ANSYS熱分析教程及命令流算例

＝＝＝＝＝【熱力耦合分析單元簡介】＝＝＝＝＝＝SOLID5－三維耦合場實體具有三維磁場、溫度場、電場、壓電場和結(jié)構(gòu)場之間有限耦合的功能。本單元由8個節(jié)點定義，每個節(jié)點有6個自由度。在靜態(tài)磁場分析中，可以使用標量勢公式（對于簡化的RSP，微分的DSP，通用的GSP）。在結(jié)構(gòu)和壓電分析中，具有大變形的應(yīng)力鋼化功能。與其相似的耦合場單元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。INFIN9－二維無限邊界用于模擬一個二維無界問題的開放邊界。具有兩個節(jié)點，每個節(jié)點上帶有磁向量勢或溫度自由度。所依附的單元類型可以為PLANE13和PLANE53磁單元，或PLANE55和PLANE77和PLANE35熱單元。使用磁自由度（ＡＺ）時，分析可以是線性的也可以是非線性的，靜態(tài)的或動態(tài)的。使用熱自由度時，只能進行線性穩(wěn)態(tài)分析。PLANE13－二維耦合場實體具有二維磁場、溫度場、電場和結(jié)構(gòu)場之間有限耦合的功能。由4個節(jié)點定義，每個節(jié)點可達到4個自由度。具有非線性磁場功能，可用于模擬B－H曲線和永久磁鐵去磁曲線。具有大變形和應(yīng)力鋼化功能。當用于純結(jié)構(gòu)分析時，具有大變形功能，相似的耦合場單元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。LINK31－輻射線單元用于模擬空間兩點間輻射熱流率的單軸單元。每個節(jié)點有一個自由度?？捎糜诙S（平面或軸對稱）或三維的、穩(wěn)態(tài)的或瞬態(tài)的熱分析問題。允許形狀因子和面積分別乘以溫度的經(jīng)驗公式是有效的。發(fā)射率可與溫度相關(guān)。如果包含熱輻射單元的模型還需要進行結(jié)構(gòu)分析，輻射單元應(yīng)當被一個等效的或（空）結(jié)構(gòu)單元所代替。LINK32－二維傳導(dǎo)桿用于兩節(jié)點間熱傳導(dǎo)的單軸單元。該單元每個節(jié)點只有一個溫度自由度?？捎糜诙S（平面或軸對稱）穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。如果包含熱傳導(dǎo)桿單元的模型還需進行結(jié)構(gòu)分析，該單元可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元所代替。LINK33－三維傳導(dǎo)桿用于節(jié)點間熱傳導(dǎo)的單軸單元。該單元每個節(jié)點只有一個溫度自由度?？捎糜诜€(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。如果包含熱傳導(dǎo)桿單元的模型還需進行結(jié)構(gòu)分析，該單元可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元所代替。LINK34－對流線單元用于模擬節(jié)點間熱對流的單軸單元。該單元每個節(jié)點只有一個溫度自由度。熱對流桿單元可用于二維（平面或軸對稱）或三維、穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。如果包含熱對流單元的模型還需要進行結(jié)構(gòu)分析，熱對流單元可被一個等效（或空）的結(jié)構(gòu)單元所代替。單元的對流換熱系數(shù)可分為非線性，即對流換熱系數(shù)是溫度或時間的函數(shù)。PLANE35－二維六節(jié)點三角形熱實體它是一個與八節(jié)點PLANE77單元兼容的三角形單元。適用于形狀不規(guī)則的模型（例如從不同的CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的模型）劃分網(wǎng)格。只有一個溫度自由度。適用于二維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析。如果包含該單元的模型還需進行結(jié)構(gòu)分析，可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元（如PLANE2）所代替?？捎米髌矫鎲卧蜉S對稱環(huán)單元。INFIN47－三維無限邊界用于模擬無邊界場問題的開放邊界。其單元形狀為四節(jié)點四邊形或三節(jié)點三角形，每個節(jié)點可以有磁勢或溫度自由度。所依附的單元類型可以是SOLID5、SOLID96或SOLID98磁單元，也可以是SOLID70、SOLID90或SOLID87熱實體單元。具有磁自由度時，可以進行線性或非線性靜態(tài)分析。具有熱自由度時，只能進行靜態(tài)分析（線性或非線性）。PLANE55－二維熱實體可作為一個具有二維熱傳導(dǎo)能力的平面或軸對稱環(huán)單元使用。具有四個節(jié)點，每個節(jié)點只有一個溫度自由度。可用于二維穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題，并可以補償由于恒定速度場帶來的質(zhì)量輸運熱流。如果包含熱單元的模型還需進行結(jié)構(gòu)分析，該單元應(yīng)當被一個等效的結(jié)構(gòu)單元（如PLANE42）所代替。此單元有一個選項，用來模擬通過多孔介質(zhì)的非線性穩(wěn)態(tài)流動（滲流）。此時，原有的熱參數(shù)被解釋成相似的流體流動參數(shù)。SHELL57－熱殼三維的具有面內(nèi)導(dǎo)熱能力的單元，具有四個節(jié)點，每個節(jié)點一個溫度自由度。該單元可用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。如果包含本單元的模型還需要進行結(jié)構(gòu)分析，可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元代替（如SHELL63）所代替。