ANSYS命令：解题与后处理+

第7章

ANSYS命令：解题与后处理

Solution and Postprocessing

本章介绍solution模块（/SOLU）及两个postprocessing模块（/POST1及/POST26）中所使用到的命令。在solution模块中，我们把命令分成三类（Figure 5-2）：指定loads、指定solution options，及执行solve的命令。本章第1节介绍前一类，后两类则在第2节介绍。第3节介绍general postprocessing（/POST1）的命令。第4节则介绍time-history postprocessing（/POST26）的命令。最后，第5节以一个综合性的练习题作为本章的结束。

第7.1节负载

Loads

前面提过[Sec. 5.1.2] loads可以指定在analysis model（即nodes、elements）上，或指定loads在solid model（即keypoints、lines、areas、volumes）上。除此之外，针对动态的问题，必须指定initial conditions，亦即初始时间的边界条件。这一节分别介绍loads on analysis model [Sec. 7.1.1]、loads on solid model [Sec. 7.1.2]、及initial conditions [Sec. 7.1.3] 的命令。

Loads虽然可以指定在solid model上，但是「解题」的对象是analysis model，所以那些指定在solid model上的loads终究必须「移转」（transfer）到analysis model上。这种移转的工作可以让ANSYS自动去完成：ANSYS会在解题前先做负载移转的工作。或者你也可以在解题之前利用诸如SBCTRAN [Sec. 7.1.2] 的命令去移转这些负载，因为有时侯你希望在解题之前自己检视一下analysis model 上的loads是否正确。

7.1.1 Loads on Analysis Model

第7.1节指定负载167

以上这些命令是用来指定loads在nodes或elements上。第1、2、3行是指定degrees of freedom的量，譬如指定某一节点上x、y、z的displacements是多少，亦即已知解答；最常使用的是指定某些节点上的变位为0，亦即固定着这些节点。D命令（第1行）是指定某些节点（NODE）上的某些自由度（Lab）的值。Lab用来决定哪一个自由度，对结构来讲可能是变位（UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ）等；对热分析来讲则是温度（TEMP）等。自由度的值则利用第3个参数（VALUE）输入；对结构来讲常常是0，代表被固定（或被限制住）的自由度，若不是0时则表示一个已知的变位负载；对热分析来讲，则常是一个固定的温度。

DSYM命令（第2行）是在指定一个对称或反对称的条件。所谓对称（symmetric）是指结构的几何形状及负载都是对称的（因此它的反应也是对称的），而所谓反对称（antisymmetric）是指结构的几何形状是对称的而负载是反对称的（因此它的反应也是反对称的）。无论是对称或是反对称，analysis model只要描述一半就可以了，但是你必须在对称面（或反对称面）上标注对称条件（或反对称条件）。对称或反对称条件是我们必须善加应用的，因为除了可以节省modeling的人力外，输出数据也当然跟着减少，而最大的好处是解题的时间会大量减少。注意，一个结构系统有时不只一个对称面（或反对称面）。使用DSYM命令之前，你先选取对称面（或反对称面）上的nodes，然后再使用DSYM命令。DSYM命令中的Lab可以选择SYMM（对称）或是ASYM（反对称）；Normal是垂直于这个对称面（或反对称面）的方向（X、Y、或Z），坐标系统则是由KCN 决定的。譬如KCN输入1时（圆柱坐标），对称方向是Y时，表示是沿着 方向对称的。有关对称与反对称的更进一步的说明，请参阅Ref. 5, DSYM。DCUM命令（第3行）的意义与FCUM命令（第5行）是平行的，我们留待后面一起解说。

168 第7章ANSYS命令：解题与后处理

第4、5行是关于作用一个集中载重在一个node上。F命令（第4行），读成force，是指定一个集中载重，作用在某些节点上（NODE）的某些方向（Lab可以选择FX、FY、FZ、MX、MY、MZ等），力的大小是VALUE（SI 单位是N或N-m）。对热分析的问题而言，所谓「集中载重」是指通过一节点的heat flow，单位是每单位时间所流过的能量（SI单位是W或J/s）。FCUM命令（第5行），读成force cumulation，是指输入的force是否与现有的值相加或取而代之。譬如使用F命令作用了100 N后，当再使用一次F命令作用200 N时，后者是累加上去的（共是300 N）或是取代前者（变成200 N）。前面所提到的DCUM命令（第3行）也是相似的用途。

第6、7、8、9行是有关分布载重有关的命令。SF命令（第6行）读成surface force，对结构分析而言它是一个均布的压力（SI单位是Pa或N/m2）。你先选取受压表面上的nodes后，再使用SF命令；参数Nlist唯一的选择是ALL （表示所有nodes所构成的surface）；对结构问题而言，参数Lab唯一的选择是PRES；VALUE则输入均布压力的数值。对热分析而言，surface force是指通过surface的convection、radiation、或heat flux（SI单位是W/m2）。SFE命令（第7行），读成surface force on elements，是指定surface force在elements的表面上，至于是哪一个表面（一个element有好几个表面）则是由LKEY来决定。譬如SFE命令使用在beam（譬如BEAM3）或shell（譬如SHELL63）时，你必须指定压力是作用在上表面（力量向下）还是下表面（力量向上）。对热分析而言，有些「surface force」必须输入两个值，譬如convection条件需要film coefficient （又称为coefficient of heat transfer或convection coefficient）及远方的温度（bulk temperature），在SFE命令中你只能输入一个值，二者择一，KVAL就是在决定要输入哪一个，所以你需要使用两次的SFE命令；如果使用SF命令时，可以利用VALUE后面的参数VALUE2输入远方的温度。SFBEAM命令（第8行），读成surface force on beam，是专为beam元素（譬如BEAM3）量身定做的命令，类似于SFE命令，但是参数VALI、VALJ是指梁元素上两端的压力，容许梁上的压力成线性分布。SFCUM命令（第9行）则和FCUM（第5行）类似。