ansys单元问题论述
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ESYS is not valid for line element.原因:是因为我使用LA TT的时候,把“--”的那个不小心填成了“1”。
经过ANSYS的命令手册里说那是没有用的项目,但是根据我的理解,这些所谓的没有用的项目实际上都是ANSYS在为后续的版本留接口。
对于LA TT,实际上那个项目可能就是单元坐标系的设置。
当我发现原因后,把1改成0——即使用全局直角坐标系,就没有W ARNING了。
当然,直接空白也没有问题。
NO.0002使用*TREAD的时候,有的时候明明看文件好好的,可是却出现*TREAD end-of-file in data read.后来仔细检查,发现我TXT的数据文件里,分隔是采用TAB键分隔的。
但是在最后一列后面,如果把鼠标点上去,发现数据后面还有一个空格键。
于是,我把每个列最后多的空格键删除,然后发现上面的信息就没有了。
NO.0003Coefficient ratio exceeds 1.0e8 - Check results.这个大概是跟收敛有关,但是我找不到具体的原因。
我建立的一个桥梁分析模型,尽管我分析的结果完全符合我的力学概念判断,规律完全符合基本规律,数据也基本符合实际观测,但是却还是不断出现这个警告信息。
NO.0004*TREAD end-of-file in data readtxt中的表格数据不完整!NO.0005No *CREA TE for *END. The *END command is ignored忘了写*END了吧,呵呵NO.0006Keypoint 1 is referenced by only one line. Improperly connected line set for AL command两条线不共点,尝试nummrg命令。
NO.0007L1 is not a recognized PREP7 command, abbreviation, or macro. This command will be ignored还没有进入prep7,先:/prep7NO.0008Keypoint 2 belongs to line 4 and cannot be moved关键点2属于线4,移动低级体素时先移动高级体素!NO.0009Shape testing revealed that 32 of the 640 new or modified elementsviolate shape warning limits. To review test results, please see theoutput file or issue the CHECK command.单元形状奇异,在我的模型中6面体单元的三个边长差距较大,可忽略该错误NO.0010用命令流建模的时候遇到的The drag direction (from the keypoint on drag line 27 that is closestto a keypoint KP of the given area 95) is orthogonal to the areanormal at that KP. Area cannot be dragged by the VDRAG command.意思是拉伸源面的法向与拉伸路径垂直,不能使用VDRAG命令ASEL,S,LOC,Z,143e-3VDRAG,ALL, , , , , , 27本意是按位置z=143e-3位置的面,然后沿编号27的线拉伸,出错,之前用该语句没有任何问题。
ANSYS各类型单元连接专题讲解(一)之连接总则一直以来,有不少同学咨询水哥关于ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接问题。
之所以要用到各单元的连接,主要是由于我们在实际项目中,常常需要各种单元组合模拟,例如框架结构计算中的框架柱、框架梁采用梁单元模拟,楼板采用壳单元模拟,如此便会产生各类型单元之间的连接问题。
为解决部分朋友们的疑问,水哥依自己的理解将从以下几个方面系统讲解下ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接,其中若有不合理之处,还望各位朋友批评指正。
本系列讲解目录如下:1、单元连接总原则。
2、杆与梁、壳、体单元的连接。
3、梁单元与实体单元铰接。
4、2D梁单元与2D实体单元刚接。
5、3D梁单元与3D实体单元刚接。
6、壳单元与实体单元连接。
7、单元连接综合实例。
本篇推文为该系列文章的首篇,主要说下ANSYS中单元连接总的原则以及简单介绍两个概念。
一般来说,按“杆梁壳体”单元顺序,只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度,则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约束方程。
例如:(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可,不需要约束方程。
(2)梁与壳有公共节点即可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同,尽管壳的rotz是虚的自由度,也不妨碍二者之间的关系,这有点类同于梁与杆的关系。
(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
(4)壳与体则也要相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
从上述也可见,ANSYS无非是通过三种方法来实现单元之间的连接:共用节点、耦合、约束方程。
这里简单介绍下耦合与约束方程的基本概念。
一、耦合所谓耦合,其实是一种比较特殊的约束方程,只不过为了区别于普通一般的约束方程,方便用户操作,特定提出来的一个概念。
他具体指当我们需要迫使两个或多个自由度取得相同值(值未知)时,可以将这类自由耦合在一起。
ANSYS生死单元应用总结ANSYS生死单元(ELEM死单元)是一种特殊的有限元单元,在一些特殊的仿真分析中起着重要的作用。
它主要用于描述材料失效、破裂和破坏等现象。
本文将从原理、应用场景和使用技巧三个方面对ANSYS生死单元进行总结和分析。
首先,我们来了解一下ANSYS生死单元的原理。
生死单元是基于拉格朗日变形体的有限元模型。
在传统的有限元分析中,单元被认为是连续的,其应变和应力分布是均匀的。