如果面內(nèi)及橫向的導(dǎo)熱都需要考慮的話，則需要使用實體單元SOLID70或SOLID90。SOLID70－三維熱實體具有八個節(jié)點，每個節(jié)點一個溫度自由度。該單元可用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題，并可補償由于恒定速度場質(zhì)量輸運帶來的熱流損失。如果包含熱實體單元的模型還需進行結(jié)構(gòu)分析，可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元（如SOLID45）所代替此單元有一個選項，用來模擬通過多孔介質(zhì)的非線性穩(wěn)態(tài)流動。此時，原有的熱參數(shù)被解釋成相似的流體流動參數(shù)。例如，溫度自由度等效為壓力自由度。MASS71－熱質(zhì)量點單元，只有一個溫度自由度。具有熱容但忽略內(nèi)部熱阻的物體，如果其內(nèi)部無明顯的溫度梯度，則可使用熱質(zhì)量單元來模擬它以進行瞬態(tài)熱分析。該單元還有一個功能，即溫度與熱產(chǎn)生率相關(guān)的能力。可用于一維、二維或三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析。在穩(wěn)態(tài)求解中，它只起到溫度相關(guān)的熱源或熱的接收器的作用。其它在熱分析問題中有特殊用途的單元為COMBIN14和COMBIN40。如果包含熱質(zhì)量單元的模型還需要進行結(jié)構(gòu)分析，該單元可被一個等效的結(jié)構(gòu)單元所代替（如MASS21）。PLANE75－軸對稱諧分析熱實體可作為具有三維導(dǎo)熱能力的軸對稱單元使用。有四個節(jié)點，每個節(jié)點只有一個溫度自由度。它是PLANE55單元軸對稱型的一般形式，可承受非軸對稱載荷。在剪切偏移中描述了各種載荷情況。該單元可用于二維軸對稱的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效結(jié)構(gòu)單元如PLANE25，相似的帶中間節(jié)點的單元是PLANE78。PLANE77－二維八節(jié)點熱實體是PLANE55的高階形式，每個節(jié)點只有一個溫度自由度。八節(jié)點單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù)，尤其適用于描述彎曲的邊界。PLANE78－八節(jié)點軸對稱諧分析熱實體可作為具有三維導(dǎo)熱能力的軸對稱單元使用。每個節(jié)點只有一個溫度自由度。它是PLANE77單元的一般形式，可承受非軸對稱載荷。在剪切偏移中描述了各種載荷情況。八節(jié)點單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù)，尤其適用于描述彎曲的邊界。該單元可用于二維軸對稱的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效結(jié)構(gòu)單元如PLANE83。SOLID87－三維十節(jié)點四面體熱實體特別適合于對不規(guī)則的模型（例如從不同的CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的模型）劃分網(wǎng)格。每個節(jié)點只有一個溫度自由度。可用于三維的熱穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)分析問題，其等效的結(jié)構(gòu)單元如SOLID92。SOLID90－三維二十節(jié)點熱實體三維的八節(jié)點熱單元SOLID70的高階形式。二十個節(jié)點，每個節(jié)點一個溫度自由度。二十節(jié)點單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù)，尤其適用于描述彎曲的邊界。適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SOLID95。INFIN110－二維無限實體用于模擬一個二維的邊界開放的極大場問題，其一個單層用于描述無限體的外部子域。具有二維（平面的和軸對稱）磁勢能，溫度，或靜電勢能特性。由四或八節(jié)點定義，每個節(jié)點有單一的自由度。所依附的單元類型可以是PLANE13和PLANE53磁單元，PLANE55、PLANE35和PLANE77熱單元，或靜電單元121。加上磁勢或溫度自由度后，分析可以是線性的或非線性的，靜態(tài)的或動態(tài)的。INFIN111－三維無限實體用于模擬一個三維的邊界開放的極大場問題，其一個單層用于描述無限體的外部子域。具有二維（平面的和軸對稱）磁勢能，溫度，或靜電勢能特性。由八或二十節(jié)點定義，有三維磁標量和向量勢能，溫度或靜電勢能特性。每個節(jié)點有單一的自由度。封閉的單元類型可以是SOLID96和SOLID97和SOLID98和SOLID5和SOLID62磁單元，SOLID70和SOLID90和SOLID87熱單元，或靜電單元SOLID122和SOLID123。加上磁勢或溫度自由度后，分析可以是線性的或非線性的，靜態(tài)的或動態(tài)的。對這個單元的幾何體，節(jié)點坐標和坐標系在INFIN111中顯示。由八或二十個節(jié)點和材料參數(shù)定義。必須定義非零的材料參數(shù)。SHELL131－4節(jié)點熱層殼單元三維的層殼單元，具有面內(nèi)和厚度方向的熱傳導(dǎo)能力。本單元四個節(jié)點，每個節(jié)點最多可以有32個自由度。本單元適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題，產(chǎn)生的節(jié)點溫度可施加于結(jié)構(gòu)殼單元以用于模擬熱彎曲。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SHELL43、SHELL63、SHELL143或SHELL181。SHELL132－8節(jié)點熱層殼單元三維的層殼單元，具有面內(nèi)和厚度方向的熱傳導(dǎo)能力。