ANSYS第4章 加载求解及后处理技术文档格式.docx

ANSYS第4章 加载求解及后处理技术文档格式.docx

《ANSYS第4章 加载求解及后处理技术文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS第4章 加载求解及后处理技术文档格式.docx（50页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

命令：

D,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6

NODE-拟施加约束的节点号，其值可取ALL、组件名。

Lab-自由度标识符，如UX、ROTZ等。

如为ALL，则为所有适宜的自由度。

VALUE-自由度约束位移值或表式边界条件的表格名称。

VALUE2-约束位移值的第二个数，如为复数输入时，VALUE为实部，而VALUE2为虚部。

NEND,NINC-节点编号范围和编号增量，缺省时NEND=NODE，NINC=1。

Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6-其它自由度标识符，VALUE对这些自由度也有效。

各自由度的方向用节点坐标系确定，转角约束用弧度输入

例如：

D,ALL,ALL 

!

对所选节点的全部自由度施加约束

D,18,UX,,,,,UY,UZ 

对节点18的3个平动自由度全部施加约束

D,20,UX,1.0e-4 

!

对节点20的UX施加约束，且约束位移值为1.0e-4

D,22,UX,0.1,,25,,UY,ROTY!

对节点22～25的UX,UY,ROTY施加约束，且位移值均为0.1

（2） 

在节点上施加对称和反对称约束

DSYM,Lab,Normal,KCN

Lab-对称标识，如为SYMM则生成对称约束，如为ASYM则生成反对称约束。

Normal-约束的表面方向标识，一般垂直于参数KCN坐标系中的坐标方向。

其值有：

=X（缺省）：

表面垂直于X方向，非直角坐标系为R方向；

=Y：

表面垂直于Y方向，非直角坐标系为θ方向；

=Z：

表面垂直于Z方向，球和环坐标系为Φ方向；

KCN-用于定义表面方向的整体或局部坐标系的参考号。

注解：

如果自己施加对称或反对称约束，可以参照如下规则：

对称约束：

约束对称面的法向平移和绕对称面两个切线的转角；

反对称约束：

约束绕对称面法线的转角和沿对称面两个切线的平移。

2. 

关键点自由度约束及相关命令

DK,KPOI,Lab,VALUE,VALUE2,KEXPND,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6

KPOI-关键点编号，也可取ALL或组件名。

KEXPND-扩展控制参数。

如为0则仅施加约束到关键点上的节点；

如为1则扩展到关键点之间（两关键点所连线）的所有节点上，且包括关键点上的节点，当然约束位移值相同。

其余参数同D命令中的参数。

列表和删除关键点自由度约束的命令分别为：

列表：

DKLIST,KPOI-列出关键点KPOI（可以是all或组件名）上的约束条件。

删除：

DKDELE,KPOI,Lab-删除关键点KPOI 

（可以是all或组件名） 

上的约束条件lab 

（可以是all） 

。

例如：

DK,ALL,ALL 

约束所选择全部关键点的全部自由度

DK,1,UY 

对关键点1施加UY自由度约束，位移值为零

DK,2,UX,0.01,,,UY,ROTZ 

对关键点2的UX,UY,ROTZ施加约束，且位移值均为0.01

3. 

对线施加自由度约束

DL,LINE,AREA,Lab,Value1,Value2

LINE-线编号，也可为ALL（缺省）或组件名。

AREA-包含该线的面编号，并假定对称与反对称面垂直于该面，且线位于对称或反对称面内，缺省为当前选择面中包含该线的最小编号。

如不是对称或反对称约束，则此面号无意义。

Lab-自由度标识符，其值可取：

=SYMM：

对称约束，按DSYM命令的方式生成；

=ASYM：

反对称约束，按DSYM命令的方式生成；

=UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,WRAP：

各自由度约束；

=ALL：

所有适宜的自由度约束（与单元相关）。

Value1-自由度约束位移值或表格边界条件的表格名称。

表格边界条件仅对UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ有效，且Value1=%tabname%，tbname-表格数组名。

