(shí)，其剛度，質(zhì)量，單元載荷等將恢復(fù)其原始的數(shù)值。重新激活的單元沒有應(yīng)變記錄（也無熱量存儲等）。但是，初應(yīng)變以實(shí)參形式輸入（如LINK1單元）的不為單元生死選項(xiàng)所影響。而且，除非是打開了大變形選項(xiàng)[NLGEOM,ON],一些單元類型將以它們以前的幾何特性恢復(fù)（大變形效果有時(shí)用來得到合理的結(jié)果）。單元在被激活后第一個(gè)求解過程中同樣可以有熱應(yīng)變（等于a*(T-TREF)),如果其承受熱量體載荷。如何使用單元生死特性可以在大多數(shù)靜態(tài)和非線性瞬態(tài)分析中使用單元生死，其基本過程與相應(yīng)的分析過程是一致的。對于其他分析來說，這一過程主要包括以下三步：建模施加載荷并求解查看結(jié)果修改基本分析步驟如下以包括單元生死特征：建模：遲在竟PREP7舞中，生成所有抹單元，包括那收些只有在以后冊載荷步中才激艇活的單元。在荒PREP7慈外不能生成新謝的單元。鑰施加載荷并求脈解：孕在熄SOLUTI桑ON野中完成以下操斯作：表定義第一個(gè)載魚荷步：束在第一個(gè)載荷倦步中，用戶必灰須選擇分析類脫型和所有的分訪析選項(xiàng)。用下嚇列方法指定分李析類型：過Comman室d:ANT表YPE屢GUI:M貴ainMe想nu>Sol匪ution>討-Analy紛sisTy圈pe-New循Analy燃sis設(shè)在結(jié)構(gòu)分析中孕，大變形效果卡應(yīng)打開。用下窄列命令設(shè)置該答選項(xiàng)：享Comman孔d:NLG陪EOM,ON主GUI:M猜ainMe張nu>Sol賤ution>換Analys遣isOpt騎ions咽對于所有單元屠生死應(yīng)用，在量第一個(gè)載荷步惹中應(yīng)設(shè)置牛頓鍵－拉夫森選項(xiàng)槐，因?yàn)槌绦虿蝗缒茴A(yù)知表EKILL眾命令出現(xiàn)在后煙面的載荷步中鳴。用下列命令慨完成該操作：冤Comman冰d:NRO踐PT乓GUI:M流ainMe挽nu>Sol龜ution>柿Analys箏isOpt夾ions項(xiàng)殺死映[EKILL芽]占所有要加入到方后續(xù)載荷步中于的單元，用下匹列命令：理Comman羞d:EKI摩LL辜GUI:M醉ainMe拳nu>Sol傷ution>菠-Load酸StepO深pts-Ot哄her>Ki造llEle仔ments燭單元在載荷步若的第一個(gè)子步掩被殺死（或激挖活），然后在網(wǎng)整個(gè)載荷步中巨保持該狀態(tài)。支要注意保證使騎用缺省的矩陣蓋縮減因子不會斥引起一些問題抓。有些情況下低要考慮用嚴(yán)格設(shè)的縮減因子。型用下列方法指拍定縮減因子數(shù)尾值：嘴Comman殲d:EST對IF眼GUI:M湯ainMe服nu>Sol業(yè)ution>回Other>稅Stiffn挺essMul肥t淺不與任何激活夠的單元相連的效結(jié)點(diǎn)將疫“創(chuàng)漂移饒”平，或具有浮動鏈的自由度數(shù)值呼。在一些情況傘下，用戶可能拜想約束不被激槍活的自由度泰[D,CP弱等蠟]恐以減少要求解肝的方程的數(shù)目定，并防止出現(xiàn)輝位置錯(cuò)誤。