本單元八個節(jié)點，每個節(jié)點最多可以有32個自由度。本單元適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題，產(chǎn)生的節(jié)點溫度可施加于結(jié)構(gòu)殼單元以用于模擬熱彎曲。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SHELL91、SHELL93、SHELL99?！敬篌w積混凝土溫度場及溫度應(yīng)力分析命令流】/filename,Themal/title,themal_analysis!標題/PREP7!前處理!定義單元類型ET,1,SOLID70!設(shè)置材料屬性!材料1為混凝土MP,KXX,1,280.43MP,C,1,0.976MP,DENS,1,2450MAT,1!材料2為基礎(chǔ)土MP,KXX,2,287.53MP,C,2,1.45MP,DENS,2,1670MAT,2!輸入?yún)?shù)!輸入外界氣溫表*DIM,qiwen,TABLE,21,1,1,TIME,,,!外界氣溫表名為qiwenQIWEN(1,0,1)=0QIWEN(1,1,1)=16.5QIWEN(2,0,1)=0.5QIWEN(2,1,1)=21.4QIWEN(3,0,1)=1QIWEN(3,1,1)=18QIWEN(4,0,1)=1.5QIWEN(4,1,1)=26.2QIWEN(5,0,1)=2QIWEN(5,1,1)=18.3QIWEN(6,0,1)=2.5QIWEN(6,1,1)=28.6QIWEN(7,0,1)=3QIWEN(7,1,1)=15QIWEN(8,0,1)=3.5QIWEN(8,1,1)=33QIWEN(9,0,1)=4QIWEN(9,1,1)=16.7QIWEN(10,0,1)=4.5QIWEN(10,1,1)=29QIWEN(11,0,1)=5QIWEN(11,1,1)=16.5QIWEN(12,0,1)=5.5QIWEN(12,1,1)=26QIWEN(13,0,1)=6QIWEN(13,1,1)=11.6QIWEN(14,0,1)=6.5QIWEN(14,1,1)=32.6QIWEN(15,0,1)=7QIWEN(15,1,1)=16QIWEN(16,0,1)=7.5QIWEN(16,1,1)=34.2QIWEN(17,0,1)=8QIWEN(17,1,1)=11.6QIWEN(18,0,1)=8.5QIWEN(18,1,1)=30.8QIWEN(19,0,1)=9QIWEN(19,1,1)=15.4QIWEN(20,0,1)=9.5QIWEN(20,1,1)=31QIWEN(21,0,1)=10QIWEN(21,1,1)=13!輸入熱生成率函數(shù)*SET,_FNCNAME,'heats'*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,16,1!Beginofequation:2450*0.7462*227.2246*0.13*exp(-0.7426*{TIME})%_FNCNAME%(0,0,1)=0.0,-999%_FNCNAME%(2,0,1)=0.0%_FNCNAME%(3,0,1)=0.0%_FNCNAME%(4,0,1)=0.0%_FNCNAME%(5,0,1)=0.0%_FNCNAME%(6,0,1)=0.0%_FNCNAME%(0,1,1)=1.0,-1,0,2450,0,0,0%_FNCNAME%(0,2,1)=0.0,-2,0,0.7462,0,0,-1%_FNCNAME%(0,3,1)=1,-3,0,1,-1,3,-2%_FNCNAME%(0,4,1)=0.0,-1,0,227.2246,0,0,-3%_FNCNAME%(0,5,1)=0.0,-2,0,1,-3,3,-1%_FNCNAME%(0,6,1)=0.0,-1,0,0.13,0,0,-2%_FNCNAME%(0,7,1)=0.0,-3,0,1,-2,3,-1%_FNCNAME%(0,8,1)=0.0,-1,0,0,0,0,0%_FNCNAME%(0,9,1)=0.0,-2,0,1,0,0,-1%_FNCNAME%(0,10,1)=0.0,-4,0,1,-1,2,-2%_FNCNAME%(0,11,1)=0.0,-1,0,0.7426,0,0,-4%_FNCNAME%(0,12,1)=0.0,-2,0,1,-4,3,-1%_FNCNAME%(0,13,1)=0.0,-1,0,1,-2,3,1%_FNCNAME%(0,14,1)=0.0,-1,7,1,-1,0,0%_FNCNAME%(0,15,1)=0.0,-2,0,1,-3,3,-1%_FNCNAME%(0,16,1)=0.0,99,0,1,-2,0,0!Endofequation:2450*0.7462*227.2246*0.13*exp(-0.7426*{TIME})!創(chuàng)建幾何體BLOCK,,5,,7.5,,2.4!創(chuàng)建混凝土塊BLOCK,,20,,20,-10,0!創(chuàng)建基礎(chǔ)土體KWPLAN,-1,4,3,6!定位工作坐標系1VSBW,ALL!分割體1KWPLAN,-1,3,1,7!定位工作坐標系2VSBW,ALL!分割體2VGLUE,ALL!GLUE所有體元素NUMMRG,ALL!合并所有重復(fù)元素NUMCMP,ALL!壓縮所有元素的編號CSYS,0!返回全局坐標系!進行網(wǎng)格劃分!劃分混凝土體VSEL,S,,,1,1,1!選擇混凝土體VATT,1,,1,0!指定混凝土材料ALLSELVSEL,U,,,1,1,1!選擇基礎(chǔ)土體VATT,2,,1,0!指定基礎(chǔ)土體材料ALLSEL!選擇所有料LSEL,S,,,5,5,1!選擇混凝土短邊LESIZE,ALL,,,5!混凝土短邊劃分為5LSEL,S,,,8,8,1!選擇混凝土長邊LESIZE,ALL,,,10!混凝土短邊劃分為10LSEL,S,,,9,9,1!選擇混凝土高LESIZE,ALL,,,6!混凝土高劃分為6!劃分基礎(chǔ)土體LSEL,S,,,1,1,1!