而生死单元则具有不均匀的应变和应力分布,因为它能够模拟材料的失效和断裂。
生死单元会根据预设的破坏准则,在模拟过程中将材料断裂的部分视为未活动的“死单元”,使其不再参与力学响应的计算,从而实现对材料破坏过程的模拟。
接下来,我们来分析ANSYS生死单元的应用场景。
生死单元主要在以下两个领域得到广泛应用:材料破坏和结构破坏。
在材料破坏方面,生死单元可以用于模拟材料在极限载荷下的破坏过程,包括塑性变形、断裂和破碎。
在结构破坏方面,生死单元可以用于模拟结构在外部载荷作用下的破坏过程,如断层、裂纹扩展和结构崩溃等。
生死单元在工程实践中有着广泛的应用。
例如,在航空航天领域,生死单元可以用于模拟飞行器在失速或超过极限载荷时的破坏过程,以评估结构的强度和耐久性。
在汽车工程领域,生死单元可以用于模拟车身在碰撞事故中的变形和破坏,以评估车辆的安全性能。
在材料科学和工业制造领域,生死单元可以用于模拟材料的断裂和破坏过程,以优化材料的性能和工艺。
最后,我们来总结一些使用生死单元的技巧。
首先,需要选择合适的破坏准则。
不同的材料和应用场景可能适用不同的破坏准则,如最大应力准则、最大应变准则和能量准则等。
其次,需要合理设置生死单元的参数。
生死单元有一些参数可以调整,如破坏准则的参数、接触条件的设置和破坏表面的定义等。
合理设置这些参数可以提高模拟精度和计算效率。
最后,需要进行后处理分析。
生死单元模拟的结果可能包括材料的断裂面、裂纹扩展路径和破坏区域等信息。
ANSYS生死单元的总结参考了ANS YS的he lp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05. 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。
论坛里常有人问不同单元之间的连接问题,我自己也一直被这个问题所困绕,最近从ANSYS工程分析进阶实例上知道了ANSYS中不同单元之间的连接原则。
感觉收收获不小,现把它上传与大家共享。
一般来说,按“杆梁壳体”单元顺序,只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度,则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约事方程。
例如:(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可,不需要约束方程。
ﻫ(2)梁与壳有公共节点怒可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同,尽管壳的rotz是虚的自由度,也不妨碍二者之间的关系,这有点类同于梁与杆的关系。
(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
(4)壳与体则也要相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的,有一定的局限性,只适用于小位移,下面介绍一种支持大位移算法的方法,MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多点约束方程,其原理与前面所说的方程的技术几乎一致,将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来,不需要连接边界上的节点完全一一对应。
MPC能够连接的模型一般有以下几种。
ﻫsolid 模型-solid模型ﻫshell模型-shell模型solid模型-shell 模型solid 模型-beam模型shell模型-beam模型ﻫ在ANSYS中,实现上述MPC技术有三种途径。
ﻫ(1)通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。
定义MPC184单元模型与定义杆的操作完全一致,而MPC单(2)利用约束元的作用可以是刚性杆(三个自由度的连接关系)或者刚性梁(六个自由度的连接关系)。
ﻫ方程菜单路径Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface创建壳与实体模型之间的装配关系。
ansys中单元质量问题(Unit quality problem in ANSYS)Mesh is the basis of finite element analysis. In order to ensure the accuracy of the analysis results, the quality of the grid must be guaranteed first. ANSYS checks quality of the grid and gives warning or error messages to units with quality problems. If a quality index unit over / less than a given value, will give a warning (warning message), if the quality index than / less than a given value, will give you an error message (error message), if there is a warning, it is still possible to calculate it, just the calculation accuracy may be affected (probably, the specific circumstances require specific analysis). If there is an error message, the calculation is usually not going to go on.The quality of measurement units in ANSYS mainly has the following indexes:1.Aspect Ratio: aspect ratio. That is to say, the ratio between the longest and the shortest sides of a cell. When aspect ratio is more than 20, ANSYS will give warning information, when more than 