ANSYS 中的超单元
摘自htbbzzg的博客，网易从 8.0 版开始，ANSYS 中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了 ANSYS 中超单元的具体使用。
1. 使用超单元进行静力分析
根据 ANSYS 帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段 (称为 Pass)：
(1) 生成超单元模型 (Generation Pass)
(2) 使用超单元数据 (Use Pass)
(3) 扩展模型 (Expansion Pass)
下面以一个例子加以说明：
一块板，尺寸为 20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。
首先生成原始模型 se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较：
首先生成两个矩形，尺寸各为 20×2。
然后定义单元类型 shell63；
定义实常数 1 为： 2 (板厚度)。
材料性能：
弹性模量 E=201000；
波松比μ=0.3；
密度ρ=7.8e-9；
单位为 mm-s-N-MPa。
采用边长 1 划分单元；
一端设置位移约束 all，另一端所有 (21 个) 节点各承受 Z 向力 5。
计算模型如下图：
静力分析的计算结果如下：
为了后面比较的方便，分别给出两个 area 上的结果：
超单元部分，按照上述步骤操作如下：
(1) 生成超单元
选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元(主单元)。
按照 ANSYS 使用超单元的要求，超单元与非超单元部分的界面节点必须一致 (重合)，且最好分别的节点编号也相同，否则需要分别对各节点对建立耦合方程，操作比较麻烦。
实际上，利用 ANSYS 中提供的 mesh200 单元，对超单元和非超单元的界面实体，按照同一顺序，先于所有其它实体划分单元，很容易满足界面节点编号相同的要求。对于多级超单元的情况，则还要结合其它操作 (如偏移节点号等) 以满足这一要求。
对于本例，采用另一办法，即先建立整个模型，然后再划分超单元和非超单元。即：将上述模型分别存为 se_1.db (超单元部分) 和 se_main.db (非超单元部分) 两个文件，然后分别处理。
对于 se_1.db 模型，按照超单元方式进行处理。由于模型及边界条件已建立，只需删除前半段上的划分，结果就是超单元所需的模型。
然后直接进入创建超单元矩阵的操作，首先说明一下创建超单元矩阵的一般步骤：
A 进入求解模块：
命令：/Solu
GUI：Main menu -> Solution
B 设置分析类型为“子结构或部件模态综合“
命令：ANTYPE
GUI ：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> New Analysis
选择 Substructuring/CMS (子结构或部件模态综合)
C 设置子结构选项
命令：SEOPT
GUI： Main menu -> Solution -> Analysis Type -> Analysis Options
设置内容有：
方程求解方法 (波前法–默认，或稀疏矩阵法–推荐)；
要求生成的矩阵，可以是：刚度矩阵；刚度和质量矩阵；刚度、质量和阻尼矩阵 (稀疏矩阵法不能生成阻尼矩阵)；
要求输出到 output 窗口的矩阵 (矩阵和载荷矢量或仅输出载荷矢量，默认不输出) ;
扩展超单元的方法 (后续操作时，对本超单元扩展时使用的方法)，默认是回代法(backsubstitution method)，需要存储主自由度的三角矩阵 (波前法为 sebname.tri，稀疏矩阵法为 sename.LNxx)；完全求解方法 (Full resolve method 不存储任何三角矩阵)。
随着问题规模加大，三角矩阵可能很大；完全求解方法不需要三角矩阵，但花费时间较长，且不能重启动子结构分析 (对于不同的载荷矢量)。
质量矩阵公式：是否使用集中质量矩阵，推荐用一致质量矩阵。
D 选择主自由度
命令：M
GUI： Main menu -> Solution -> Master DOFs -> User Selected -> Define 主自由度是超单元和其它单元之间的界面，必须确保将超单元与其它单元的界面上的所有节点自由度定义为主自由度。假如模型中除了超单元外没有其它单元，也必须定义主自由度。
在将超单元用于动力分析时，主自由度的动力特性应能代表超单元的动力特性。对于在使用超单元时将被定义为约束或施加载荷的节点，应该定义为主自由度 (如果它们也位于当前的超单元中)。
对于大挠度问题或使用 SETRAN 命令的情况，主节点的 6 个自由度都应作为主自由度。
本例中选择超单元外端面上所有节点的所有自由度作为主自由度。一般情况均推荐选择相应主节点的 All 自由度。
E 在超单元上施加载荷
作为超单元的结构可以施加任意载荷，但要记住：
程序会生成一个载荷矢量，其中包含了施加的所有载荷。对于每个载荷步，在超单元文件中写一个等效的载荷矢量，最多可以写 31 个载荷矢量。
在超单元结构中可以使用非零位移约束，并作为载荷矢量的一部分。求解后对超单元进行结果扩展时，对于有非零位移的载荷步，其数据库必须匹配，否则需再次施加非零位移约束后再进行结果扩展。
可以在使用超单元时再定义载荷和约束，此时应注意将相应节点选为主自由度节点。
同样也可以在使用超单元时再定义惯性力 (加速度或角速度)，但在超单元部分要生成质量矩阵。如果在使用超单元时需要对其进行旋转，推荐这样做，因为超单元的载荷矢量是随着超单元一起转动的。