選擇混凝土高LESIZE,ALL,,,10LSEL,S,,,4,4,1LESIZE,ALL,,,5LSEL,S,,,15,15,1LSEL,A,,,13,13,1LSEL,A,,,24,39,15LSEL,A,,,20,30,10LSEL,A,,,37,40,3LESIZE,ALL,,,6LSEL,S,,,2,2,1LESIZE,ALL,,,5LSEL,S,,,3,3,1LESIZE,ALL,,,10ALLSELVMESH,ALL!映射劃分網(wǎng)格FINISH/SOLU!進入求解器ANTYPE,4!選擇瞬態(tài)求解TRNOPT,FULLLUMPM,0ESEL,S,MAT,,1!選擇混凝土體的所有結(jié)點NSLE,SIC,all,TEMP,23.6!混凝土的澆筑溫度為23.6ESEL,S,MAT,,2!選擇基礎(chǔ)土體的所有結(jié)點NSLE,SIC,all,TEMP,16!基礎(chǔ)的初始溫度為16ALLSELSFA,4,1,CONV,616.32,%QIWEN%!四周木模對流系數(shù)616.32SFA,6,1,CONV,616.32,%QIWEN%SFA,2,1,CONV,2054.4,%QIWEN%!上面裸露對流系數(shù)616.32BFV,1,HGEN,%HEATS%!輸入熱生成率heatsALLSE!選擇所有TRNOPT,FULL!設(shè)置計算方法*DO,DAY,0.5,10,0.5!設(shè)置循環(huán)計算TIME,DAY!設(shè)置荷載步時間AUTOTS,0!關(guān)閉自動時間步長KBC,0!設(shè)置階梯荷載步TSRES,ERASE!Definesanarrayofkeytimesatwhichthetime-steppingstrategychangesOUTRES,ALL,ALL!輸出所有項SOLVE!開始計算*ENDDO!終止循環(huán)計算!結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析/PREP7!前處理ETCHG,TTS!轉(zhuǎn)換熱分析單元為結(jié)構(gòu)單元!輸入?yún)?shù)!定義變化彈模EXX*DIM,EXX,ARRAY,20EXX(1,1,1)=0.87e10EXX(2,1,1)=1.05e10EXX(3,1,1)=1.17e10EXX(4,1,1)=1.26e10EXX(5,1,1)=1.33e10EXX(6,1,1)=1.39e10EXX(7,1,1)=1.44e10EXX(8,1,1)=1.48e10EXX(9,1,1)=1.52e10EXX(10,1,1)=1.56e10EXX(11,1,1)=1.59e10EXX(12,1,1)=1.61e10EXX(13,1,1)=1.64e10EXX(14,1,1)=1.67e10EXX(15,1,1)=1.69e10EXX(16,1,1)=1.71e10EXX(17,1,1)=1.73e10EXX(18,1,1)=1.75e10EXX(19,1,1)=1.77e10EXX(20,1,1)=1.79e10!定義20種材料每0.5小時一種材料來反映彈模的改變*DO,I,1,20,1MP,DENS,I,2450!混凝土密度為2450MP,EX,I,EXX(I)!混凝土彈模為EXX(I)MP,PRXY,I,0.167!混凝土泊松比為0.167MP,ALPX,I,0.75E-5!混凝土熱膨脹系數(shù)為0.75e-5MP,REFT,I,15!定義參考溫度*ENDDOVCLEAR,2,5,1!清除基礎(chǔ)土體網(wǎng)格VDELE,2,5,1,1!刪除基礎(chǔ)土體ALLSEL!選擇選擇所有/SOLU!進入求解器NROPT,FULL!SpecifiestheNewton-RaphsonoptionsinafulltransientanalysisNLGEOM,ON!考慮大變形的影響ASEL,S,,,1,1,1!選擇面1NSLA,S,1!選擇面1上的結(jié)點D,all,ALL!加基礎(chǔ)全約束ALLSEL!選擇選擇所有DA,3,SYMM!加對稱約束DA,5,SYMM!加對稱約束I=1*DO,DAY,0.5,10,0.5ESEL,S,MAT,,I,I,1!選擇混凝土材料號為I的元素ACEL,0,0,-9.8,!GRAVITYLOAD施加重力荷載加速度LDREAD,TEMP,,,DAY,,'themal','rth',''!TEMPLOADReadsresultsfromtheresultsfileandappliesthemasloads.TIME,DAYAUTOTS,0KBC,0!設(shè)置階梯荷載步TSRES,ERASE!Definesanarrayofkeytimesatwhichthetime-steppingstrategychangesOUTRES,ALL,ALL,!輸出所有的結(jié)果SOLVE!計算I=I+1*IF,I,LE,20,THENMPCHG,I,ALL*ENDIF*ENDDO【間接法耦合分析溫度場與應(yīng)力場】!!!!此為7月22號自編的不分層，體加30攝氏度、水化熱生熱率；一面加對流邊界條件/PREP7/TITLE,Transient-statethermalanalysisofconcretewall/SHOWET,1,SOLID90!定義單元類型為thermalsolid90!!!!!!!!/UNITS,SI!采用國際制單位(與時間有關(guān)的單位都換成天，國際制單位焦耳）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!以下為定義材料屬性:MP,DENS,1,2441!密度=2441kilogram/(meter3)MP,HF,1,14!對流換熱系數(shù)，單位：J/(meter2.s.degreeC)!!!!!!!!!!20J/(meter2.s.degreeC)=1680000J/(meter2.d.degreeC)MPTEMP,,0,21,32,43!建立溫度表，單位：(degreeC)MPDATA,C,1,,971,971,997,1038!定義比熱，單位：J/(kilogram.degreeMPDATA,KXX,1,,3.2158,3.2158,3.1647,3.1217!定義導(dǎo)熱系數(shù)，單位：J/(meter.S.degreeC)!!!!!!!!!!!!!!!!!!MPDATA,KXX,1,,277845.12,277845.12,273430,269714.8!