ANSYS高級后處理之路徑映射詳解

ANSYS高級后處理之路徑映射詳解


  本人前面文章中曾經(jīng)介紹了ANSYS中如何提取實體單元截面內(nèi)力,其實該操作是ANSYS后處理中比較高端的一個后處理—面操作。其實除了這個之外,ANSYS后處理還有一種高端的后處理技巧—路徑映射,今日水哥就給大家系統(tǒng)性的介紹ANSYS的路徑操作。


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何為路徑映射

我們知道,有限元法最后求得的結(jié)果是節(jié)點解,例如節(jié)點上的位移、內(nèi)力、應(yīng)力等內(nèi)容,而單元內(nèi)部某點的結(jié)果則是通過假定的形函數(shù)插值獲得。然而,我們在有限元建模的時候,最讓我們關(guān)心的是結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點以及邊界條件,屬于前處理模塊,往往不會顧及結(jié)構(gòu)的提取。由此帶來的問題便是,如果我們需要提取模型中某些點、線或者面上的結(jié)果,但這些點、線和面不在節(jié)點位置,也與單元的形心、積分點不重合,這該怎么辦呢?


這時候,便要用到我們的路徑映射技術(shù)了。


所謂路徑映射,其實是基于插值運算的一種后處理技術(shù),它能夠虛擬映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任何路徑上。在使用時,我們可以設(shè)定路徑,將關(guān)心的結(jié)果映射到該路徑上,然后對該路徑進行一些數(shù)學(xué)運算,從而得到更有意義的結(jié)果。其特點如下:

1)可以同時設(shè)定多個路徑,一條路徑上的結(jié)果其實就是一列數(shù)據(jù),多個路徑形成一個矩陣,可進行多個矩陣運算。

2)結(jié)果映射之后,還能以圖形、列表、文件等方式觀察或者保存結(jié)果。


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路徑操作步驟

1)定義路徑

定義路徑包括兩個方面,一個是定義結(jié)果坐標系(具體概念可以參考我的初級教程ANSYS坐標講解那一章節(jié)),另外一個便是定義具體路徑。主要命令流如下:

CSYS,KCN

PATH,Name,nPts,nSets,nDiv

PPATH,POINT,NODE,X,Y,X,CS

/PBC,PATH,1

2) 映射路徑結(jié)果

ANSYS能夠虛擬映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任何路徑之上,例如原始數(shù)據(jù)(DOF節(jié)點解)、派生數(shù)據(jù)(應(yīng)力、通量、梯度等)、單元數(shù)據(jù)表等等。映射過程為:指定某個路徑為當前路徑、指定本次映射的結(jié)果坐標系、映射結(jié)果。

常用命令流如下:

PATH,name

RSYS,KCN

PDEF,Lab,Item,Comp,Avglab

3)觀察路徑

當我們映射結(jié)果后,我們可以直接觀察結(jié)果沿路徑的分布情況。我們可以指定路徑點的某一坐標分量為X軸,當路徑為一條空間曲線時,顯示的則是伸展開后的結(jié)果。PLPATH、PRPATH 可采用追加方式,在一個圖形中顯示多個變量曲線。常用命令流如下:

Prange,1,,,XG  !選取路徑點的X坐標為X軸

PLPATH,uz  !顯示UZ-X曲線

PLPATH,SZ,SX  !顯示SZ-X和SX-X曲線

4)對路徑執(zhí)行數(shù)學(xué)運算

路徑結(jié)果可以看為一列列向量,相互之間可以進行各種數(shù)學(xué)運算,例如簡單的算術(shù)運算和求冪、微積分等高級預(yù)算。

5)將數(shù)據(jù)存入數(shù)組

如果我們想導(dǎo)出數(shù)據(jù),利用第三方軟件例如Matlab進行運算,這時候需要將路徑結(jié)果存入數(shù)組。命令流如下:

PAGET,PATHR2,Tabl


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案例演示

某鋼筋混凝土懸臂梁,截面尺寸為250X500,C30,長度2000,頂端承受2KN/m的均布荷載。采用實體單元186進行彈性分析。要求:繪制頂部和底部中線,各個主應(yīng)力隨Z方向坐標的變化關(guān)系曲線。

Finish

/clear

/prep7

Et,1,solid186

Mp,ex,1,3.0e4

Mp,dens,1,2500e-12

Mp,prxy,1,0.2

Blc4,,,250,500,2000

Asel,s,loc,y,500

Sfa,all,1,pres,2e3/250

Allsel,all

Esize,50

Vmesh,all

/solu

Asel,s,loc,z,0

Da,all,all,all

Allsel,all

Acel,,9800

Solve

!================

/post1

!路徑定義

Path,dibu,5

Ppath,1,,125,,0

Ppath,2,,125,,500

Ppath,3,,125,,1000

Ppath,4,,125,,1500

Ppath,5,,125,,2000


Path,dingbu,5

Ppath,1,,125,500,0

Ppath,2,,125, 500,500

Ppath,3,,125, 500,1000

Ppath,4,,125, 500,1500

Ppath,5,,125, 500,2000

51.jpg

!==================

Path,dibu

Pdef,yingli1,s,1

Pdef, yingli2,s,2

Pdef, yingli3,s,3

Pdef, dengxiao,s,eqv

!繪圖

Prange,1,,,ZG  !以Z坐標為X軸

Plpath,yingli1,yingli2,yingli3,dengxiao

52.png

!列表顯示

Prpath,yingli1,yingli2,yingli3,dengxiao

53.png

!==============

!頂部中線繪制

Path,dingbu

Pdef,yingli1,s,1

Pdef, yingli2,s,2

Pdef, yingli3,s,3

Pdef, dengxiao,s,eqv

!繪圖

Prange,1,,,ZG  !以Z坐標為X軸

Plpath,yingli1,yingli2,yingli3,dengxiao

54.png

!列表顯示

Prpath,yingli1,yingli2,yingli3,dengxiao

55.png

整個圖形的mises應(yīng)力云圖如下:

56.jpg






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