注意：如果生成质量矩阵，推荐在使用超单元时再施加约束，但要注意将约束节点选为主自由度。如果要施加加速度载荷，建议再生成超单元时施加，而不要施加到简缩的质量矩阵上。对于有大转动的问题，推荐在使用超单元时再施加约束。
F 设置载荷步选项
在生成超单元的阶段，唯一有效的载荷步选项是设置阻尼。
以上内容设置完毕，存储模型并求解。
对于本例，首先选择新的求解类型：
设置分析选项：
定义主自由度：
然后将模型存盘并求解。求解后将生成超单元文件 se_1.sub。
(2) 使用超单元
使用超单元的过程是：
A 建立新模型
对于本例，将se_1.db 文件存盘，点击File -> Clear & Start New ... 菜单项，修改Jobname 为se_main，，Resume 模型。此时读入的模型仍是个完整的模型，在前处理的 Mesh 下，清除后半段 area 上的网格，只保留前半段area 上的网格 (以及已经施加的节点 Z 向载荷向载荷)。
图 10 非超单元部分的模型
为了使用超单元，除了其它单元类型外，还需要定义单元类型Matrix50 (超单元)。
图 11 定义超单元类型
在对非超单元部分建模时，必须确保其界面节点与超单元模型的界面节点精确匹配且最好节点编号也完全一致，否则需要偏移节点编号或在超单元节点和非超单元节点之间建立耦合，或由老的超单元模型创建一个新的超单元模型(SETRAN 命令)，其界面节点与非超单元模型相匹配。
对于本例，由于非超单元模型与超单元模型都是由同一个整体模型修改而来，故其界面节点的位置和编号都是完全相同的。
B 读入超单元矩阵
首先设置单元属性为Superelement：
命令：命令：Type
GUI： Main menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Elements -> Elem Attributes -> Type -> Superelements
图 12 定义单元属性为超单元
然后读入超单元矩阵se_1.sub：
命令：命令：SE
GUI： Main menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Elements -> Superelements -> From .SUB File
读入se_1.sub 文件，自动与非超单元部分组装到一起。
可以通过Utility 菜单的 List -> Other -> Superelem Data 列出超单元 se_1 的数据：
现在应该施加超单元载荷，然后将模型存盘并求解 (一般的静力求解)。求解后存盘，再进行后处理：
(3) 将结果扩展到超单元部分
如果在生成超单元阶段产生的.EMAT、、.ESAV、.SUB、、.TRI、.DB、以
及.SEID 文件，和使用该超单元的模型求解时生成的 .DSUB 文件都是可用的，则可以将结果扩展到超单元部分。
清除当前模型，将Jobname 改为超单元模型文件名(se_1)，读入超单元模型，转换为Solution 模块，激活 ExpansionPass：
命令：命令：EXPASS
GUI： Main Menu -> Solution -> Analysis Type -> Expansion Pass
在 EXPASS 表单中，设置： ExpansionPass -> ON
然后读取超单元矩阵 .SUB 、以及非超单元模型求解时，为使用的超单元模型生成的数据文件.DSUB：
命令命令： SEEXP
GUI： Main Menu -> Solution -> Load Step Opts -> Single Expand
-> Expand Superelements
然后在SEEXP 表单中分别输入超单元文件的 .sub 文件名和使用该超单元的主结构在求解时生成的.dsub 文件名：
然后进行求解 -> solve，求解完毕，可以到后处理查看计算结果。注意此时并不生成.rst 文件，但可以直接查看计算结果。
对于超单元部分，相应的位移和 Von Mises 应力云图分别见图 18 和图 19。
如果存在完整的结构模型 (例如 se_all.db)，则可以显示整个结构的结果，具体操作方法是：
在将 Jobname 改为 se_1 后，不是读取其本身，而是 Resume se_all.db，
然后只选择超单元部分的单元和节点，并按照前面相同的办法对结果进行扩展。结果扩展完成后，显示整个结构的单元和节点，然后进行后处理。
进入 Post1 后，首先执行：Data & File Opts -> Read Single Result File -> 选择se_1.rst；再点击 Read Result -> First，从 se_1.rst 中读取结果。
然后执行：Data & File Opts -> Read Single Result File -> 选择 se_2.rst；再点击Read Result -> First，从 se_2.rst 中读取结果。读入这一结果不会删除从 se_1.rst 中读入的结果。
然后可以显示或列表整个模型的结果：
2. 使用超单元进行模态分析
使用超单元进行模态分析的过程同样分为三个阶段：生成超单元模型、使用超单元数据和扩展超单元模型。
使用静力分析的同一模型，约束条件与静力情况相同。首先对整个结构进行分析，相应的模态计算结果如下：