1.0e6, will give wrong information.Usually when we divide the grid, to ensure that the unit length width ratio should not exceed 5~10, if the situation is special, it is best not to exceed the ANSYS warning value is 20, then step back, length width ratio is more than 20, we must ensure that the number of such units is relatively small, but the number is more than 20 not too otherwise, the results very low credibility.2.Deviation From 90 Degree Corner Angle: chordal difference.This is for the face element. When there is a chamfer in the structure, the number of mesh layers at the chamfer is higher, and the higher the coincidence degree between the element and the geometry is, at this time,Chord error index is better. On the contrary, the less the number of chamfering layers, the farther the unit deviates from the geometric deviation, the worse the chord difference. As for how ANSYS mathematically defines string difference, there is no way to know. This indicator we usually pay little attention to.3.Deviation From Parallel opposite edges in degrees: quadrilateral opposite side deviation angle. This is only for quadrilateral. Describe the angle between two opposite sides. When the edges are parallel, it is the best case. This index will not focus on him.4.Maximum Corner Angle in Degrees: in the largest unit.For triangular elements, warning information over 165 degrees will be given, and more than 179.9 degrees will give false information.For quadrilateral elements without intermediate nodes, warning information is given over 155 degrees, and error information is given over 179.9 degrees.For quadrilateral elements with intermediate nodes, warning information over 165 degrees will be given, and more than 179.9 degrees will give error information.Jacoby coefficient of 5. Jacobi Ratio.The Jacobi coefficient of ANSYS seems to be different from that of other software, and ANSYS has the limitation of Jacobi coefficient as follows:H-Method element:Warning limit: 30Error limit: 1000P-Method element:Warning limit:30.Error limit:40.The warping coefficient of 6.warping factor:, which is used to describe the warping degree of quadrilateral elements.ANSYS's mathematical definition of warping coefficient is also different from other software.The strange thing is that..,In ANSYS, the warning index and error index used to determine the warping coefficient not only depend on the geometry of the unit, but also on the unit type, the solution of the control parameters, and the unit option. For example, for a shell63 unit,you switch on a large deformation switch and turn off a ON/OFF (NLGEOM), warning indicators and error indicators are different. Whether the KeyOpt (1) of shell63 is equal to 1 will also affect the warning index and error index, as follows:QUAD ELEMENT OR FACE WARPING FACTORSHELL43, SHELL143, SHELL163, SHELL181WARNING