約偽束非激活自由寨度，在重新激煩活的單元要有倘特定的（或溫級度等）時(shí)很有雪影響，因?yàn)樵诟匦录せ顔卧獌|時(shí)要?jiǎng)h除這些傲人為的約束。蒸同時(shí)要?jiǎng)h除非耕激活自由度的患結(jié)點(diǎn)載荷（也鵲就是不與任意跨激活的單元相徐連的結(jié)點(diǎn)）。拿同樣，用戶必君須在重新激活托在自由度上施投加新的結(jié)點(diǎn)載蠟荷。魯下面是第一個(gè)捉載荷步中命令炸輸入示例：叫!健第一個(gè)載荷步甚TIME,.艱..濁鉗淋上!膝設(shè)定時(shí)間值（屈靜力分析選項(xiàng)利）物NLGEOM恒,隊(duì)ON暴的祖櫻食!摔打開大位移效元果素NROPT,決FULL技便剪訂!紅設(shè)定牛頓－拉惱夫森選項(xiàng)促ESTIF,者...米噴潮套!波設(shè)定非缺省縮助減因子（可選腹）晌ESEL,.勻..昌裹疲辭!較選擇在本載荷綁步中將不激活略的單元枯EKILL,日...覽繭虎乎!振不激活選擇的扇單元片ESEL,S駱,LIVE噴戰(zhàn)推婦!鋸選擇所有活動田單元聲NSLE,S越銅撒駛手!池選擇所有活動競結(jié)點(diǎn)誘NSEL,I煎NVE萌盛條溜賤縮!泉選擇所有非活足動結(jié)點(diǎn)（不與嗓活動單際鏟怨壘翠敞恰盼元相連的結(jié)點(diǎn)租）揀D,ALL,渠ALL,0嚼褲切斑!來約束所有不活傅動的結(jié)點(diǎn)自由扣度（可懂級冒輸賠霉浸候選）捐NSEL,A鷹LL皇缺問薯!們選擇所有結(jié)點(diǎn)暗ESEL,A句LL店汁振橫!困選擇所有單元摧D,...望巾書汁砌!霸施加合適的約終束恩F,...鵝轎連本斧!剃施加合適的活塞動結(jié)點(diǎn)自由度畜載荷倍SF,...夢剃突鴉蹄!速施加合適的單未元載荷坊BF,...軟韻刪由獎(jiǎng)!祥施加合適的體臘載荷SAVESOLVE蜘請參閱式TIME,N且LGEOM,療NROPT,坡ESTIF,產(chǎn)ESEL,E蘇KILL,N收SLE,NS潑EL,D,F越,SF或和題BF志命令得到更詳?shù)?xì)的解釋。后繼載荷步淚在后繼載荷步執(zhí)中，用戶可以銳隨意殺死或重毛新激活單元。毅象上面提到的至，要正確的施浮加和刪除約束茄和結(jié)點(diǎn)載荷。覽用下列命令殺騰死單元：步Comman咬d:EKIL插L資GUI:M衛(wèi)ainMe垃nu>Sol件ution>決-Load個(gè)StepO佳pts-Ot童her>Ki抖llEle事ments慌用下列命令重覽新激活單元：渠Comman兔d:EAL涂IVE忍GUI:M熊ainMe想nu>Sol莖ution>滔-Load侵StepO筆pts-Ot吧her>Ac壩tivate汽Elem冬!宮第二個(gè)（或后搞繼）載荷步：直TIME,.枕..起ESEL,.峽..岔EKILL,踩...賢川勤!朵殺死選擇的單悶元靠ESEL,.漠..襯EALIVE肺,...過屑門!規(guī)重新激活選擇曬的單元...巾FDELE,臥...激遷搶!難刪除不活動自寺由度的結(jié)點(diǎn)載徑荷蹈D,...勸唐舌末!簡約束不活動自鳴由度...竭F,...鹿洗響姥!滔在活動自由度偉上施加合適的教結(jié)點(diǎn)載荷龜DDELE,緩...也改客!敏刪除重新激活壁的自由度上的但約束SAVESOLVE緣請參閱港TIME,E忌SEL,EK學(xué)ILL,EA返LIVE,F悟DELE,D搶,F偷和擴(kuò)DDELE省命令得到更詳冰細(xì)的解釋。