定義導(dǎo)熱系數(shù)，單位：J/(meter.d.degreeC)BLOCK,,12,,5,,7,!建立立方體模型/VIEW,1,1,1,1!Isometricview(三軸等側(cè)視圖）!!!!!!劃分網(wǎng)格MSHAPE,0,3D！選擇3D映射網(wǎng)格MSHKEY,1VSEL,ALL!選中所有的體VMESH,ALLTYPE,1EXTOPT,ESIZE,2,0,EXTOPT,ACLEAR,0!*EXTOPT,ATTR,0,0,0MAT,1REAL,_Z4ESYS,0!*FLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,4VEXT,p51x,,,0,3,0,,,,FLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,7VEXT,p51x,,,0,2,0,,,,!!!!!!網(wǎng)格劃分完畢eplotfinish!從前處理退出!熱分析加載求解/solu!相當于MainMenu>SolutionANTYPE,transtimint,off!先做穩(wěn)態(tài)分析，確定初始條件time,0.001!設(shè)定只有一個子步的時間很小的荷載步!!!!!!!!!!!!!!!!!deltim,0.001!設(shè)定時間步長為0.001秒!TUNIF,30,!加體溫度荷載，30攝氏度d,all,temp,0!NSEL,S,LOC,X,12!定義X=12表面上的對流邊界條件!SF,ALL,CONV,-1,20ALLSELsolve!相當于solution>solve>currentLS!瞬態(tài)熱分析ddelet,all,temp!刪除穩(wěn)態(tài)分析時的節(jié)點溫度荷載!!!!!!!!先把2,3層單元全部殺死，再激活第一層!殺滅閘墩單元nsel,s,loc,y,5,10esln,s,1ekill,all!激活第一層單元nsel,s,loc,y,5,8esln,s,1ealive,allnsel,s,loc,y,0,8nsel,inved,all,temp,0allsel!!!!!!!!!!!!FINISH!!!!!!/PREP7!!(如果不加此句，循環(huán)后所出的圖形時間是從第六天開始的，相當于MainMenu>Preprocessor）delt=.2tim=0.001timint,on!打開時間積分TINTP,,,,1.0,,*do,day,1,10!!!!!/prep7tim=tim+delttime,tim!指定荷載步的結(jié)束時間deltim,0.2!設(shè)置荷載步的子步長(即一天內(nèi)再分成1/0.5段）AUTOS,-1!打開自動時間步長DIFHgen=20498472.32*exp(-0.36*((tim-0.1)**0.74))*((tim-0.1)**(-0.26))!VSEL,ALLBFV,2,HGEN,DIFHgen!加生熱荷載KBC,0!荷載線性變化（ramped)SFA,8,1,CONV,14,10SFA,9,1,CONV,14,10SFA,10,1,CONV,14,10SFA,11,1,CONV,14,10ALLSEL/soluSOLVE*enddo!!!!!!開始應(yīng)力場的求解/prep7etchg,ttsmp,alpx,1,0.7e-5!!!熱膨脹系數(shù)mp,ex,1,29.5e9!!!90天的彈性模量mp,prxy,1,0.167!!!泊松比mp,dens,1,2441!!!!密度!!!!!!!!利用循環(huán)實現(xiàn)彈性模量隨時間變化，按順序激活單元，并導(dǎo)入每個步長時間段的溫度場，得出變化的應(yīng)力場time,0.001nropt,full!!!!!!!!!!!!solvetim=0.001delt=0.2!!!!!!!!先把2,3層單元全部殺死，再激活第一層!殺滅閘墩單元nsel,s,loc,y,5,10esln,s,1ekill,all!激活第一層單元nsel,s,loc,y,5,8esln,s,1ealive,allnsel,s,loc,y,0,8nsel,inved,all,all,0allsel*do,tm,1,10tim=tim+delttime,timdeltim,0.2!改變第1層彈性模量/prep7ecx=1.41*27.68*10**9*(1-exp(-0.4*tim**0.34))mp,ex,1,ecxnsel,s,loc,y,5,8esln,s,1emodi,allfinish/solu!!!!!!結(jié)構(gòu)計算的邊界條件nsel,s,loc,y,5,8nsel,r,loc,x,0d,all,ux,0allsnsel,s,loc,y,5,8nsel,r,loc,x,12d,all,ux,0allsnsel,s,loc,y,5,8nsel,r,loc,z,0d,all,uz,0allsnsel,s,loc,y,5,8nsel,r,loc,z,7d,all,uz,0alls!!!!!!!!!!考慮重力因素grav=9.81acel0,grav,0!!!!!!!!!!施加y向重力加速度!!!!!!!讀入熱分析結(jié)果!allsel,all!nsel,all!BFVDELE,all,TEMP!SFADELE,all,TEMP!這四句好像沒有什么用!!!!!ldread,temp,,,tim,,,rthldread,temp,0,0,tim,,,rthtref,0solve*enddo!!!結(jié)束56天的循環(huán)fini【利用ANSYS單元生死和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析】!下面的命令流進行的是一個簡單的二維焊接分析,利用ANSYS單元生死和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析功能進!行焊接過程仿真,計算焊接過程中的溫度分布和應(yīng)力分布以及冷卻后的焊縫殘余應(yīng)力。/title,WeldAnalysisby"ElementBirthandDeath"/prep7/unit,si!