TOLERANCE (51) = 1ERROR TOLERANCE (52) = 5INFIN47, INTER115, SHELL131, SHELL57, SHELL157,SHELL63 WITH NLGEOM OFF AND KYOPT1 NOT = 1WARNING TOLERANCE (53) = 0.1000000ERROR TOLERANCE (54) = 1SHELL41, OR SHELL63 WITH KYOPT1=1WARNING TOLERANCE (55) = 0.2000000E-01ERROR TOLERANCE (56) = 0.2000000SHELL28WARNING TOLERANCE (57) = 0.1000000ERROR TOLERANCE (58) = 1SHELL63 WITH NLGEOM ON AND KYOPT1 NOT = 1Warning tolerance (59) = 0.1000000e-04Error tolerance (60) = 0.1000000e-013D solid element faceWarning tolerance (67) = 0.2000000Error tolerance (68) = 0.4000000从上面列出的内容中, 我们可以看到, 有几种情况下shell63的error指标值是非常低的, 也就是说, 单元的翘曲系数很容易超标而报错, 这就要求我们在选择单元类型的时候要注意了.今天在做一个壳 - 壳接触非线性分析的计算的时候, 偶然间发现这个问题的.我用hypermesh划分的网格, 网格质量还可以, 在abaqus里面计算了一遍, 我想把模型再用 ansys算一遍.网格没有任何变化, 单元类型选择的是shell63.但是导入到ansys中求解的时候, 很多单元都因为单元的翘曲系数 (warping factor) 超过错误极限而报错, 计算没法进行.可是单元的质量明明很好啊? 让人一头雾水.折腾了半天, 才弄明白: ansys的翘曲系数的警告极限和错误极限跟单元类型, 求解控制参数, 单元的keyopt选项设置都有关系的.我们大部分情况下都是在用shell63进行线性分析, nlgeom开关是没有打开的, 在这种情况下, 翘曲系数的错误极限值比较大, 不会轻易超标.This is just my analysis of nonlinear contact analysis, and open the NLGEOM switch, according to the above list can be seen, in this case, the warping coefficient shell63 of the unit if more than 0.1000000E-01 will Baocuo, shape is a bit more complicated, the warping coefficients of error limits it is easy to exceed the standard.Solution: change unit type, change shell63 to shell181. From the list above, it can be seen that the warpage error limit and the warning limit of shell181 are not affected by the solution control parameters and the KEYOPT option of the unit.Another solution that might eliminate the warpage factor is: instead of changing the unit type, but setting the Keyopt (1) =1 of the shell63 unit.Because above said easy to exceed the standard, are in the Keyopt (1) is not equal to 1 when appear, if set Keyopt (1) =1, may eliminate warpage coefficient exceeds standard. But when Keyopt (1) =1, the shell63 unit has only the in-plane stiffness (Membrane stiffness only), and that's not what I want, so I'm too lazy to verify it.。
ANSYSsolid65单元整体建模的实常数问题Ansys里的solid65单元可以用来模拟混凝土,像陆新征,王新敏等人已经做过一些算例。
最近本人也在使用这个单元,以前看过一些资料,但是自己没有亲自动手作分析。
哎,什么事情都是看着容易做起来难啊,千万不能眼高于顶,呵呵。
这次做了几个算例,用到的是solid65的整体式建模。
先说一下,solid65单元模拟混凝土有两种方式。
一种是分离式建模,这又有两种思路:其一是不考虑混凝土与钢筋的滑移,钢筋和混凝土可以耦合或者共用节点,钢筋一般采用link8或者pipe20来模拟——使用这两种单元可能会因具体问题而有取舍,有的问题两者的计算结果相差很大,有时间我会做一些具体实例跟大家共同讨论;其二是考虑钢筋和混凝土之间的滑移,钢筋单元和混凝土单元之间的滑移用界面单元来模拟,在ansys中其combin39单元就是一个不错的选择。
另一种就是整体式建模了。
只有在整体式建模中solid65的实常数才真正派得上用场。