ANSYS 中的超单元 摘自htbbzzg的博客，网易从 8.0 版开始，ANSYS 中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了 ANSYS 中超单元的具体使用。 1. 使用超单元进行静力分析 根据 ANSYS 帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段 (称为 Pass)： (1) 生成超单元模型 (Generation Pass) (2) 使用超单元数据 (Use Pass) (3) 扩展模型 (Expansion Pass) 下面以一个例子加以说明： 一块板，尺寸为 20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。 首先生成原始模型 se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较： 首先生成两个矩形，尺寸各为 20×2。 然后定义单元类型 shell63； 定义实常数 1 为： 2 (板厚度)。 材料性能： 弹性模量 E=201000； 波松比μ=0.3； 密度ρ=7.8e-9； 单位为 mm-s-N-MPa。 采用边长 1 划分单元； 一端设置位移约束 all，另一端所有 (21 个) 节点各承受 Z 向力 5。 计算模型如下图：
静力分析的计算结果如下：
为了后面比较的方便，分别给出两个 area 上的结果：
超单元部分，按照上述步骤操作如下： (1) 生成超单元 选择后半段作为超单元，前半段作为非超单元(主单元)。 按照 ANSYS 使用超单元的要求，超单元与非超单元部分的界面节点必须一致 (重合)，且最好分别的节点编号也相同，否则需要分别对各节点对建立耦合方程，操作比较麻烦。 实际上，利用 ANSYS 中提供的 mesh200 单元，对超单元和非超单元的界面实体，按照同一顺序，先于所有其它实体划分单元，很容易满足界面节点编号相同的要求。对于多级超单元的情况，则还要结合其它操作 (如偏移节点号等) 以满足这一要求。 对于本例，采用另一办法，即先建立整个模型，然后再划分超单元和非超单元。即：将上述模型分别存为 se_1.db (超单元部分) 和 se_main.db (非超单元部分) 两个文件，然后分别处理。 对于 se_1.db 模型，按照超单元方式进行处理。由于模型及边界条件已建立，只需删除前半段上的划分，结果就是超单元所需的模型。 然后直接进入创建超单元矩阵的操作，首先说明一下创建超单元矩阵的一般步骤： A 进入求解模块： 命令：/Solu GUI：Main menu -> Solution B 设置分析类型为“子结构或部件模态综合“ 命令：ANTYPE GUI ：Main menu -> Solution -> Analysis Type -> New Analysis 选择 Substructuring/CMS (子结构或部件模态综合) C 设置子结构选项 命令：SEOPT
单元生死法的使用 收藏到手机转发评论 2006-06-17 23:04 单元生死法的使用 在大多数静态和非线形瞬态分析小，都可以使用单元死活行为，与其他分析一样，分析过 程包括建摸、加载并求解和查看结果3个主要步骤。 1．建立模型 在PREP7中创建所有单元，包括那些在开始“死掉”，在以后的荷载少中被激活的单元。 不能在求解过程中创建新的单元。 2．加载和求解 (1)指定分析类型。 (2)定义第—个荷载步。 在结构分析中应激活大变形效应： ● 命令：NLGEOM,ON GUI：mainnMenu->preprocessor->Loads->Analysis Options Main Menu->Solution->Sol'n Controls Main Menu->Solution->AnalysisOptions 使用单元生死选项叫，应设置Newton-Raphson选项： 命令：NROPT，Option，—，Adptky GUI：Main Menu->Preprocessor->Loads->AnalysisOptions Main Menu->Solution->Analysis Options 提示：打开自适应下降因子的全牛顿-拉普森选项通常会产生更好的结果。 杀死所有要在后续荷载步“生”(激活)的单元： 命令：EKILL，ELEM GUI：main Menu->Preprocessor->Loads->Other->Kill Elements Main Menu->Solution->Other->Kill Elements 重新定义刚度缩减因子： ● 命令：ESTIF,KMULT GUI：Main Menu->Preprocessor->Loads->Other->SfiffnessMult Main Menu->Solution->Other->StiffnessMult 注童：不与任何“生”的单元相连的结点将可能“漂移”，为了减少求 解的方程数和避免 病态条件，需要约束死的自由度。当单元变“生”时，必须删除这些人 为约束。 第一个荷载步的命令流示例：
单元生死算例(ANSYS) 土木工程中经常需要对施工过程进行模拟。很多复杂工程构件的最不利受力状态往往未必是在结构完工以后，而是在结构施工过程中。由于施工中的结构是一个时变系统，如何进行准确的模拟是一个具有一定难度的问题。本例子将利用ANSYS提供的单元"生死"功能来进行一个门式框架的施工模拟 施工分为三步 1: 建立立柱和临时支撑 2: 安装横梁 3: 去掉临时支撑 知识要点 (1) 单元激活和杀死 (1) 首先定义以下变量 SECTWIDTH=300 !构件截面宽度300mm SECTHEIGHT=600 !构件截面高度600mm SECTAREA=SECTWIDTH*SECTHEIGHT !截面面积 SECTIYY=SECTWIDTH**3*SECTHEIGHT/12. !截面Y轴惯性矩 SECTIZZ=SECTWIDTH*SECTHEIGHT**3/12. !截面Z轴惯性矩 SPAN=24000 !跨度24m COLUMNHEIGHT=8000 !