实体单元后处理中的求内力

实体单元后处理中的求内力
1.采用实体单元计算(有时不得不采用实体单元)有其优点，但因实体单元无法直接得到结构的内力(M,N,Q)，所以对于混凝土结构想进行配筋计算就带来了难度，这是本题目提出的缘由。

2.考察了本论坛和其它几个论坛，似乎大家都知道用后处理中的“积分”，编制一些APDL，但又没有给出比较详细的说明和方法，这是本题目讨论的必要性。

为方便讨论，这里做了个简支梁受均布荷载的分析。

finish
/clear
b0=200
h0=300
l0=3000
ec=3.3e5
p0=0.2
/prep7
et,1,solid95
mp,ex,1,ec
mp,prxy,1,0.167
blc4,,,b0,h0,l0
/view,1,1,1,1
/ang,1
vplot
lsel,s,loc,x,1,b0-1
lsel,r,loc,y,0
dl,all,,uy
ksel,s,loc,x,0
ksel,r,loc,y,0
dk,all,ux
ksel,r,loc,z,0
dk,all,uz
asel,s,loc,y,h0
sfa,all,1,pres,p0
allsel,all
esize,50
vsweep,all
finish
/solu
solve
finish
/post1
pldisp,2 !显示变形的结构
!kund：0 仅显示变形后的结构
! 1 显示变形前和变形后的结构
! 2 显示变形结构和未变形结构的边缘
!------可以在下面添加语句完成(要求使用积分命令)
!A.跨中弯矩
!B.1/4跨剪力
经过摸索，讨论如下：
1.积分命令流如下：
path,kz,2 !定义路径属性, PA TH，NAME，nPts，nSets，nDiv
ppath,1,,b0/2,0,l0/2 !PPATH，POINT，NODE，X，Y，Z，CS（定义路径上的点）ppath,2,,b0/2,h0,l0/2
pdef,sigmz,s,z !PDEF，Lab，Item，Comp，Avglab（将数据影射到路径上）plpath,sigmz !PLPATH，Lab1，Lab2，Lab3，Lab4，Lab5，Lab6
!（绘制路径上一数据项关于另一数据项的变化曲线图）!跨中轴力nfor1=-2.55e-5
pcalc,intg,nfor,sigmz,yg,b0
!PCALC，Oper，LabR，Lab1，Lab2，FACT1，FACT2，CONST
!（路径上数据的数学运算）INTG（积分）、（自然对数）、
*get,nfor1,path,,last,nfor
!*GET, Par, NODE, N, Item1, IT1NUM, Item2, IT2NUM
!（得到数值并将其存储为标量参数或者数组中元素）
!跨中剪力qfor1=-4.039e-9
pdef,sigmyz,s,yz
plpath,sigmyz
pcalc,intg,qfor,sigmyz,yg,1
*get,qfor1,path,,last,qfor
!跨中弯矩mfor1=-45251688误差0.6%
pcalc,mult,md1,sigmz,s !相乘计算
pcalc,intg,mfor,md1,s,b0 !积分计算
*get,mfor1,path,,last,mfor
!1/4截面剪力qz(分条计算)=-30083.11误差0.3%
*dim,qq,,20
*do,i,1,20
path,pname,2
ppath,1,,(i-1)*10,0,l0/4
ppath,2,,i*10,h0,l0/4
pdef,sigmyz,s,yz
pcalc,intg,qfor,sigmyz,yg,10
*get,qq(i),path,,last,qfor
*enddo
qz=0
*do,i,1,20
qz=qz+qq(i)
*enddo
*stat
2.关于pcalc,intg,varname,lab1,lab2,fact1的探讨
varname----积分结果变量
lab1,lab2--变量，可取xg,yg,zg(总体坐标),s(当前路径)及定义的变量(如上述中的md1);
fact1------系数
即varname=fact1×∫lab1×d(lab2)，积分路径为当前路径S的长度
3.对于较复杂的截面如何进行呢？例如箱形截面，可否用面积直接积分呢？并且path是断的是否也可以呢？
请继续探讨，也不知对否，这里仅为抛砖引玉而已。