你比如,在分离式建模中混凝土单元的实常数是这样:r,1而在整体式建模中,要用到这个实常数;先看实常数的格式:r,realnumber,mat1,vr1,theta1,phi1,mat2,vr2,theta2,phi2,mat3,vr3,t heta3,phi3real number——实常数编号;mat1,mat2,mat3——三个方向的钢筋的材料编号;theta1,phi1——前者是rebar1在xoy面上的投影与x轴的夹角,后者是rebar1与xoy平面的夹角;theta2,phi2——前者是rebar2在xoy面上的投影与x轴的夹角,后者是rebar2与xoy平面的夹角;theta3,phi3——前者是rebar3在xoy面上的投影与x轴的夹角,后者是rebar3与xoy平面的夹角;解释一下:与x轴平行的钢筋,两个角度应该是:0,0与y轴平行的钢筋,两个角度应该是:90,0与z轴平行的钢筋,两个角度应该是:0,90give several examples as follows:r,1,2,0.001,0,0,2,0.01,90,02,0.1,0,90 !reinforcements in x,y,z direc.or,r,1,2,0.001,0,90,2,0.01,90,02,0.1,0,0 !reinforcements inz,y,x direc.or,r,1,2,0.001,90,0,2,0.01,0,02,0.1,0,90 !reinforcements in y,x,z direc.上面的三个例子说明x,y,z方面的钢筋方向的定义顺序可以随意,没有特别的限制;同样有下面:r,1,2,0.001,0,0,2,0.01,90,0,2,0.1,0,90 !reinforcementsin x,y,z direc.or,r,1,2,0.1,0,90,2,0.01,90,0,2,0.001,0,0 !reinforcements inz,y,x direc.or,r,1,2,0.01,90,0,2,0.001,0,0,2,0.1,0,90 !reinforcementsin y,x,z direc.上面三个例子中实常数的意义是一样的。
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:an dAl l t h i n g s i n t h e i r b e i n g a re go od fo r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。
论坛里常有人问不同单元之间的连接问题,我自己也一直被这个问题所困绕,最近从ANSYS工程分析进阶实例上知道了ANSYS中不同单元之间的连接原则。
感觉收收获不小,现把它上传与大家共享。
一般来说,按“杆梁壳体”单元顺序,只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度,则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约事方程。
例如:(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可,不需要约束方程。
ﻫ(2)梁与壳有公共节点怒可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同,尽管壳的rotz是虚的自由度,也不妨碍二者之间的关系,这有点类同于梁与杆的关系。
(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
(4)壳与体则也要相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的,有一定的局限性,只适用于小位移,下面介绍一种支持大位移算法的方法,MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多点约束方程,其原理与前面所说的方程的技术几乎一致,将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来,不需要连接边界上的节点完全一一对应。
MPC能够连接的模型一般有以下几种。
ﻫsolid 模型-solid模型ﻫshell模型-shell模型solid模型-shell 模型solid 模型-beam模型shell模型-beam模型ﻫ在ANSYS中,实现上述MPC技术有三种途径。
ﻫ(1)通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。
定义MPC184单元模型与定义杆的操作完全一致,而MPC单(2)利用约束元的作用可以是刚性杆(三个自由度的连接关系)或者刚性梁(六个自由度的连接关系)。
ﻫ方程菜单路径Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface创建壳与实体模型之间的装配关系。
ANSYS常见问题及应用技巧本篇开始讲述ANSYS在使用过程中常见的问题和在使用时一些常用的使用技巧,对与初学者来说,理解和弄清楚这些问题的根源和掌握这些使用技巧,能够更好的理解ANSYS这个软件本身。
1.ANSYS中的等效应力是什么物理含义?1)ANSYS中等效应力最大应力s1有什么区别,平常讨论应力分布,应该用等效应力还是最大应力s1呢?2)计算等效应力时是否需要输入等效泊松比呢?3)在实际的应用中,例如在讨论平板上的圆孔应力集中的应力分布问题时,应该用等效应力来描述应力集中的现象,还是采用主应力s1来反应集中的程度呢?还是采用一个单方向的sx来说明问题呢?答:1)这个等效应力应该就是弹塑性力学里的VonMises应力,他主要考察的是材料在各个方向上的应力差值,因为在实验室里获得材料强度都是单向载荷作用下的强度(当然现在也有三轴应力实验仪),所以有时候材料所受的单向载荷可能很大,但并没有造成破坏,这是就是看他的等效应力,具体计算公式是: σ等效=sqrt{0.5[(σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2]}2)等效应力是三项主应力的组合如s,int即为max(si-sj),si,sj为三项主向应力。
i,j=1,2,3 i≠j即tresca型s,eqv为sqrt(0.5*∑(si-sj)**2),i,j=1,2,3 i≠j即mises型3)个人认为应该采用等小应力来描述应力集中的现象,因为在实际中很难找到真正的单轴拉压的情况,一般结构的受力都没有这么简单,所以在分析的时候需要用等效应力来将各主应力进行转化,因此应该用等效应力来描述应力集中的现象。
4)等效泊松比就是泊松比,等效应力计算时不会用到泊松比,不过在计算mises 等效应变时会用到。
对于泊松比的取值原则应遵循以下两条:a:对于elastic & thermal strains 泊松比取为材料的泊松比;b:对于plastic creep hyperelastic strains 泊松比取为0.5。
ANSYS 查询函数(Inquiry Function)在ANSYS操作过程或条件语句中,常常需要知道有关模型的许多参数值,如选择集中的单元数、节点数,最大节点号等。
此时,一般可通过*GET命令来获得这些参数。
现在,对于此类问题,我们有了一个更为方便的选择,那就是查询函数— Inquiry Function。
