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ANSYS生死单元小结

既然做了“太湖渔人码头索结构施工阶段计算”,觉得还是把ANSYS中的生死单元做一个简单的小结吧。

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:

ANSYS中,单元的生死功能是通过修改单元刚度的方式实现的。为了达到让单元死掉的效果,ANSYS程序并不是真正去掉“死”的单元,二是通过给单元刚度乘以一个很小的系数,此系数系统默认为1.0E-6,而且可以通过ESTIF进行修改。在荷载向量中,与被杀死单元相联系的单元荷载也被设置为0,当然其质量、阻尼等一切对计算有影响的参数都会被设置为0。而且,当单元死掉时,其应变也被设置为零,所以在后处理中,所有被杀死的单元其内力都为零,即使是被设置初始应变的单元也是如此。

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。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。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。

2单元生死求解过程:

Ø         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。

Ø         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。

Ø         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。

Ø         查看结果。与常规计算类似。

3使用生死单元的注意事项:

Ø         约束方程不能施加在死的自由度上;

Ø         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;

Ø         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;

Ø         打开自适应Newton-Raphson选择通常会得到更好的结果;

Ø         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;

Ø         当有单元死活行为时,LSWRITE不能使用;

4用到的命令:

EKILL, ELEM:杀死单元,ELEM可以是ALL(所有已选单元)、P(点取)、单元组名;

EALIVE, ELEM:激活单元,ELEM可以是ALL(所有已选单元)、P(点取)、单元组名;

ESTIF, KMULT:设置单元刚度系数,默认为1.0E-6

5算例:

1计算模型DB文件(fish_01.rar);

2求解命令流:

TIME,1

NLGEOM,ON

NROPT,FULL

SSTIF,ON

SAVE

SOLVE

*DO,I,2,12,1

TIME,I

EKILL,H%I-1%

SAVE

SOLVE

*ENDDO

  • quote 1.爱ppt的牛
  • 崔老师您好!~读完您的文章,很是佩服。不知能否问您几个问题,我也是学结构工程的,现在研一,以后也打算进设计院,可是看到您的文章以后,感觉自己的水平...哎,感觉您掌握的东西好多啊,现在很没自信。研究生这一年,主要掌握了有限元的基础理论和结构动力学,有限元软件学习了sap和ansys(水平一般般),感觉到具体的工程实例还是很困难,我现在有点着急,是不是设计院的人都像您这么强?关于您说的非线性方面的,动力弹塑性方面的知识,感觉自己很差劲,老师能推荐几本书看看吗?或者说您在研究生阶段都掌握了什么,我想跟您取取经?感觉现在学习很乱,就想学点实用的。不知道老师能否提供点建议?急求回复。打扰您了。
  • 2009-5-14 20:13:07 回复该留言

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