Value2-仅对FLOTRAN分析时有用，对结构分析无意义。

该命令对线上的所有节点施加自由度约束。

而列表和删除线上自由度约束的命令分别为：

DLLIST,LINE-列出线LINE（可以是all或组件名）上的约束条件。

DLDELE,LINE,Lab-删除线LINE 

示例：

EX4.2 

对线施加约束并转换

finish 

$/clear 

$/prep7

et,1,95 

$blc4,,,10,10,10 

定义单元类型、创建长方体

dl,7,,ux,0.1 

线7施加UX自由度约束，位移值为0.1

dl,5,,all 

线5施加全部自由度约束

dl,11,6,symm 

线11施加对称约束，面号为6

dl,10,6,asym 

线10施加反对称约束，面号为6

dl,6,,symm 

线6施加对称约束，面号缺省

DLLIST 

列表显式线约束信息

esize,2 

$vmesh,all 

划分单元

dtran 

$DLIST 

转换约束到有限元模型，并列表显示

4. 

对面施加自由度约束

DA,AREA,Lab,Value1,Value2

其中AREA为拟施加约束的面号，也可为ALL或组件名，其余同DL命令中的参数。

该命令对面上的所有节点施加自由度约束。

列表和删除面上自由度约束的命令分别为：

列表：

DALIST,AREA-列出面 

AREA（可以是all或组件名）上的约束条件。

删除：

DADELE,AREA,Lab-删除线 

AREA 

5. 