采用國際單位制!et,1,13,4!13號二維耦合單元,同時具有溫度和位移自由度et,2,13,4!!1號材料是鋼!2號材料是鋁!3號材料是銅!鋁是本次分析中的焊料,它將鋼結(jié)構(gòu)部分和銅結(jié)構(gòu)部分焊接起來!下面是在幾個溫度點下,各材料的彈性模量mptemp,1,20,500,1000,1500,2000mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11!!假設(shè)各材料都是雙線性隨動硬化彈塑性本構(gòu)關(guān)系!下面是各材料在各溫度點下的屈服應(yīng)力和屈服后的彈性模量tb,bkin,1,5tbtemp,20,1tbdata,1,1200e6,0.193e11tbtemp,500,2tbdata,1,933e6,0.150e11tbtemp,1000,3tbdata,1,435e6,0.070e11tbtemp,1500,4tbdata,1,70e6,0.010e11tbtemp,2000,5tbdata,1,7e6,0.001e11!tb,bkin,2,5tbtemp,20,1tbdata,1,800e6,0.102e11tbtemp,500,2tbdata,1,400e6,0.050e11tbtemp,1000,3tbdata,1,70e6,0.008e11tbtemp,1500,4tbdata,1,1e6,0.0001e11tbtemp,2000,5tbdata,1,0.1e6,0.00001e11!tb,bkin,3,5tbtemp,20,1tbdata,1,900e6,0.117e11tbtemp,500,2tbdata,1,700e6,0.090e11tbtemp,1000,3tbdata,1,230e6,0.030e11tbtemp,1500,4tbdata,1,40e6,0.005e11tbtemp,2000,5tbdata,1,4e6,0.0005e11!!材料密度(假設(shè)為常值)mp,dens,1,8030mp,dens,2,4850mp,dens,3,8900!熱膨脹系數(shù)(假設(shè)為常值)mp,alpx,1,1.78e-5mp,alpx,2,9.36e-6mp,alpx,3,1.66e-5!泊松比(假設(shè)為常值)mp,nuxy,1,0.29mp,nuxy,2,0.30mp,nuxy,3,0.30!熱傳導(dǎo)系數(shù)(假設(shè)為常值)mp,kxx,1,16.3mp,kxx,2,7.44mp,kxx,3,393!比熱(假設(shè)為常值)mp,c,1,502mp,c,2,544mp,c,3,385!熱膨脹系數(shù)(假設(shè)為常值)!由于該13號單元還有磁自由度,此處假設(shè)一磁特性,但并不影響我們所關(guān)心的結(jié)果mp,murx,1,1mp,murx,2,1mp,murx,3,1!假設(shè)焊料(鋁)焊上去后的初始溫度是1500℃mp,reft,1,20mp,reft,2,1500mp,reft,3,20!!下面建立幾何模型csys,0k,1,0,0,0k,2,0.5,0,0k,3,1,0,0k,4,0,0.3,0k,5,0.35,0.3,0k,6,0.65,0.3,0k,7,1,0.3,0a,1,2,5,4a,2,6,5a,2,3,7,6!劃分單元esize,0.025type,2mat,2amesh,2esize,0.05type,1mat,1amesh,1mat,3amesh,3eplot!/soluantype,4!瞬態(tài)分析trnopt,full!!在模型的左邊界加位移約束nsel,all*get,minx,node,,mnloc,xnsel,s,loc,x,minxd,all,ux,0*get,miny,node,,mnloc,ynsel,r,loc,y,minyd,all,uy,0!!假設(shè)在模型的左右邊界處溫度始終保持在20℃,其它邊界條件如對流、輻射等都可!施加，此處因只是示意而已，故只施加恒溫邊界條件。nsel,all*get,minx,node,,mnloc,xnsel,s,loc,x,minxd,all,temp,20nsel,all*get,maxx,node,,mxloc,xnsel,s,loc,x,maxxd,all,temp,20!!由于第二個面是焊料所在區(qū)域，因此，首先將該區(qū)域的單元"死"掉nna=2esel,all*get,emax,elem,,num,maxasel,s,area,,nnaesla*get,nse,elem,,count*dim,ne,,nse*dim,nex,,nse*dim,ney,,nse*dim,neorder,,nsemine=0!下面的DO循環(huán)用于將焊料區(qū)的單元按其形心Y坐標排序，以便后面!模擬焊料由下向上逐步"生長"的過程*do,i1,1,nseesel,u,elem,,mine*get,nse1,elem,,countii=0*do,i,1,emax*if,esel(i),eq,1,thenii=ii+1ne(ii)=i*endif*enddo*do,i,1,nse1*get,ney(i),elem,ne(i),cent,y*get,nex(i),elem,ne(i),cent,x*enddominy=1e20minx=1e20*do,i,1,nse1*if,ney(i),lt,miny,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*else*if,ney(i),eq,miny,then*if,nex(i),lt,minx,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*endif*endif*endif*enddoneorder(i1)=mine*enddo!max_tem=1500!按照前面假設(shè)，焊料的初始溫度為1500℃dt1=1e-3!用于建立初始條件的一個很小的時間段dt=5!焊接一個單元所需的時間t=0!