查看結(jié)果匹對于大多數(shù)部旱分來說，用戶屯在對包含不激布活或重新激活連的單元操作時(shí)盞應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)的晌過程來做。但儉是必須清楚的鞭是，膚“勒殺死料”柳的單元仍在模碌型中，盡管對垂剛度（傳導(dǎo)）殃矩陣的貢獻(xiàn)可叨以忽略。因此授，它們將包括浙在單元顯示，吧輸出列表等操罰作中。例如，腥不激活的單元不在結(jié)點(diǎn)結(jié)果平提均（礦PLNSOL獎(jiǎng)命令或掏MainM像enu>Ge透neral狠Postpr翼oc>Plo氣tResu封lts>No項(xiàng)dalSo麗lu宜）時(shí)將池“拳污染籌”塞結(jié)果。整個(gè)不恐激活單元的輸擱出應(yīng)當(dāng)被忽略藍(lán)，因?yàn)楹芏囗?xiàng)留帶來的效果都積很小。建議在煌單元顯示和其體他后處理操作發(fā)前用選擇功能解將不激活的單背元選出選擇集燒。蓄使用賞ANSYS酬結(jié)果控制單元籃生死蒸在許多時(shí)候，逼用戶并不清楚商的知道殺死和鄰重新激活單元系的確切位置。母例如，用戶要泛在熱分析中圣“音殺死賊”叔熔融的單元（敞在模型中移去澡溶化的材料）和，事先不會知勿道這些單元的假位置；用戶必結(jié)須根據(jù)好ANSYS帳計(jì)算出的溫度拌確定這些單元泛。當(dāng)決定殺死潮或重新激活單賊元依靠強(qiáng)ANSYS嬌計(jì)算結(jié)果時(shí)（淋如溫度，應(yīng)力練，應(yīng)變等），丈用戶可以使用鼓命令識別并選達(dá)擇關(guān)鍵單元。脹用下列方法識勉別關(guān)鍵單元：橫Comman猾d:ETA墓BLE迎GUI:M擾ainMe無nu>Gen辜eralP屢ostpro白c>Elem笛entTa玻ble>De羅fineT秧able長用下列方法選環(huán)擇關(guān)鍵單元：紛Comman彎d:ESEL告GUI:U挺tility厲Menu>瓣Select宴>Entit論ies訓(xùn)然后用戶可以懲殺死或重新激必活選擇的單元汪。（也可以用輕ANSYS紐APDL悠語言編寫宏以率完成這些操作債。）店用下列方法殺慢死選擇的單元葡：必Comman犧d:EKIL的L,ALL鑄GUI:M么ainMe謹(jǐn)nu>Sol促ution>裝-Load劍StepO輔pts-Ot役her>Ki瘦llEle探ments降用下列方法重謊新激活選擇的麗單元：餅Comman婦d:EALI較VE,ALL商GUI:M鍋ainMe串nu>Sol擴(kuò)ution>瓶-Load照StepO茅pts-Ot趕her>Ac定tivate環(huán)Elem析下面的例子是經(jīng)殺死總應(yīng)變超榴過許用值的單稼元：敘/SOLU觀辟請!愿進(jìn)入求解器...母...駕漂使!貓標(biāo)準(zhǔn)的求解過象程SOLVEFINISH!堆/POST1澆克勉!啦進(jìn)入渡POST1纏SET,..把.楊ETABLE言,STRAI銹N,EPTO辯,EQV!航將總應(yīng)變存入伴ETABLE絹ESEL,S覽,ETAB,檔STRAIN礙,0.20喜!意選擇所有總應(yīng)衛(wèi)變大于或等于鵝0.20化的單元FINISH!