Inquiry Function类似于ANSYS的 *GET 命令,它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值,方便后续使用。
ANSYS每执行一次查询函数,便查询一次数据库,并用查询值替代该查询函数。
假如你想获得当前所选择的单元数,并把它作为*DO循环的上界。
传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量,则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数*get, ELMAX,elem,,count*do, I, 1, ELMAX……*enddo现在你可以使用查询函数来完成这件事,把查询函数直接放在*DO循环内,它就可以提供所选择的单元数*do, I, ELMIQR(0,13)……*enddo这里的ELMIQR并不是一个数组,而是一个查询函数,它返回的是现在所选择的单元数。
括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。
第一个数是用来标识你所想查询的特定实体(如单元、节点、线、面号等等),括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的(如选择状态、实体数量等)。
同本例一样,通常查询函数有两个变量,但也有一些查询函数只有一个变量,而有的却有三个变量。
查询函数的种类和数量很多,下面是一些常用、方便而快速快捷的查询函数1 AREA—arinqr(areaid,key)areaid—查询的面,对于key=12,13,14可取为0;key—标识关于areaidr的返回信息=1,选择状态=12,定义的数目=13,选择的数目=14,定义的最大数=-1,材料号=-2,单元类型=-3,实常数=-4,节点数=-6,单元数…arinqr(areaid,key)的返回值对于key=1=0, areaid未定义=-1,areaid未被选择=1, areaid被选择…2 KEYPOINTS—kpinqr(kpid,key)kpid—查询的关键点,对于key=12,13,14为0 key —标识关于kpid的返回信息=1,选择状态=12,定义的数目=13,选择的数目=14,定义的最大数目=-1,数料号=-2,单元类型=-3,实常数=-4,节点数,如果已分网=-7,单元数,如果已分网kpinqr(kpid,key)的返回值对于key=1=-1,未选择=0,未定义=1,选择3 LINE—lsinqr(lsid,key)lsid—查询的线段,对于key=12,13,14为0 key—标识关于lsid的返回信息=1,选择状态=2, 长度=12,定义的数目=13,选择的数目=14,定义的最大数=-1,材料号=-2,单元类型=-3,实常数=-4,节点数=-6,单元数…4 NODE—ndinqr(node,key)node—节点号,对于key=12,13,14为0 key—标识关于node的返回信息=1,选择状态=12,定义的数目=13,选择的数目=14,定义的最大数=-2,超单元标记=-3,主自由度=-4,激活的自由度=-5,附着的实体模型ndinqr(node,key)的返回值对于key=1=-1,未选择=0,未定义=1,选择5 VOLUMES—vlinqr(vnmi,key)vnmi—查询的体,对于key=12,13,14为0key—标识关于vnmi的返回信息=1,选择状态=12,定义的数目=13,选择的数目=14,定义的最大数目=-1,数料号=-2,单元类型=-3,实常数=-4,节点数=-6,单元数=-8,单元形状=-9,中节点单元=-10,单元坐标系vlinqr(vnmi,key)的返回值对于key=1=-1,未选择=0,未定义=1,选择ANSYS能实现直接流-固耦合分析吗?ANSYS流固耦合分析有三种形式,可以实现全直接或半直接耦合分析:一: ANSYS/Mechanical模块或含该模块的软件包中的流固耦合分析功能,但此处的流体是非流动的流体,而是静流体,它计算流体由于重力、惯性力、波动压力等引起的分布压力载荷与结构的相互作用。
1、Real constant 1 referenced by at least element types 1 and 2.原因:单元1和2共用了实常数1。
2、STURM number= 15 should be 0 Probably initial shift greater than first mode or Final Mode(s) is in a cluster.原因:所建模型刚度太小,你可以看一下你所求的频率几乎全部接近于0。
应该修改模型。
3、The calculated reference FORCE CONVERGENCE VALUE = 1.507996765E-04 is less than 1E-2 a threshold zero, A value of 1E-2 or specified MINREF is used. Check results carefully.原因:收敛准则没有定义。
4、The program chosen initial timestep/load-factor is arbitrary. It is necessary for the user to supply a suitable initi timestep/load-factor through the NSUB or DELTIM command for convergence and overall efficiency.原因:没有定义荷载子步。
子空间(Subspace)模态提取法的输出如果采用子空间模态提取法,那么在输出内容中可能会看到这样的警告:“STURM number=n should be m”,n和m是整数,表示某阶模态被漏掉了,或者第m阶和第n阶模态的频率相同而要求输出的只有第m阶模态。
你可以用下面的两个方法来检查被漏掉的模态:使用更多的迭代向量和改变特征值提取法的漂移点数值。
ansys分析出现问题NO.0052some contact elements overlap with the other contact element which can cause over constraint。