柱子高度8m SLOP=3000 !顶部斜坡3m (2) 进行施工模拟首先要建立整个结构的模型，然后逐个控制模型中部分构件的"生"或"死"来模拟结构的施工。首先选择单元，为简单起见，选用比较简单的单元（空间4号梁单元Beam 4），在ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete，添加单元Beam4 (3) 在ANSYS主菜单Preprocessor->Real Constants->Add/Edit/Delete中添加属于Beam 4单元的截面信息如下图 (4) 在ANSYS主菜单Materials Props->Material Models中添加混凝土材料属性：Structural->Linear->Elastic->Isotropic，输入弹性模量为30E3，泊松比为0.2，Structural->Density，输入密度为2500E-12 (5) 下面建立结构模型，首先建立关键点信息，在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->In Active CS，依次输入以下关键点： 关键点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标
单元的生和死 何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。 应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形
Ansys 单元生死一例默认分类2010-04-07 11:32:02 阅读258 评论0 字号：大中小订阅 finish /clear /title, Convection Example /prep7 ! Enter the preprocessor ! define geometry k,1,0,0 ! Define keypoints k,2,0.03,0 k,3,0.03,0.03 k,4,0,0.03 a,1,2,3,4 ! Connect the keypoints to form area ! mesh 2D areas ET,1,Plane55 ! Element type MP,Dens,1,920 ! Define density mp,c,1,2040 ! Define specific heat mp,kxx,1,1.8 ! Define heat transfer coefficient esize,0.0005 ! Mesh size amesh,all ! Mesh area finish /solu ! Enter solution phase antype,4 ! Transient analysis time,60 ! Time at end of analysis nropt,full ! Newton Raphson - full lumpm,0 ! Lumped mass off nsubst,20 ! Number of substeps, 20 neqit,100 ! Max no. of iterations autots,off ! Auto time search off lnsrch,on ! Line search on outres,all,all ! Output data for all substeps
Ansys单元生死功能（Ansys培训材料） 何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。 应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形式输入（如LINK1 单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大
第六章单元的生和死 何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。Table 6-1 Elements with birth and death capability 应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模 1
型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形式输入（如LINK1 单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大变形选项[NLGEOM,ON],一些单元类型将以它们以前的几何特性恢复（大变形效果有时用来得到合理的结果）。单元在被激活后第一个求解过程中同样可以有热应变（等于a*(T-TREF)),如果其承受热量体载荷。 如何使用单元生死特性 可以在大多数静态和非线性瞬态分析中使用单元生死，其基本过程与相应的分析过程是一致的。对于其他分析来说，这一过程主要包括以下三步： 建模 施加载荷并求解 查看结果 修改基本分析步骤如下以包括单元生死特征： 2
土木工程中经常需要对施工过程进行模拟。很多复杂工程构件的最不利受力状态往往未必是在结构完工以后，而是在结构施工过程中。由于施工中的结构是一个时变系统，如何进行准确的模拟是一个具有一定难度的问题。本例子将利用ANSYS提供的单元"生死"功能来进行一个门式框架的施工模拟 施工分为三步 1: 建立立柱和临时支撑 2: 安装横梁 3: 去掉临时支撑 知识要点 (1) 单元激活和杀死 (1) 首先定义以下变量 SECTWIDTH=300 !构件截面宽度300mm SECTHEIGHT=600 !构件截面高度600mm SECTAREA=SECTWIDTH*SECTHEIGHT !截面面积 SECTIYY=SECTWIDTH**3*SECTHEIGHT/12. !截面Y轴惯性矩SECTIZZ=SECTWIDTH*SECTHEIGHT**3/12. !截面Z轴惯性矩SPAN=24000 !跨度24m COLUMNHEIGHT=8000 !柱子高度8m SLOP=3000 !顶部斜坡3m