不好意思，差不多都忘记了。

1.*get,mfor1中的mfor1是自己任意定义的变量名；
2.yg是整体坐标的标识符，可参见哪个讨论；轴力和剪力可沿Y轴积分得到；而M积分时，使用的是路径，所以用s符号表示。

该例子很简单，应该可以读懂，只要你仔细分析每一句即可明白。

1.跨中弯矩计算中的几个语句解释
pcalc,mult,md1,sigmz,s !相乘计算，其中的s是路径长度变量，即σzi*si(i=路径上的点数) pcalc,intg,mfor,md1,s,b0 !积分计算,mfor=b0*∫σzi*si*ds,其中的s是路径长度变量，即沿路径长度积分
!假定了在宽度方向同高纤维应力相同，否则不能乘b0;
!理论上用分条计算更好些，例如1/4截面的剪力计算。

注意：使用s积分概念更明确！不必使用XG,YG等。

2.因为这里是特例(没有轴力)，对于没有轴力的断面，没有必要必须取中性轴进行积分计算，因为取何处都是一样的。

对于一般情况，也没有必要找中性轴，因为用实体计算，其应力的分布不同于传统的计算，其不同竖向线上的应力零点可能是不同的(例如剪力滞等影响)，给确定中性轴带来困难，且在路径上找零应力点也不方便。

为方便可取路径起点，这样积分后，再进行移轴是一样的，相当于力素都对路径起点，然后移到某个轴上(例如重心)。

另外，应力为零的点就不在截面之内时呢？
3.有些算法是否正确，可通过简单的例子计算即可证明。

平常计算弯矩或剪力，一般用剖面法，即用一个剖面将体剖开，分析剖面左边或右边的受力情况。

尝试用较为简单的方法，不用积分来求弯矩，曾试过计算简支梁与悬臂梁，外荷载所括集中力、面荷载、体荷载（自重），结果准确。

对别的结构未曾算过，不知可行与否？
同样用三月雨先生的例子，为了后处理方便，但略作改动，主要为了后理方便，计算结果未变！
finish
/clear
b0=200
h0=300
l0=3000
ec=3.3e5
p0=0.2
/prep7
csys,0
et,1,solid95
mp,ex,1,ec
mp,prxy,1,0.167
blc4,,,b0,h0,l0
wpoffs,,,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分
vsbw,all
wpoffs,,,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分
vsbw,all
/view,1,1,1,1
/ang,1
vplot
lsel,s,loc,y,0
lsel,r,loc,z,0
dl,all,,uy
lsel,s,loc,y,0
lsel,r,loc,z,l0
dl,all,,uy
ksel,s,loc,x,0
ksel,r,loc,y,0
dk,all,ux
asel,s,loc,y,h0
sfa,all,1,pres,p0
allsel,all
esize,50
vsweep,all
finish
/solu
solve
finish
/post1
!首先求跨中弯矩
spoint,,0,0,1500!将计算点移至跨中
nsel,s,loc,z,0,1500!选择计算截面某一侧的全部节点
fsum !此时求得支座反力以及作用在模型上的外力（仅算集中力,面荷载及体荷载如重力等未计算在内）对跨中截面的力矩Mx
allsel,all
vsel,s,loc,z,0,1500
eslv,r !选择计算截面某一侧全部单元，在命令流中利用位置选单元无法实现，故先选择体，
再选与体相联的单元，但在gui模式中较易做到
fsum !此时求得外力（仅算面荷载及体荷如重力等）对跨中截面的力矩Mx
!求得上面两个值后，将后一个值反号与前一个值相加即得跨中截面力矩Mx（正负号的规定参看ansys帮助，与材料力学中的不一定相同）
!求1/4截面的剪力
spoint,,0,0,750!将计算点移到1/4截面
nsel,s,loc,z,0,750!选择计算截面某一侧的全部节点
fsum !此时求得支座反力以及作用在模型上的外力（仅算集中力,面荷载及体荷载如重力等未计算在内）对1/4截面的剪力fy
allsel,all
vsel,s,loc,z,0,750
eslv,r!在命令流中利用位置选单元无法实现，但在gui模式中较易做到
fsum !此时求得外力（仅算面荷载及体荷如重力等）对1/4截面的剪力fy
!求得上面两个值后，将后一个值反号与前一值相加即得剪力fy（正负号的规定参看ansys 帮助，与材料力学中的不一定相同）
很久没有来了，很抱歉许多没有回复。