起始時間esel,alleplot/auto,1/replot*do,i,1,nseekill,neorder(i)esel,s,liveeplot*enddoallsel,alloutres,all,allic,all,temp,20kbc,1timint,0,structtimint,1,thermtimint,0,magtintp,0.005,,,1,0.5,0.2!!nsub1=2nsub2=40*do,i,1,nseealive,neorder(i)esel,s,liveeplotesel,all!下面的求解用于建立溫度的初始條件t=t+dt1time,tnsubst,1*do,j,1,4d,nelem(neorder(i),j),temp,max_tem*enddosolve!下面的求解用于保證初始的升溫速度為零t=t+dt1time,tsolve!下面的步驟用于求解溫度分布*do,j,1,4ddele,nelem(neorder(i),j),temp*enddot=t+dt-2*dt1time,tnsubst,nsub1solve*enddot=t+50000time,tnsubst,nsub2solvefinish/post1!下面的一系列命令用于生成應(yīng)力的動畫文件/seg,dele/cont,1,15,0,1200e6/16,1200e6/dscale,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,stress,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,s,eqv*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,s,eqv*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,s,eqv*enddo/seg,off,stress,0.1/anfile,save,stress,avi!下面的一系列命令用于生成溫度的動畫文件/seg,dele/cont,1,15,0,1500/16,1500/dscale,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,temp,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,temp*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,temp*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,temp*enddo/seg,off,temp,0.1/anfile,save,temp,aviFinish溫度場分析步驟:1.建立溫度場分析所用DB文件.2.建立澆筑層對應(yīng)的組件，并對組件進行數(shù)組標識。3.用APDL建立溫度場分析數(shù)據(jù)文件.應(yīng)力場分析步驟:1.建立應(yīng)力場分析所用DB文件.（可選，可通過溫度場文件直接生成)2.建立隨時間變化的各種材料匯編文件，并讀入DB文件中。3.用APDL建立應(yīng)力場分析數(shù)據(jù)文件.!!!!**********************************************************************!!!!**********************************************************************!!!!********某混凝土拱壩工程施工期及運行期溫度應(yīng)力計算數(shù)據(jù)流文件**********!!!!**********************************************************************!!!**************注意事項**********************************!!1.每次修改數(shù)據(jù)流需改動如下內(nèi)容：!!(1).檢查生死是否正確!!(2).檢查材料是否正確(包括材料編號、）!!(3).檢查荷載是否正確(包括溫度場、重力、水壓）!!(4).檢查時間步是否正確.!引起錯誤之處!1.變材料有徐變，而初始材料未設(shè)徐變參數(shù)時，會造成幾步后不能運算的錯誤.FINISH/PREP7*DO,I,1,37,1CMSEL,S,LAYER(I,1)EMODIF,ALL,MAT,I+20,*ENDDO/SOLUANTYPE,0LSCLEAR,ALLNROPT,FULLNLGEOM,ON!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!砼澆筑期（第1天-第111天）!約束ALLSEL,ALL!約束巖石底部ASEL,S,LOC,Z,-40NSLA,S,1D,ALL,,,,,,UX,UY,UZ,,,!!約束巖石上下游方向ASEL,S,LOC,Y,50ASEL,A,LOC,Y,450!將縱向圍堰的相應(yīng)節(jié)點去除FLST,5,22,5,ORDE,22FITEM,5,184FITEM,5,195FITEM,5,199FITEM,5,203FITEM,5,207FITEM,5,211FITEM,5,215FITEM,5,219FITEM,5,277FITEM,5,280FITEM,5,284FITEM,5,287FITEM,5,457FITEM,5,461FITEM,5,465FITEM,5,469FITEM,5,473FITEM,5,477FITEM,5,481FITEM,5,485FITEM,5,490FITEM,5,493ASEL,U,,,P51XNSLA,S,1D,ALL,,,,,,UY,,,,,!約束巖石兩岸方向ASEL,S,LOC,X,-458,-457ASEL,A,LOC,X,317,318NSLA,S,1D,ALL,,,,,,UX,,,,,ALLSEL,ALL!KILLTHEDAMELEMENTESEL,S,MAT,,1NSLE,SEKILL,ALL!KILLWHOLEDAM!!按澆筑時間層層激活37層*DO,I,0,36,1!@@@@@@第三層循環(huán)STARTCMSEL,S,LAYER(I+1,1)NSLE,SEALIVE,ALL!!按層層激活澆筑間歇期3天*DO,J,1,3,1!@@@@@@第二層循環(huán)STARTT=I*3+J!