单元生死
abaqus生死单元的原理
abaqus生死单元的原理Abaqus是一种强大的有限元分析软件,广泛应用于工程领域。
生死单元是Abaqus中的一种特殊的单元类型,用于模拟物体在特定条件下的破坏和失效行为。
本文将探讨Abaqus生死单元的原理及其在工程实践中的应用。
1. 生死单元概述生死单元是Abaqus中的一种非线性单元,它允许使用者模拟材料的破坏和失效过程。
与其他单元相比,生死单元具有自适应特性,在特定条件下能够发生破坏,并且在破坏后能够自动失去刚度。
生死单元广泛应用于损伤力学、断裂力学和疲劳分析等领域。
2. 生死单元模型生死单元的模型是建立在断裂力学基础上的。
它采用了两个阶段的模拟,即破坏前和破坏后的行为。
破坏前的行为由弹性或塑性模型描述,而破坏后则使用了破损衰减模型。
3. 断裂准则生死单元使用了不同的断裂准则来判断材料是否破坏。
常见的准则包括最大主应力准则、断裂能量准则和最大剪应力准则等。
根据应用需求,使用者可以选择适合的准则。
4. 生死单元的应用场景生死单元主要应用于复杂结构和材料的断裂和失效分析。
它能够模拟材料在高应力、大变形下的破坏行为,并能够预测结构在实际工况下的寿命和可靠性。
5. 生死单元的使用步骤使用生死单元进行分析的步骤如下:(1)定义材料属性和材料模型;(2)建立模型并创建生死单元;(3)设置边界条件和加载条件;(4)运行分析并获取结果。
6. 生死单元的优缺点生死单元的优点是能够准确地模拟材料的破坏行为,并能够提供高精度的结果。
然而,使用生死单元进行分析需要较高的计算能力和较长的计算时间,且需要合理选择和定义断裂准则。
7. 工程实例下面以一个工程实例来说明生死单元的应用。
假设有一个受力的钢梁,在加载过程中会发生局部破坏。
通过使用生死单元,可以模拟钢梁在受力过程中的破坏状态,并预测其承载能力和寿命。
总结:通过本文的介绍,我们了解了Abaqus生死单元的原理及其在工程实践中的应用。
生死单元是一种特殊的非线性单元,能够模拟材料的破坏和失效行为。
abaqus生死单元的原理
abaqus生死单元的原理
Abaqus生死单元是一种用于模拟材料失效的元素类型,也称
为断裂单元或控制单元。
其原理基于破裂力学和断裂力学的理论。
生死单元的基本原理是通过在材料中引入一个 or 隆起区,用
于模拟裂纹的形成和扩展。
该孔隙区域可以在计算过程中自动增长,模拟裂纹的扩展过程。
在材料失效前,生死单元的性质类似于标准的连续单元,具有一定的强度和刚度。
然而,一旦裂纹扩展到达生死单元内部或经过生死单元,该单元的性质会发生变化。
生死单元会被自动标记为“死亡”,其贡献被移除,不再对模拟产生影响。
为了实现生死单元的模拟,在ABAQUS中需要定义一些参数,例如孔隙区初始尺寸、生死单元的强度、裂纹扩展准则等。
这些参数可以通过试验数据、理论计算或经验来确定。
生死单元的使用可以提供更准确的失效模拟结果,特别是对于含有复杂裂纹形态和多余材料损伤的结构。
但是,生死单元的使用也需要一些经验和专业知识,以确保正确地定义参数和获得可靠的结果。
ANSYS单元生死总结
ANSYS单元生死总结主要参考了ANSYS帮助和ANSYS公司的培训资料,以及崔家春关于生死单元总结的文章,格式按照崔工的编排,很多内容也是他的总结,我加了些补充。
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。
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。
单元生死实例
alls
mshape,0,1d
mshkey,1
amesh,all
finish
/solu
antype,static
nlgeom,on !打开大变形
nropt,full !全N-R方法
outres,all,all
time,1
lsel,s,loc,y,0
rectng,0,8,12,15
rectng,4,4.5,0,15
aptn,all
/pnum,line,1
/pnum,area,1
/number,0
lplot
!选择径向直线,定义径向各线上单元分数
lsel,s,loc,x,2
lesize,all,,,4,,,,,1
lsel,s,loc,x,4.25
dl,all,,uy
lsel,s,loc,x,0
dl,all,,ux
sfgrad,pres,0,y,15,-3e4 !土压力荷载斜率
lsel,s,loc,x,8
sfl,all,pres,0
acel,0,9.8,0
allsel,all
sbctran
/psf,pres,norm,2,0,1
allsel,below,area
eplot
mpchg,2,allcm,ebirth1,elem
ealive,all
allsel,all
time,3
solve
finish
/post1
/expand,18,axis,,,10
eplot
save
solve
finish
ANSYS生死单元应用总结
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单元生死
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,ONGUI:mainnMenu->preprocessor->Loads->Analysis OptionsMain Menu->Solution->Sol'n ControlsMain Menu->Solution->AnalysisOptions使用单元生死选项叫,应设置Newton-Raphson选项:命令:NROPT,Option,—,AdptkyGUI:Main Menu->Preprocessor->Loads->AnalysisOptionsMain 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,ELEMGUI:main Menu->Preprocessor->Loads->Other->Kill ElementsMain Menu->Solution->Other->Kill Elements重新定义刚度缩减因子:● 命令:ESTIF,KMULTGUI:Main Menu->Preprocessor->Loads->Other->SfiffnessMultMain 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。
