ANSYS中整体单元刚度和质量矩阵的提取Word格式.docx

1、/prep7 k,1 k,2,3000 l,1,2 et,1,beam3 mp,ex,1,2e5 mp,prxy,1,0.3 r,1,5000,2e7,200 lesize,all,10 lmesh,all finish !-以上正常建立模型,不必施加约束和荷载 /solu antype,7 !substructuring分析类型 seopt,matname,1 !设置文件名称和刚度矩阵类型（刚度,质量,阻尼等） nsel,all !选择所有节点 m,all,all !定义所有节点自由度为主自由度 solve !求解 selist,matname,3 !列出整体刚度矩阵 1.3、HBMAT命令

2、法提取整体矩阵 13.1、命令说明 命令:HBMAT,fname,ext,-,form,matrx,rhs 其中:Fname-输出矩阵的路径和文件名,缺省为当前工作路径和当前工作文件名。ext-输出矩阵文件的扩展名,缺省为.matrix。form-定义输出矩阵文件的格式,其值可取:=ASCII:ASCII码格式;=BIN:二进制格式。matrix-定义输出矩阵的类型,其值可取:=STIFF:输出刚度矩阵。可用于写入了.FULL文件的任何类型的分析。=MASS:输出质量矩阵。可用于特征值屈曲、子结构分析、模态分析。=DAMP:输出阻尼矩阵。仅用于有阻尼的模态分析。rhs-右边项输出控制（右边项指

3、用矩阵所表示方程的等号右端矢量,这里可为节点荷载向量）,如rhs=YES则输出,如rhs=NO则不输出。模态分析时,因仅LANB和QR法可生成完整的质量矩阵,因此也仅采用这两种方法时才可使用HBMAT命令得到质量矩阵文件。1.3.1、Harwell-Boeing文件格式 用HBMAT命令可输出结构刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵,其文件记录格式为大型稀疏矩阵的标准交换格式,采用索引存储方法仅记录矩阵的非零元素。文件基本格式是前面有4或5行描述数据,其后为单列矩阵元素值,说明如下:第1行:格式（A72）,为文件头的字符型解释,如刚度矩阵或质量矩阵等标题。第2行:格式（5I14）,分别表示该文件的总行

4、数（不包括文件头）、矩阵列指针的总行数、矩阵行索引的总行数、矩阵元素数值的总行数、右边项总行数。第3行:格式（A3,11X,4I14）,分别为矩阵类型、矩阵行数、矩阵列数、矩阵行索引数（对组装后的矩阵,该值等于矩阵行索引数）、单元元素数（对组装后的矩阵此值为0）。第4行:格式（2A16,2A20）,分别表示列指针格式、行索引格式、系数矩阵数值格式、右边项数值格式。第5行:格式（A3,11X,2I14）,A3各列分别表示右边项格式、应用高斯起始矢量、应用eXact求解矢量;两个整数分别表示右边项列数、行索引数。三个字符中的第1个字符可取:F-全部存贮（如节点荷载向量的全部元素）、M-与系数矩阵相

5、同方法。第6行后:矩阵元素值（单列）。矩阵类型用3个字符表示,第1个字符可取:R-实数矩阵、C-复数矩阵、P-仅矩阵结构（无元素数值）;第2个字符可取:S-对称矩阵、U-不对称矩阵、H-Hermitian矩阵、Z-病态对称矩阵;R-带状矩阵;第3个字符可取:A-组装的矩阵、E-单元矩阵（未组装）。对称矩阵只存储下三角元素,如结构刚度矩阵为对称矩阵, Harwell-Boeing格式则仅记录下三角元素。根据Harwell-Boeing文件格式,可读取矩阵的任意行列元素的数值,也可编程还原为满矩阵存储,以便它用,很显然这种提取方式比较方便。如当生成.FULL文件后,可采用命令/AUX2$FILE,