约束转换命令

仅转换约束自由度命令：

DTRAN

边界条件和荷载转换命令：

SBCTRAN

这两命令将施加在几何模型上的约束和荷载转换到有限元模型上。

也可不执行这两个命令而在求解时由系统自动转换。

6.自由度约束的冲突

使用DK、DL和DA命令施加的自由度约束参数可能会发生冲突，例如：

DL指定会与相邻线（有公共关键点）上的DL指定冲突；

DL指定会与任一关键点上的DK指定冲突；

DA指定会与相邻面（有公共关键点和公共线）上的DA指定冲突；

DA指定会与任一线上的DL指定冲突；

DA指定会与任一关键点上的DK指定冲突。

按下列顺序将施加到几何模型上的自由度约束转换到有限元模型上：

①按面号增加的顺序，将DA的自由度约束转换到面上的所有节点；

②按面号增加的顺序，将DA约束的SYMM和ASYM转换到面上的所有节点；

③按线号增加的顺序，将DL自由度约束转换到线上的所有节点；

④按线号增加的顺序，将DL的SYMM和ASYM约束转换到线上的所有节点；

⑤将DK自由度约束转换到关键点上的所有节点。

所以，对冲突的约束，DK命令改写DL命令，DL命令改写DA命令，施加在较大编号图素上的约束改写较低编号上的约束。

这种冲突的处理与命令执行的前后顺序没有关系，但当发生冲突时，系统会发出警告信息。

二、施加集中荷载

结构分析中的集中荷载及其标识符为力FX,FY,FZ及力矩MX,MY,MZ。

见下表。

施加节点集中荷载

F,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC

NODE-节点编号，也可为ALL或组件名。

Lab-集中荷载标识符，如FX,FY,FZ,MX,MY,MZ其中任一。

VALUE-集中荷载值或表式边界条件的表格名称。

VALUE2-集中荷载值的第二个数，如为复数输入时，VALUE为实部，而VALUE2为虚部。

NEND,NINC-节点编号范围和编号增量。

节点集中荷载列表：

FLIST

删除节点集中荷载：

FDELE

施加关键点集中荷载

FK,KPOI,Lab,VALUE,VALUE2

其中KPOI为关键点号，也可取ALL或组件名。

其余参数同F命令。

FKLIST命令和FKDELE命令分别列表或删除关键点集中载荷。

转换命令FTRAN仅将集中荷载转换到有限元模型的节点上。

不管在何种模型上施加集中荷载，都与节点坐标系相关。

如果尚没有生成有限元模型，因无节点存在，对节点坐标系操作无效，所施加的荷载仅与总体坐标系相关。

如果几何模型和有限元模型同时存在，则节点坐标系的设置就有效。

不管是在何时何模型上施加的荷载，如果节点坐标系重新设置了，则荷载也跟着一并改变。

所以在改变节点坐标系时应慎重，以避免出现错误。

et,1,beam4 

定义单元类型

k,1 

$k,2,5 

$k,3,10 

创建3个关键点

l,1,2 

$l,2,3 

创建2条线

local,12,0,,,,90!

