3第四讲-单元生死PPT课件
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不激活它们
2021
2
具有生死功能的单元
LINK1 PLANE2 BEAM3 BEAM4 SOLID5 LINK8 LINK10 LINK11 PLANE13 COMBIN14 PIPE16 PIPE17 PIPE18
SURF19 PIPE20 MASS21 SURF22 BEAM23 BEAM24 PLANE25 MATRIX27 LINK31 LINK32 LINK33 LINK34 PLANE35
Elements • 单元在载荷步的第一个子步被杀死（或激活），然后
在整个载荷步中保持该状态。 • 要注意保证使用缺省的矩阵缩减因子不会引起一些问
题。有些情况下要考虑用严格的缩减因子。用下列方 法指定缩减因子数值：
Command: ESTIF GUI: Main Menu>Solution>Other>StiffnessMult
• 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。
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4
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。
PLANE83 SOLID87 SOLID90 SOLID92 SHELL93 SOLID95 SOLID96 SOLID97 SOLID98 SHELL99 PLANE121 SOLID122 SOLID123
SHELL143 SURF151 SURF152 SURF153 SURF154 SHELL157 TARGE169 TARGE170 CONTA171 CONTA172 CONTA173 CONTA174
• Command: NROPT • GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
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施加载荷并求解
• 杀死[EKILL] 所有要加入到后续载荷步中的单元，用下 列命令：
Command: EKILL GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill
• 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）。
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6
Leabharlann Baidu
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。 • 建模 • 施加载荷并求解 • 查看结果
!设定时间值（静力分析选项） !打开大位移效果 !设定牛顿－拉夫森选项
!设定非缺省缩减因子（可选） !选择在本载荷步中将不激活的单元 !不激活选择的单元
第四讲 单元生死
2021
1
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。
• 主要用于： • A、钻孔（如开矿和挖通道等） • B、建筑物施工过程（如桥的建筑过程） • C、顺序组装（如分层的计算机芯片组装） • D、一些用户可以根据单元位置来方便的激活和
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7
建模
• 建模： 在PREP7 中，生成所有单元，包括那些只 有在以后载荷步中才激活的单元。在 PREP7外不能生成新的单元。
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8
施加载荷并求解
• 定义第一个载荷步： 对于所有单元生死应用，在第一个载荷步中应设 置全牛顿－拉夫森选项（能得到较好结果），因 为程序不能预知EKILL命令出现在后面的载荷步 中。用下列命令完成该操作：
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10
施加载荷并求解
• 不与任何激活的单元相连的结点将“漂移”，或具有 浮动的自由度数值。
• 在一些情况下，用户可能想约束不被激活的自由度 [D,CP等]以减少要求解的方程的数目，并防止出现位 置错误。
• 约束非激活自由度，在重新激活的单元要有特定的载 荷（或温度等）时很有影响，因为在重新激活单元时 要删除这些人为的约束。
• 用户必须在重新激活在自由度上施加新的结点载荷。
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11
第一个载荷步中命令输入示例：
• TIME,... • NLGEOM,ON • NROPT,FULL • ESTIF,... • ESEL,... • EKILL,... • ESEL,S,LIVE • NSLE,S • NSEL,INVE • • D,ALL,ALL,0 • • NSEL,ALL • ESEL,ALL • D,... • F,... • SF,... • BF,... • SAVE • SOLVE
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3
单元生死的确定
• 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.
• 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）
• 死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设 为0值 。
• 单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。
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5
单元生死如何工作？
• 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。
SHELL41 PLANE42 SHELL43 BEAM44 SOLID45 PLANE53 BEAM54 PLANE55 SHELL57 PIPE59 PIPE60 SOLID62 SHELL63
SOLID64 SOLID65 PLANE67 LINK68 SOLID69 SOLID70 MASS71 SOLID72 SOLID73 PLANE75 PLANE77 PLANE78 PLANE82
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具有生死功能的单元
LINK1 PLANE2 BEAM3 BEAM4 SOLID5 LINK8 LINK10 LINK11 PLANE13 COMBIN14 PIPE16 PIPE17 PIPE18
SURF19 PIPE20 MASS21 SURF22 BEAM23 BEAM24 PLANE25 MATRIX27 LINK31 LINK32 LINK33 LINK34 PLANE35
Elements • 单元在载荷步的第一个子步被杀死（或激活），然后
在整个载荷步中保持该状态。 • 要注意保证使用缺省的矩阵缩减因子不会引起一些问
题。有些情况下要考虑用严格的缩减因子。用下列方 法指定缩减因子数值：
Command: ESTIF GUI: Main Menu>Solution>Other>StiffnessMult
• 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。
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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。
PLANE83 SOLID87 SOLID90 SOLID92 SHELL93 SOLID95 SOLID96 SOLID97 SOLID98 SHELL99 PLANE121 SOLID122 SOLID123
SHELL143 SURF151 SURF152 SURF153 SURF154 SHELL157 TARGE169 TARGE170 CONTA171 CONTA172 CONTA173 CONTA174
• Command: NROPT • GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
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施加载荷并求解
• 杀死[EKILL] 所有要加入到后续载荷步中的单元，用下 列命令：
Command: EKILL GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill
• 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）。
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Leabharlann Baidu
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。 • 建模 • 施加载荷并求解 • 查看结果
!设定时间值（静力分析选项） !打开大位移效果 !设定牛顿－拉夫森选项
!设定非缺省缩减因子（可选） !选择在本载荷步中将不激活的单元 !不激活选择的单元
第四讲 单元生死
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1
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。
• 主要用于： • A、钻孔（如开矿和挖通道等） • B、建筑物施工过程（如桥的建筑过程） • C、顺序组装（如分层的计算机芯片组装） • D、一些用户可以根据单元位置来方便的激活和
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建模
• 建模： 在PREP7 中，生成所有单元，包括那些只 有在以后载荷步中才激活的单元。在 PREP7外不能生成新的单元。
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施加载荷并求解
• 定义第一个载荷步： 对于所有单元生死应用，在第一个载荷步中应设 置全牛顿－拉夫森选项（能得到较好结果），因 为程序不能预知EKILL命令出现在后面的载荷步 中。用下列命令完成该操作：
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施加载荷并求解
• 不与任何激活的单元相连的结点将“漂移”，或具有 浮动的自由度数值。
• 在一些情况下，用户可能想约束不被激活的自由度 [D,CP等]以减少要求解的方程的数目，并防止出现位 置错误。
• 约束非激活自由度，在重新激活的单元要有特定的载 荷（或温度等）时很有影响，因为在重新激活单元时 要删除这些人为的约束。
• 用户必须在重新激活在自由度上施加新的结点载荷。
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第一个载荷步中命令输入示例：
• TIME,... • NLGEOM,ON • NROPT,FULL • ESTIF,... • ESEL,... • EKILL,... • ESEL,S,LIVE • NSLE,S • NSEL,INVE • • D,ALL,ALL,0 • • NSEL,ALL • ESEL,ALL • D,... • F,... • SF,... • BF,... • SAVE • SOLVE
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单元生死的确定
• 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.
• 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）
• 死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设 为0值 。
• 单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。
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单元生死如何工作？
• 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。
SHELL41 PLANE42 SHELL43 BEAM44 SOLID45 PLANE53 BEAM54 PLANE55 SHELL57 PIPE59 PIPE60 SOLID62 SHELL63
SOLID64 SOLID65 PLANE67 LINK68 SOLID69 SOLID70 MASS71 SOLID72 SOLID73 PLANE75 PLANE77 PLANE78 PLANE82