生死单元——精选推荐
基本原理:首先将结构分成两个独立部分,一是需要在前期需要钝化而随后需要激活的部分,另一部分就是不需要做任何处理的剩余部分。
在此将其分别命名为“需要钝化”的部分和“不需要钝化”的部分。
由于ABA在激活单元时是在该单元的原始位置予以激活,而实际结构分析中往往要求在变形后的位置上以无初始应变的方式激活。
故需要先确定变形后的相应位置,并予以激活。
为此特设置一种具有“追踪功能”的单元。
此单元实际上是“需要钝化”单元的备份单元(通过elcopy命令实现),具体要求如下:1.该单元跟“需要钝化”单元形状完全一致,共享节点,但具有不同的单元号;2.该单元的刚度很小,它的存在不影响原有结构的计算结果;3.该单元的自重无限小,不至于由于自重导致该单元产生过大应力和变形;可见,该“追踪功能”的单元具有“完全弹性”性质。
因此,当添加此单元后,实际结构实际上由三部分组成,一是“需要钝化”的单元,二是“不需要钝化”的单元,三是赋予了完全弹性材料特性的“追踪单元”。
现在,如果将原来“需要钝化”的单元钝化掉(*model change, remove),则结构中剩下的就是“不需要钝化”的单元和“追踪单元”两部分。
由于“追踪单元”的刚度很小,所以,理论上是不影响原有结构的受力的。
但由于追踪单元仍在结构上,其变形位置是可以随“不需要钝化”单元的变形而获得的。
当此时激活先前已经钝化的单元时,由于该单元与“追踪单元”共享节点,先前已经钝化的单元就自然而然的获得变形后的位置了。
这就是“追踪”功能的基本原理。
如果“追踪单元”不采用完全弹性材料,则结构的刚度就会因此增大很多,这是第一个需要注意的地方。
如果“追踪单元”的自重参数较大,则会因其弹性模量较小而产生很大的变形,这是第二个需要注意的地方。
如果钝化单元后结构体系的约束设置不合理,则会出现结构不稳定的现象,这是第三个需要注意的地方。
由于“追踪单元”的“完全弹性”和小自重特性,理论上讲,对结构的任何一部分的计算都不会有很明显的影响。
单元生死法
何为单元的生和死?生死单元法与分布建模法的区别在于:生死单元法可以记录前一施工步结构的变形状态,内力,位移,并可将前一施工步中的变形、内力应用于后一施工步;而分布建模法就相当于将结构的每一施工步都从头开始搭建,不能记录前一步的变形,与实际情况不相符合。
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AN SYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。
Table 6-1 Elements with birth and death capabilityLINK1 SURF19 SHELL41 SOLID64 PLANE83 SHELL1 43PLANE2 PIPE20 PLANE42 SOLID65 SOLID87 SURF1 51BEAM3 MASS21 SHELL43 PLANE67 SOLID90 SURF 152BEAM4 SURF22 BEAM44 LINK68 SOLID92 SURF153 SOLID5 BEAM23 SOLID45 SOLID69 SHELL93 SURF154LINK8 BEAM24 PLANE53 SOLID70 SOLID95 SHELL1 57LINK10 PLANE25 BEAM54 MASS71 SOLID96 TARGE 169LINK11 MATRIX27 PLANE55 SOLID72 SOLID97 TAR GE170PLANE13 LINK31 SHELL57 SOLID73 SOLID98 CONT A171COMBIN14 LINK32 PIPE59 PLANE75 SHELL99 CONT A172PIPE16 LINK33 PIPE60 PLANE77 PLANE121 CONTA 173PIPE17 LINK34 SOLID62 PLANE78 SOLID122 CONT A174PIPE18 PLANE35 SHELL63 PLANE82 SOLID123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。
第四讲单元生死
!在活动自由度上施加合适的结点载荷 !删除重新激活的自由度上的约束
查看结果
• 必须清楚的是,“杀死”的单元仍在模型中,尽 管对刚度(传导)矩阵的贡献可以忽略。 • 它们将包括在单元显示,输出列表等操作中。例 如,不激活的单元在结点结果平均(PLNSOL命 令或Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu)时将“污染”结果。
!几何面3的位置参数
!几何面4的位置参数
!几何面5的位置参数
!支护壳的厚度 !隧道深度
定义单元类型、实常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、材料属性
• • • • • • • • • • • • • • • /prep7 et,1,mesh200,2 !3-d线单元2节点 et,2,mesh200,6 !3-d面单元4节点 et,3,shell63 et,4,solid45 r,1,th !壳的厚度 mp,ex,1,3.0e10 !支护材料属性,c30 mp,prxy,1,0.2 mp,dens,1,2700 mp,ex,2,2.5e8 !剩余土体的材料属性 mp,prxy,2,0.32 mp,dens,2,2200 mp,ex,3,2.5e8 !挖去土体的材料属性 mp,prxy,3,0.32 mp,dens,3,2200.1