这是由于在同一实体上,即有绑定接触(MPC)的定义,又有刚性区或远场载荷(MPC)的定义,操作中注意在定义刚性区或远场载荷时避免选择不必要的DOF自由度,以消除过约束NO.0053Shape testing revealed that 450 of the 1500 new or modified elements violate shape warning limits.是什么原因造成的呢?单元网格质量不够好尽量,用规则化网格,或者再较为细密一点NO。
0054在用Area Fillet对两空间曲面进行倒角时出现以下错误:Area 6 offset could not fully converge to offset distance 10. Maximum error between the two surfaces is 1%of offset distance.请问这是什么错误?怎么解决?其中一个是圆柱接管表面,一个是碟形封头表面.ansys的布尔操作能力比较弱。
如果一定要在ansys里面做的话,那么你试试看先对线进行倒角,然后由倒角后的线形成倒角的面。
建议最好用UG、PRO/E这类软件生成实体模型然后导入到ansysNO.0055There are 21 small equation solver pivot terms。
;SOLID45 wedges are recommended only in regions of relatively lowstress gradients。
第一个问题我自己觉得是在建立contact时出现的错误,但自己还没有改正过来;第二个也不知道是什么原因。
关于ansys单元之间的连接问题论坛里常有人问不同单元之间的连接问题,我自己也一直被这个问题所困绕,最近从ANSYS工程分析进阶实例上知道了ANSYS中不同单元之间的连接原则。
感觉收收获不小,现把它上传与大家共享。
一般来说,按“杆梁壳体”单元顺序,只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度,则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约事方程。
例如:(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可,不需要约束方程。
(2)梁与壳有公共节点怒可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同,尽管壳的rotz是虚的自由度,也不妨碍二者之间的关系,这有点类同于梁与杆的关系。
(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
(4)壳与体则也要相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的,有一定的局限性,只适用于小位移,下面介绍一种支持大位移算法的方法,MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多点约束方程,其原理与前面所说的方程的技术几乎一致,将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来,不需要连接边界上的节点完全一一对应。
MPC能够连接的模型一般有以下几种。
solid模型-solid模型shell模型-shell模型solid模型-shell模型solid模型-beam模型shell模型-beam模型在ANSYS中,实现上述MPC技术有三种途径。
(1)通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。
定义MPC184单元模型与定义杆的操作完全一致,而MPC单元的作用可以是刚性杆(三个自由度的连接关系)或者刚性梁(六个自由度的连接关系)。
(2)利用约束方程菜单路径Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface创建壳与实体模型之间的装配关系。
(3)利用ANSYS接触向导功能定义模型之间的装配关系。
选择菜单路径Main Menu>preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair,弹出一序列的接触向导对话框,按照提示进行操作,在创建接触对前,单击Optional setting按钮弹出Contact properties对话框,将Basic选项卡中的Contact algorithm即接触算法设置为MPC algorithm。
或者,在定义完接触对后,再将接触算法修改为MPC algorithm,就相当于定义MPC多点约束关系进行多点约束算法。
单元类型的选择问题初学ANSYS的人,通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择正确的单元类型,也是新手学习时很头疼的问题。
单元类型的选择,跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前,首先你要对问题本身有非常明确的认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述,要结合自己的问题,对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元(Link)还是梁单元(Beam)?这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。
对于梁单元,常用的有beam3,beam4,beam188这三种,他们的区别在于:1)beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。
3)beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。
2.对于薄壁结构,是选实体单元还是壳单元?对于薄壁结构,最好是选用shell单元,shell单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的,但是这样计算量就大大增加了。
而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形),shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点,计算精度比shell63更高,但是由于节点数目比shell63多,计算量会增大。
对于一般的问题,选用shell63就足够了。
除了shell63,shell93之外,还有很多其他的shell单元,譬如shell91,shell131,shell163等等,这些单元有的是用于多层铺层材料的,有的是用于结构显示动力学分析的,一般新手很少涉及到。