(2) 进行施工模拟首先要建立整个结构的模型，然后逐个控制模型中部分构件的"生"或"死"来模拟结构的施工。首先选择单元，为简单起见，选用比较简单的单元（空间4号梁单元Beam 4），在ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete，添加单元Beam4 (3) 在ANSYS主菜单Preprocessor->Real Constants->Add/Edit/Delete中添加属于Beam 4单元的截面信息如下图 (4) 在ANSYS主菜单Materials Props->Material Models中添加混凝土材料属性：Structural->Linear->Elastic->Isotropic，输入弹性模量为30E3，泊松比为0.2，Structural->Density，输入密度为2500E-12 (5) 下面建立结构模型，首先建立关键点信息，在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->In Active CS，依次输入以下关键点： 关键点编号X坐标Y坐标Z坐标 (6) 选择ANSYS主菜单 Preprocessor->Modeling->Create->Lines->Lines->Straight Line，依次连接关键点1－4（左立柱），2－6（临时支撑），3－5（右立柱），4－6（左横梁--，5－6（右横梁），得到结构模型如图 (7) 下面进行单元网格划分，进入ANSYS主菜单 Preprocessor->Meshing->Size Cntrls->ManualSize->Lines->All Lines，设定NDIV no. of element division为1，即所有的直线只划分为一个单元。 (8) 进入ANSYS主菜单Preprocessor->Meshing->Mesh->Lines，对所有
ANSYS生死单元的总结 参考了ANSYS的help文件，ANSYS的培训文件，崔家春关于生死单元的总结,还有很多不足，欢迎大家补充，以及提出错误---钢构-明科总结在ANSYS中，单元的生死功能被称为单元非线性，是指一些单元在状态改变时表现出的刚度突变行为。 1)单元生死的原理： 1. 在ANSYS中，单元的生死功能是通过修改单元刚度的方式实现的。单元被“杀死”时, 它不是从刚度矩阵删除了, 而是它的刚度降为一个低值。杀死的单元的刚度乘以一个极小的减缩系数(缺省为1e-6)。为了防止矩阵奇异, 该刚度不设置为0。 2. 与杀死的单元有关的单元载荷矢量(如压力、温度)是零输出 3. 对于杀死的单元, 质量、阻尼和应力刚度矩阵设置为0。 4. 单元一被杀死, 单元应力和应变就被重置为0 5. 因为杀死的单元没有被删除, 所以刚度矩阵尺寸总是保持着 1. 与之相似，当单元“活”的时候，也是通过修改刚度系数的方式实现的。所有的单元, 包括开始被杀死的, 在求解前必须存在，这是因为在分析过程中刚度矩阵的尺寸不能改变, 所以，被激活的单元在建模时就必须建立，否则无法实现杀死与激活。 2. 当单元被重新激活时，它的刚度、质量与荷载等参数被返回到真实状态。 3. 当大变形效应打开时（NLGEOM,ON），为了与当前的节点位置相适应，单元被激活后，其形状会被改变（拉长或压短）。当不使用大变形效应时，单元将在原始位置被激活。 4. 当单元“激活”后, 它们没有任何应变历史记录，它们通过生和死操作被“退火”，生的时候所有应力和所有应变等于零。
2) 单元生死求解过程： 1 建模，对将要进行杀死或激活的单元进行分组。这点非常重要，将会影响后续工作的效率。 2 定义第一个荷载步。在第一个荷载步中，必须选择分析类型和适当的分析选项。通常情况下，应该打开大应变效应，而且当要使用单元死活行为时，必须在第一个荷载步中明确设置Newton-Raphson选项。若不存在其它非线性, 应明确指定完全Newton-Raphson 选项。为“Newton-Raphson option” 指定“Full N-R” (NROPT,FULL)。对所有的死活应用, 因为在后面的载荷步中程序不能预测EKILL 命令的存在, 所以若不存在其它非线性, 则务必在第一个载荷步明确设置Newton-Raphson 选项。 3 其余荷载步。在接下来的荷载步中，可以按照设计好的流程，将单元杀死或激活。 4 查看结果。与常规计算类似。 3) 使用生死单元的注意事项： 1 约束方程不能施加在死的自由度上； 2 程序默认的单元刚度系数不一定适用，可根据实际问题进行调整； 3 在非线性分析中，注意不要让单元的死活导致奇异点的出现，这样会导致不收敛； 4 打开自适应Newton-Raphson选择通常会得到更好的结果； 5 可以通过计算结果来判断单元是否应该被杀死和激活，比如轴力、应变等； 6 当有单元死活行为时，LSWRITE不能使用； 4）对于外加载荷的应特别注意事项: 1. 对于杀死的单元, 单元载荷矢量(压力、温度)自动置零。 2. 质量被置零, 所以加速度载荷也不影响杀死的单元。