设置12号局部坐标系，其X12轴与总体直角坐标系的Y轴相同，而其Y12轴与总体坐标系的X轴平行，但方向相反。

nrotat,all 

此时对节点坐标系的操作无效

dk,1,all 

约束关键点1全部自由度

fk,2,fy,-1000 

在当前节点坐标系（与总体坐标系相同）中，对关键点2施加FY=-1000,其力的作用方向与总体直角坐标系的Y轴平行。

esize,1 

$lmesh,all 

划分网格，生成有限元模型

设置所有节点的节点坐标系与当前激活坐标系相同（12号坐标系）

LPLOT 

关键点2上的FY=-1000方向与Y12轴平行，而与总体坐标系的X轴平行了（节点坐标系改变了，荷载跟着改变）

fk,3,fy,1000 

在关键点3施加FY=1000，方向与Y12轴平行

f,6,fx,-1000 

在节点6施加FX=-1000，其方向与X12轴平行

sbctran 

转换所有边界条件到有限元模型

EPLOT 

显示单元与边界条件

三、 

施加面荷载

结构分析中的面荷载为压力，其标识符为PRES。

虽然线分布荷载和面分布荷载都称为压力，但对不同的单元类型，其荷载单位不尽相同。

对于2D面单元，无论面荷载施加在单元边或边界线（LINE），其荷载单位都是“力/面积”。

对于SHELL单元，施加中面法向的面荷载单位为“力/面积”，而单元边或单元边界线上的面荷载单位为“力/长度”。

对于梁单元，其分布荷载单位为“力/长度”，单元端部荷载单位为“力”。

对于3D实体单元，其面荷载的单位为“力/面积”。

有关命令见下表：

施加节点面荷载

⑴ 

对节点群施加面荷载

SF,Nlist,Lab,VALUE,VALUE2

Nlist-节点群，可取ALL或组件名。

Lab-面荷载标识符，结构分析为PRES。

VALUE-面荷载值或表格型面荷载的表格名称。

VALUE2-复数输入时面荷载值的第二个值。

★ 

对于单个节点不能使用该命令。

对于3D体单元面，由Nlist节点群能够确定多少个单元面就施加多少单元面（与几何面无关），与单元是否被单独选择无关。

利用该命令可以解决大面上局部加载的问题。

对于2D面单元，当在单元外部边界（不是单元边）上加载时，可仅选择外部边界上的节点群即可加载；

当节点群不在单元外部边界时，尚须单独选择包含这些节点的单元，否则不予施加。

面荷载的方向与单元面平行，且指向单元面边界。

该特点对于单元周边施加相同面荷载时比较简单，当然也可施加单元任一边的面荷载，但稍稍麻烦些。

EX4.4A3D单元SF加载示例

$blc4,,,10,10,20 

定义单元类型，创建长方体

esize,,4 

定义单元网格数目，划分单元网格

asel,s,loc,y,10 

选择Y=10的几何面

nsla,s 

选择与面相关的节点，但不包含面边界节点

sf,all,pres,1000 

施加节点群压力荷载（力/面积），仅4个单元面

asel,s,loc,z,20 

选择Z=20的面

nsla,s,1 

选择与面相关的所有节点

施加节点群压力荷载（力/面积），所有单元面

示例2：

EX4.4B2D单元SF加载示例

FINISH 

$/CLEAR 

$/PREP7

①定义单元，创建带孔面

ET,1,82 

$BLC4,,,100,200

blc4,30,60,40,80 

$asba,1,2

wprota,,-90 

$wpoff,,,60 

$asbw,all

②切分面，以便划分网格

wpoff,,,80 

$asbw,all 

$wprota,,,90

wpoff,,,30 

$wpoff,,,40

asbw,all

wpcsys,-1 

$ESIZE,5 

$AMESH,ALL

/psf,PRES,NORM,2

SF,ALL,PRES,100 

对所有单元施加面荷载，即外部边界加载

sfdele,all,pres 

删除上述面荷载

nsel,s,loc,0 

选择X=0的节点群

sf,all,pres,1 

对上述节点群施加面荷载

nsel,s,loc,x,150 

选择X=15~20的节点

esln,s,1 

选择上述节点能够确定的全部单元

nsel,r,loc,x,15 

从中选择X=15的节点群

sf,all,pres,110 

对上述节点群施加面荷载（内部单元的一边上）

nsel,s,loc,x,40,60 

选择X=40~60的节点

nsel,r,loc,y,10,30 

从中选择Y=10~30的节点

sf,all,pres,100 

对上述节点群施加面荷载（内部单元的周边上）

lsel,s,loc,x,100 

选择X=100的线

nsll,s,1$esln,s 

选择与线相关的全部节点，再选择与节点相关的全部单元

nsel,s,loc,x,95 

重新选择节点群（在上述单元范围内）

sf,all,pres,-100 

allsel 

$eplot

⑵ 

定义节点号与面荷载的函数关系

SFFUN,Lab,Par,Par2

Par-储存面荷载值的参数名（数组参数）。

Par2-用于复数输入时的第二个值。

该命令定义节点号与面荷载的函数关系，数组中值的位置（数组下标）表示节点号，数组值表示面荷载的大小。

该命令对于施加由其它软件计算出的节点面荷载时比较有用，但对于ANSYS自动生成的有限元模型，其节点编号由系统自动确定，显然要直接应用这种函数关系并不容易。

该命令所定义的函数关系，可用于SF和SFE命令。

EX4.5 

节点号及其荷载函数

et,1,45 

esize,5 

定义单元尺寸，划分网格

*dim,mypres,,100 

定义数组mppres

*do,i,1,100 

$mypres（i）=i*10.0 

$*enddo 

为数组赋值

sffun,pres,mypres

（1） 

定义节点号与面荷载函数关系

nsel,s,loc,y,10 

$sf,all,pres,10 

选择节点群，施加面荷载

SFLIST 

该面荷载的节点上的值为10+i*10

*DO,I,1,100 

$MYPRES（I）=I*50.0 

$*ENDDO 

为数组重新赋值，定义另组关系

NSEL,S,LOC,z,20 

$SF,ALL,PRES,0 

选择节点群，并施加面荷载

ALLSEL 

$SFLIST 

列表显示所有面荷载的值

⑶ 

定义面荷载梯度

SFGRAD,Lab,SLKCN,Sldir,SLZER,SLOPE

SLKCN-斜率坐标系的参考号，缺省为0（总体直角坐标系）。

Sldir-在SLKCN坐标系中梯度（或斜率）的方向，其值可取：

沿X方向的斜率，对非直角坐标系为R方向；

沿Y方向的斜率，对非直角坐标系为θ方向；

沿Z方向的斜率，对球或环坐标系为φ方向；

SLZER-斜率基值为0的坐标位置。

如为角度则单位为度，如果奇点在180°

，则SLZER在±

180°

之间，如果奇点在0°

，则S