通常情况下,shell63单元就够用了。
3.实体单元的选择。
实体单元类型也比较多,实体单元也是实际工程中使用最多的单元类型。
常用的实体单元类型有solid45, solid92,solid185,solid187这几种。
其中把solid45,solid185可以归为第一类,他们都是六面体单元,都可以退化为四面体和棱柱体,单元的主要功能基本相同,(SOLID185还可以用于不可压缩超弹性材料)。
Solid92, solid187可以归为第二类,他们都是带中间节点的四面体单元,单元的主要功能基本相同。
实际选用单元类型的时候,到底是选择第一类还是选择第二类呢?也就是到底是选用六面体还是带中间节点的四面体呢?如果所分析的结构比较简单,可以很方便的全部划分为六面体单元,或者绝大部分是六面体,只含有少量四面体和棱柱体,此时,应该选用第一类单元,也就是选用六面体单元;如果所分析的结构比较复杂,难以划分出六面体,应该选用第二类单元,也就是带中间节点的四面体单元。
新手最容易犯的一个错误就是选用了第一类单元类型(六面体单元),但是,在划分网格的时候,由于结构比较复杂,六面体划分不出来,单元全部被划分成了四面体,也就是退化的六面体单元,这种情况,计算出来的结果的精度是非常糟糕的,有时候即使你把单元划分的很细,计算精度也很差,这种情况是绝对要避免的。
六面体单元和带中间节点的四面体单元的计算精度都是很高的,他们的区别在于:一个六面体单元只有8个节点,计算规模小,但是复杂的结构很难划分出好的六面体单元,带中间节点的四面体单元恰好相反,不管结构多么复杂,总能轻易地划分出四面体,但是,由于每个单元有10个节点,总节点数比较多,计算量会增大很多。
前面把常用的实体单元类型归为2类了,对于同一类型中的单元,应该选哪一种呢?通常情况下,同一个类型中,各种不同的单元,计算精度几乎没有什么明显的差别。
选取的基本原则是优先选用编号高的单元。
比如第一类中,应该优先选用solid185。
第二类里面应该优先选用solid187。
ANSYS的单元类型是在不断发展和改进的,同样功能的单元,编号大的往往意味着在某些方面有优化或者增强。
对于实体单元,总结起来就一句话:复杂的结构用带中间节点的四面体,优选solid187,简单的结构用六面体单元,优选solid185。
ansys单元类型种类统计单元名称种类单元号LINK (共12种) 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180PLANE (共20种)2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223BEAM (共09种)3,4,23,24,44,54,161,188,189SOLID (共30种)5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164,168,185,186,1 87,191,226,227COMBIN (共05种)7,14,37,39,40INFIN (共04种)9,47,110,111CONTAC (共05种)12,26,48,49,52PIPE (共06种)16,17,18,20,59,60MASS (共03种)21,71,166MATRIX (共02种)27,50SHELL (共19种)28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209FLUID (共14种)29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142SOURC (共01种)36HYPER (共06种)56,58,74,84,86,158VISCO (共05种)88,89,106,107,108CIRCU (共03种)94,124,125TRANS (共02种)109,126INTER (共05种)115,192,193,194,195HF (共03种)118,119,120ROM (共01种)144SURF (共04种)151,152,153,154COMBI (共01种)165TARGE (共02种)169,170CONTA (共06种)171,172,173,174,175,178PRETS (共01种)179MPC (共01种)184MESH (共01种)20ANSYS静力学中常用的单元类型类别形状和特性单元类型杆杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受普通双线性LINK1,LINK8LINK10弯矩梁梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩普通截面渐变塑性考虑剪切变形BEAM3,BEAM4BEAM54,BEAM44BEAM23,BEAM24BEAM188,BEAM1891)beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题3)beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。
管普通浸入塑性PIPE16,PIPE17,PIPE18 PIPE59PIPE20,PIPE602-D实体四边形三角形超弹性单元粘弹性大应变谐单元P单元PLANE42,PLANE82,PLANE182 PLANE2HYPER84,HYPER56,HYPER74 VISCO88VISO106,VISO108PLANE83,PPNAE25PLANE145,PLANE1463-D实体常用的实体单元类型有solid45, solid92,solid185, solid187这几种。
六面体单元和带中间节点的四面体单元的计算精度都是很高的,他们的区别在于:一个六面体单元只有8个节点,计算规模小,但是复杂的结构很难划分出好的六面体单元,带中间节点的四面体单元恰好相反,不管结构多么复杂,总能轻易地划分出四面体,但是,由于每个单元有10个块四面体层各向异性超弹性单元粘弹性大应变P单元SOLID45,SOLID95,SOLID73,SOLID185solid45,solid185可以归为第一类,他们都是六面体单元,都可以退化为四面体和棱柱体,单元的主要功能基本相同,(SOLID185还可以用于不可压缩超弹性材料)SOLID92,SOLID72,SOLID187Solid92, solid187可以归为第二类,他们都是带中间节点的四面体单元,单元的主要功能基本相同。