ANSYS生死单元应用总结 摘要：随着超高层建筑、大跨度结构、地下工程等大量的涌现，结构设计分析领域需要考虑的因素越来越多，也越来越复杂。比如超高层建筑与大跨度结构的施工过程模拟分析，钢结构焊接与退火的模拟，隧道挖掘的模拟分析等等，在这些分析过程中需要在结构中加入或移除某些构件，这时或许希望能使模型中的某些单元“不存在”或“存在”，而ansys的生死单元技术正好满足了此要求，因此在这些分析领域有非常大的应用，本文对ansys生死单元技术做了个系统性的总结。 关键词：ansys；生死单元 abstract: with the development of high-rise buildings, long-span structures, underground engineering plenty of emergence, structure design and analysis needs to consider more factors, and change more complex. simulation analysis of construction process such as high-rise buildings and large span structure, simulation and annealing welding steel structure, mining tunnel simulation analysis and so on, in the analysis process needs to add or remove certain components in the structure, it may wish to make models of some unit “does not exist”or “live “, and ansys technology- live and death element just to meet this requirement, so it is used very large in the analysis field, this article on the ansys
AnSyS单元生死功能（AnSyS培训材料） 何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类 型在表6- 1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只 适用于ANSYS/MuItiPhySiCS , ANSYS/MeChanical和ANSYS/StruCtural 产品。Table 6-1 Eleme nts With birth and death CaPabiIity 在一些情况下，单元的生死状态可以根据ANSYS勺计算数值决定，如温度, 应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General POStProc>Element Table>Define Table ）和ESEL命令（UtiIity Menu>Select>Entities ）来确定 选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过 程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活单元死”的效果，ANSYSi序并不是将杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。 因子缺省值为1.0E-6 ,可以赋为其他数值（详见施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0,从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形式输入（如LINK1单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大
ANSYS 单元的生和死 何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。 应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形式输入（如LINK1 单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大
Ansys单元生死功能（Ansys培训材料）何为单元的生和死？ 如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。Table 6-1 Elements with birth and death capability 在一些情况下，单元的生死状态可以根据ANSYS的计算数值决定，如温度，应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变
单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。 单元生死是如何工作的？ 要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。 与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷步中重新激活它。 当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形式输入（如LINK1 单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大变形选项[NLGEOM,ON],一些单元类型将以它们以前的几何特性恢复（大变形效果有时用来得到合理的结果）。单元在被激活后第一个求解过程中同样可以有热应变（等于