杀死总应变超过许用值的单元:
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • /SOLU ... ... SOLVE FINISH ! /POST1 SET,... ETABLE,STRAIN,EPTO,EQV ESEL,S,ETAB,STRAIN,0.20 的 FINISH ! /SOLU ANTYPE,,REST EKILL,ALL ESEL,ALL ... ... !进入求解器 !标准的求解过程
3第四讲 单元生死
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。 • 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)。
进一步说明
• 在单元生死中不能用多载荷步求解 [LSWRITE],因为不激活或重新激活的单 元状态将不写入载荷步文件中。 • 有多个载荷步的生死单元分析应该用一系 列的SOLVE命令(Main Menu > Solution > Current LS)来做。
单元生死实例—隧道开挖仿真模拟
• 问题的描述: 中心圆圈代表隧道模型,考虑圣维南原理,取 周围岩土的尺寸为隧道的5~6倍,隧道深度50m, 10天挖完,挖去岩土同时增加支护,不考虑土 体的非线性。
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 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 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
ANSYS单元生死
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PREP冲创建所有单元,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 OptionsMain Menu->Solution->Sol'n ControlsMain Menu->Solution->AnalysisOptions 使用单元生死选项叫,应设置Newton-Raphson 选项:命令:NROPT,Option,—,AdptkyGUI:Main Menu->Preprocessor->Loads->AnalysisOptionsMain 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,ELEMGUI:main Menu->Preprocessor->Loads->Other->Kill ElementsMain Menu->Solution->Other->Kill Elements 重新定义刚度缩减因子:•命令:ESTIF,KMULTGUI:Main Menu->Preprocessor->Loads->Other->SfiffnessMultMain 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。
单元生死法讲解
何为单元的生和死?生死单元法与分布建模法的区别在于:生死单元法可以记录前一施工步结构的变形状态,内力,位移,并可将前一施工步中的变形、内力应用于后一施工步;而分布建模法就相当于将结构的每一施工步都从头开始搭建,不能记录前一步的变形,与实际情况不相符合。
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AN SYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。
Table 6-1 Elements with birth and death capabilityLINK1 SURF19 SHELL41 SOLID64 PLANE83 SHELL1 43PLANE2 PIPE20 PLANE42 SOLID65 SOLID87 SURF1 51BEAM3 MASS21 SHELL43 PLANE67 SOLID90 SURF 152BEAM4 SURF22 BEAM44 LINK68 SOLID92 SURF153 SOLID5 BEAM23 SOLID45 SOLID69 SHELL93 SURF154LINK8 BEAM24 PLANE53 SOLID70 SOLID95 SHELL1 57LINK10 PLANE25 BEAM54 MASS71 SOLID96 TARGE 169LINK11 MATRIX27 PLANE55 SOLID72 SOLID97 TAR GE170PLANE13 LINK31 SHELL57 SOLID73 SOLID98 CONT A171COMBIN14 LINK32 PIPE59 PLANE75 SHELL99 CONT A172PIPE16 LINK33 PIPE60 PLANE77 PLANE121 CONTA 173PIPE17 LINK34 SOLID62 PLANE78 SOLID122 CONT A174PIPE18 PLANE35 SHELL63 PLANE82 SOLID123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。
Ansys单元生死功能
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。
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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。