眨/SOLU仗扭編!都重新進(jìn)入求解簽器熊ANTYPE惠,,REST習(xí)EKILL,筆ALL寨仁!攻殺死選擇（超此過允許值）的思單元肌ESEL,A千LL章火!迎讀入所有單元...額...胳蒜察!嶄繼續(xù)求解購請參閱濟(jì)ETABLE艷,ESEL,殺ANTYPE蝦和甜EKILL酸命令得到更詳砌細(xì)的解釋。進(jìn)一步的說明以不活動的自由袍度上不能施加信約束方程推[CE,CE蟻INTF春等夸]柿。（不活動的推自由度當(dāng)結(jié)點(diǎn)燙不與活動的單艙元相連時(shí)出現(xiàn)尤）。笛可以通過先殺俯死然后重新激籍活單元的方法那做應(yīng)力松弛（蘭如退火）操作那。拿在非線性分析亂中，注意不要投因?yàn)闅⑺阑蛑刈鲂录せ顔卧浩鹌娈愋裕ㄈ缫憬Y(jié)構(gòu)分析中的靈尖角）或剛度撿突變。這將使權(quán)得收斂困難。摧在有單元生死通的分析中打開掩FULL挨牛頓－拉夫森紛方法的適應(yīng)下面降選項(xiàng)將得到厲好的結(jié)果。用姨下列方法：斃Comman原d:NRO帖PT,FUL驟L,,ON振GUI:M軍ainMe城nu>Sol犬ution>菠Analys捆isOpt晃ions稿可以通過一個(gè)貫參數(shù)值來指示蕩單元生死狀態(tài)藍(lán)[*GET,籠Par,EL悉EM,n,A呢TTR,LI期VE]準(zhǔn)(纖Utilit論yMenu疫>Param彼eters>禾GetSc字alarD孝ata)泄。該參數(shù)可以錦用于狹APDL紅邏輯分支（厚*IF寨等），或其他域要控制單元生幻死的應(yīng)用場合撲中。呆用戶可能想通船過改變材料特筑性來殺死或重怕新激活單元壯[MPCHG掃](Main威Menu>囑Prepro殿cessor茄>Mater糞ialPr且ops>Ch姿angeM企atNum亂)字。但是，在這蘭個(gè)過程中要特嗚別小心。軟件鵝保護(hù)系統(tǒng)和限沃制使得菜“們殺死備”樸的單元在求解屆器中改變材料縱特性時(shí)將不生登效。（單元集鈴中載荷不能自假動刪除；應(yīng)變劣，質(zhì)量，比熱藍(lán)等也不能刪除鉗。）不當(dāng)?shù)氖拱河米餗PCHG徹命令將帶來許罵多問題。例如澇，如果將單元迷的剛度縮減到很近于漏0賄，而保留其質(zhì)土量，在有加速爛度和慣性載荷扛的問題中將產(chǎn)區(qū)生奇異性。坦一個(gè)紋MPCHG持的應(yīng)用是在建猜立模型時(shí)涉及滔“批出生韻”奔單元的應(yīng)變歷境程的情況下。悅使用趟MPCHG英可以得到單元積在變形的結(jié)點(diǎn)倉構(gòu)造中的初始鳳應(yīng)變。殲在單元生死中離不能用多載荷隙步求解談[LSWRI規(guī)TE]億，因?yàn)椴患せ疃蛑匦录せ畹男眴卧獱顟B(tài)將不同寫入載荷步文琴件中。有多個(gè)否載荷步的生死叛單元分析應(yīng)該葛用一系列的庫SOLVE綱命令（樂MainM劫enu>So威lution屈>Curre釘ntLS權(quán)）來做。乒單元生死應(yīng)用磁實(shí)例（命令行陣格式）問題描述插添吸等截面桿兩端順固定，承受均些勻的溫度載荷臂時(shí)將其中蠅間爆1/塵3料段移去。過程輕是將其應(yīng)變自圓由化并移去均疑勻溫度。分析碎其熱應(yīng)力和應(yīng)爹變情況。材料饞特性和幾