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!按時間變化修改材料!J=1時,修改激活層的材料編號*IF,J,EQ,1,THEN!修改剛激活層的材料編號CMSEL,S,LAYER(I+1,1)MPCHG,(I+1)*200+1,ALL,!修改下層激活層的材料編號*DO,K,0,I-1,1CMSEL,S,LAYER(k+1,1)MPCHG,(K+1)*200+(T-3*K),ALL,*ENDDO*ELSE!J不等于1時,修改激活層的材料編號*DO,K,0,I,1!@@@@@@第一層循環(huán)START*IF,T,LE,3*K+105,THENCMSEL,S,LAYER(k+1,1)MPCHG,(K+1)*200+(T-3*K),ALL,*ENDIF*ENDDO!@@@@@@第一層循環(huán)END*ENDIF!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!按時間變化修改材料ALLSEL,ALL!!****************!solve*****!!!!!!!!!!!!!!LOAD!GRAVITYLOADACEL,0,0,9.8,!TEMPLOADLDREAD,TEMP,,,T,,'CAL-030301','rth',''!TEMPLOAD!WATERPRESURRE!*IF,T,GT,1095,AND,T,LE,1185,THEN!SFGRAD,PRES,0,Z,1580+2.45*(T-1095),-9800!CMSEL,S,UPNODE!NSEL,R,LOC,Z,1580,1580+2.45*(T-1095),!SF,ALL,PRES,0!ALLSEL,ALL!*ENDIFALLSEL,ALLTIME,TAUTOTS,0NSUBST,1,0,0CNVTOL,F,,0.2,2,200,KBC,0*if,MOD(T,5),eq,0,THENOUTRES,ALL,LAST,*ELSEOUTRES,ALL,none,*ENDIF!!!!!!!!!!檢驗數(shù)據(jù)流的正確性，隨意存幾個時間步結(jié)果!*IF,T,EQ,4,THEN!SAVE,SA4,DB!*ENDIF!!*IF,T,EQ,7,THEN!SAVE,SA7,DB!*ENDIF!!!*IF,T,EQ,37,THEN!SAVE,SA37,DB!*ENDIF!!*IF,T,EQ,97,THEN!SAVE,SA97,DB!*ENDIF!!*IF,T,EQ,109,THEN!SAVE,SA109,DB!*ENDIF!!!!!!!!!!檢驗數(shù)據(jù)流的正確性，隨意存幾個時間步結(jié)果solve*ENDDO!@@@@@@第二層循環(huán)END*ENDDO!@@@@@@第三層循環(huán)END!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!砼澆筑后一個月按天計算（第112天-第141天）!修改各層的材料編號*DO,T,112,141,1*DO,K,0,36,1*IF,T,LE,3*K+105,THENCMSEL,S,LAYER(k+1,1)MPCHG,(K+1)*200+(T-3*K),ALL,*ENDIF*ENDDOALLSEL,ALL!***********!solve*****!!!!!!!!!!!!!!LOAD!GRAVITYLOADACEL,0,0,9.8,!TEMPLOADLDREAD,TEMP,,,T,,'CAL-030301','rth',''!TEMPLOAD!WATERPRESURRE!*IF,T,GT,1095,AND,T,LE,1185,THEN!SFGRAD,PRES,0,Z,1580+2.45*(T-1095),-9800!CMSEL,S,UPNODE!NSEL,R,LOC,Z,1580,1580+2.45*(T-1095),!SF,ALL,PRES,0!ALLSEL,ALL!*ENDIFALLSEL,ALLTIME,TAUTOTS,0NSUBST,1,0,0CNVTOL,F,,0.2,2,200,KBC,0*if,MOD(T,5),eq,0,THENOUTRES,ALL,LAST,*ELSEOUTRES,ALL,none,*ENDIF!!!!!!!!!檢驗數(shù)據(jù)流的正確性，隨意存幾個時間步結(jié)果!*IF,T,EQ,125,THEN!SAVE,SA125,DB!*ENDIF!!*IF,T,EQ,136,THEN!SAVE,SA136,DB!*ENDIF!!!!!!!!!!檢驗數(shù)據(jù)流的正確性，隨意存幾個時間步結(jié)果solve*ENDDO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!砼澆筑后一個月按天計算（第142天-第1072天）!修改各層的材料編號，均變?yōu)?號材料CMSEL,S,LAYER(k+1,1)*DO,K,0,36,1CMSEL,A,LAYER(k+1,1)*ENDDOMPCHG,1,ALL,*DO,T,142,1072,30!***********!solve*****!!!!!!!!!!!!!!LOAD!GRAVITYLOADACEL,0,0,9.8,!TEMPLOADLDREAD,TEMP,,,T,,'CAL-030301','rth',''!TEMPLOAD!WATERPRESURRE!*IF,T,GT,1095,AND,T,LE,1185,THEN!SFGRAD,PRES,0,Z,1580+2.45*(T-1095),-9800!CMSEL,S,UPNODE!NSEL,R,LOC,Z,1580,1580+2.45*(T-1095),!SF,ALL,PRES,0!ALLSEL,ALL!*ENDIFALLSEL,ALLTIME,TAUTOTS,0NSUBST,1,,,1CNVTOL,F,,0.2,2,200,KBC,0OUTRES,ALL,LAST,!!!!!!!!!!檢驗數(shù)據(jù)流的正確性，隨意存幾個時間步結(jié)果!*IF,T,EQ,172,THEN!SAVE,SA172,DB!*ENDIF!!*IF,T,EQ,382,THEN!SAVE,SA382,DB!*ENDIF!!!*IF,T,EQ,742,THEN