(3)定义后续荷载步。
在后续荷载步中,用户可以杀死或激活单元。
杀此单元:
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
DDELE, !删除重新激活的结点自由度上的约束
SAVE
SOLVE
注意:单元包含生死行为时,求解多个荷栽步不能使用荷载步文件法。荷载步文件不能记录单元的生死状态。
3.查看结果
对包含单元生死的分析进行后处理时,方法基本按标准的后处理方法。需要指出的是,“死”的单元仍保持在模型中,在图形显示和列表输出时仍包括“死”的单元。在使用PLNSOL命令(GUI:Utility Menu->Plot->Results->Contour Plot->Nodal Solution)显示结点平均结果时,
单元生死技术是ansys一项比较有特色的技术,有台湾学生用单元生死模拟过封装浇注成型的问题,残余应力的计算仍有待进一步解决。
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单元的生与死是指分析过程中模型中的某些单元可以变得存在或消失。利用单元生死选项可以使单元生或死,来模拟实际工程问题,如采矿、开挖隧道、桥梁施千等,在分析过程中,单元的生死状态可以直接指定,也可以根据ANSYS的计算结果决定,如温度、应力或应变等。可以使用ETABLE和ESEL命令来定义所选单元的这些结果数据,改变单元的生死状忐。这样可以模拟实际工程中的熔化、凝固和断裂等问题。
“死”的单元将会“污染”结果。在后处理时,建议使用ESEL命令移走“死”的单元。
4.通过ANSYS计算结果控制单元生死
有些时候,无法明确指定单元“生”和”死”的时间点或空间位置。例如,热分析中要杀死已经熔化的单元,但事先并不知道单元的确切位置。单元的位置要以程序计算的温度为标准进行判断。可以使用下面的命令来判断和选择临界单元。
ANSYS中,单元的“生”并非真正添加新的单元,单兀的“死”并非移走“死”的单元。对于死的单元,程序通过—个很小的因子乘以他们的刚度,在荷载矢量中,和这些“死”单兀相联系的单元荷载也被设置为0。对于“死”单兀,质量、阻尼、比热和其他的类似影响也被设置为0,单元的应变也被设置为0。当单元“生”时,只是重新激活。所以,在处理前必须定义所有的单元,包括在以后分析中才会“生”的单元。在求解期间,不能建立任何新的单元,为了添加新单元,首先必须让它们“死”,然后在合适的荷载步中重新激活它们。单元被澈活时,它的刚度、质量和单元荷载等返回到原始值,但是没有应变记录。以实常数形式定义的初始应变,则不受单元生死选项的影响。不使用大变形效应时,单元将在原始位置被激活,打开大变形效应时,为了和当前的结点位置相匹配,单元的形状被改变。
后续荷载步的命令流示例:
TIME,...
ESEL,... !选择要杀死的单元
EKILL,... !杀死所选择的单元
ESEL,... !选择要徼活的单元
EALIVE,... !激活所选择的单元
FDELE,... !删除死结点自由度荷载
D,... !约束死的结点自由度
F,... !在生的结点施加合适的结点自由度荷载
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->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
激活单元:
● 命令:EALIVE,ELEM
● GUI: Main Menu->Preprocessor->Loads->Other->Activate Elem
Main Menu->Solution->Other Activate Elem
0,ALL,ALL,0 !约束所有死的结点(可选)
NSELALL !选择所有结点
ESEL,ALL !选择所打单元
D,... !施加合适的约束
F,... !在“生”的结点上施加合适的自由度荷载
SF,... !施加合适的单元分布苘载
BF,... !施加合适的体荷载
SAVE !保存数怀库
SOLVE !求解
!选择所有总的等效应变大于0.2的单元
ESEL,S,ETAB,STRAIN,O,20
FINISH
!
/SOLU !垂新进入求解器
ANTYPE,REST !定义进行重启动分析
EKILL,ALL !杀死析选定的单元
ESEL,All !重新选择所有单元
... !继续完成下面的求解分析
将单元讣算结果存储到单元表:
命令: ETABlE,Lab,Item,Comp
● GUI: Main Menu->General Postproc->Element Table->Define Table
使用选择命令选择临界单元:
● 命令: ESEl,Type,item,ComP,VMIN,VMAX,VINC,KABS
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:
TIME,... !定义荷载步时间
NLGEOM,ON !打开大变形效应
NROPT,FULL !设定牛顿-拉普森选项
ESTIF,... !设定刚度端蔽因子(可选)
ESEL,... !选择在本荷效步要杀死的单元
EKILL,... !杀死选择的单元
ESEL,S,LIVE !选择所有活的单元
NSLE,S !选择所有活的结点
NSEI,INVE !选择所有死的结点(不与任何活动单元相连的结点)
● GUI: Utility Menu->Select->Entities
通过训算结果控制单元生死命令流:
/SOLU !进入求解器
... !设置求解选项
SOLVE !开始求解
FINISH
!
/POST1 !进入后处理器POST1
SET,... !存储总的等效匝变到单元表
ETABLE,STRAIN,EPTO,EQV
(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