6、mywork,full$HBMAT,mystiff,txt,ASCII,STIFF,YES$FINISH将二进制mywork.full文件输出为ASCII码文件mystiff.txt,并输出右边项。1.4、/aux2 1.4.1、说明 方便与其他程序进行接口编程 Which matrix you would like? element stiffness matrix or full stiffness matrix? element stiffness is within file.emat. full stiffness matrix is within file.full A simpl

7、e way to dump the matrix is as follow:- /aux2 fileaux2,file,emat form,long dump,all 1.4.2、实例 file,hbfile,full hbmat,hbfile,txt,ascii,stiff,yes 从hbfile.txt读入数据,并还原为满矩阵存储 *dim,contline,5 *vread,contline（1）,hbfile,txt,5,1 （5f14.0） totcrd=contline（1） ptrcrd=contline（2） indcrd=contline（3） valcrd=contline

8、（4） rhscrd=contline（5） *vread,contline（1）,hbfile,txt,4,2 （a3,11x,4f14.0） nrow=contline（2） ncol=contline（3） strline= contline= *if,rhscrd,eq,0,then ls0=4 *else ls0=5 *endif *dim,pointr,ptrcrd *dim,rowind,indcrd *dim,values,valcrd *dim,rhsval,rhscrd *vread,pointr（1）,hbfile,txt,ptrcrd,ls0 （f14.0） *vrea

9、d,rowind（1）,hbfile,txt,indcrd,ls0+ptrcrd *vread,values（1）,hbfile,txt,valcrd,ls0+ptrcrd+indcrd （d25.15） *vread,rhsval（1）,hbfile,txt,rhscrd,ls0+ptrcrd+indcrd+valcrd *dim,smatr,nrow,ncol *do,icol,1,ncol stacol=pointr（icol） endcol=pointr（icol+1） *do,irow,stacol,endcol-1 truerow=rowind（irow） smatr（truero

10、w,icol）=values（irow） *enddo *enddo *do,irow,1,nrow smatr（irow,icol）=smatr（icol,irow） *enddo pointr= rowind= values= rhsval= icol= irow= ls0= stacol= endcol= truerow= totcrd= ptrcrd= indcrd= valcrd= rhscrd= 2、单元刚度和质量矩阵的提取。2.1、/debug简介 Ansys提取单元刚度矩阵,载荷向量,整体刚度矩阵1单元刚度矩阵,单元的载荷向量 /OUTPUT,cp,out, ! 将输出信息送到

11、cp.out文件 /debug,-1,1 ! 指定输出单元矩阵 /SOLU SOLVE THE BELOW ELEMENT MATRICES AND LOAD VECTORS ARE IN THE NODAL COORDINATE SYSTEMS. GRAVITY AND TRANSIENT EFFECTS ARE INCLUDED.在节点坐标系（已经通过坐标转换矩阵,转换到整体坐标系）下的单元刚度矩阵和载荷向量。DEBUG命令是ANSYS的非公开命令,所以在HELP中不会出现。如果要看详情,请去ANSYS的非官方网站ANSYS.NET上去查询。2.2、实例 /DEBUG命令。详细说明可由以下

12、转载文章 /clear PI=3.1415926 w1=3 w2=10 w3=6 w4=1.2 r=.8 t=0.08 /PREP7 * ET,1,SHELL63 R,1,t ET,2,MASS21 R,2,500,500,500,2000,2000,2000, !UIMP,1,EX,2e11 UIMP,1,NUXY,0.3, UIMP,1,DAMP,0.2, UIMP,1,DENS,7800, BLC4,0,0,w2,w1 ESIZE,1.5,0, AMESH,all NSEL,S,LOC,X,0.0 D,all,ALL, allsel,all SFA,all,1,PRES,12 FINISH /OUTPUT,cp,out,!将输出信息送到cp.out文件 /debug,-1,1!指定输出单元矩阵 /OUTPUT,TERM!将输出信息送到outputwindows中 这时用编辑器打开cp.out文件,可以看到按单元写出的质量、刚度等矩阵