最早的3D实体单元内力计算是迫不得已而编制的，适合于较早的版本。

现在新版本出来的很快，功能上也有增加。

对于3D实体单元的内力计算，可采用面操作（应该是V8以上吧，没有细考！）。

例如用悬臂梁采用3D实体单元，其某个截面的的内力计算如下，并具有详细解释。

这种方法较原来的更方便，大家不放一用。

!******************************************************
!EX4.31 面操作及悬臂梁的内力计算
FINISH
/CLEAR$/PREP7
ET,1,SOLID95
MP,EX,1,2E11
MP,PRXY,1,0.3 !定义单元类型、材料特性
BLC4,2,3,0.2,0.3,4
DA,2,ALL
FK,1,FY,-2E4
FK,3,FY,-2E4 !创建几何模型、加约束和荷载
FK,3,FX,0.8E4
FK,4,FX,0.8E4
SFA,1,1,PRES,1E6 !施加荷载
ESIZE,0.05$VMESH,ALL
FINISH
/SOLU
SOLVE !生成有限元模型并求解
FINISH
/POST1 !进入后处理层
WPOFFs,,,2 ! WPOFFS，XOFF，YOFF，ZOFF（偏移工作平面）
SUCR,SUZ2,CPLANE,3 !移动工作平面、创建面SUZ2
SUMAP,MYSX,S,X
SUMAP,MYSY,S,Y !映射X和Y方向应力
SUMAP,MYSZ,S,Z
SUMAP,MYSXY,S,XY !映射Z和XY方向应力
SUMAP,MYSYZ,S,YZ
SUMAP,MYSXZ,S,XZ !映射YZ和XZ方向应力
SUPL,SUZ2$SUPL,SUZ2,MYSZ !显示面本身、面项MYSZ
SUPL,SUZ2,MYSYZ
SUPL,SUZ2,MYS !显示面项MYSYZ，矢量显示应力
SUPR,ALL,MYSZ !列表显示MYSZ面项
SUEV AL,XFORCE,MYSXZ,INTG !求截面上FX，理论结果为-16000,误差1%
SUEV AL,YFORCE,MYSYZ,INTG !求截面上FY，理论结果为40000，误差0.5%
SUEV AL,ZFORCE,MYSZ,INTG !求截面上FZ，理论结果为-6000，没有误差
SUEV AL,MYA,DA,SUM !求截面面积并赋给MYA变量
SUEV AL,MYYA,GCY,INTG !求关于X轴的面积矩并赋给变量MYYA
MYYA=MYYA/MYA !得到面积重心到X轴的距离=面积矩/面积
SUEV AL,MYXA,GCX,INTG !求关于Y轴的面积矩并赋给变量MYXA
MYXA=MYXA/MY A !得到面积重心到Y轴的距离=面积矩/面积
SUCALC,SZGCY,MYSZ,MULT,GCY !计算MYSZ×GCY，并赋给面项SZGCY
SUEV AL,MX1,SZGCY,INTG !对面项SZGCY在面上积分得到MX1
SUCALC,SZGCX,MYSZ,MULT,GCX !计算MYSZ×GCZ，并赋给面项SZGCX
SUEV AL,MY1,SZGCX,INTG !对面项SZGCX在面上积分得到MY1
!上述弯矩基于总体直角坐标系原点而言的，应对面积重心取矩，将内力简化到面积重心上MX1=MX1-ZFORCE*MYYA !理论结果为80000，误差为0.08%
MY1=MY1-ZFORCE*MYXA !理论结果-32000，误差为0.2%
结果查看
to cxmeng：
可以通过GUIparameters－>scalar parameters
或者通过命令*status 获得参数值。