ansys單元solid
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys單元solid的實(shí)例教程
而20節(jié)點(diǎn)單元縮減積分后，有7個(gè)積分點(diǎn)，應(yīng)該輸出7個(gè)單元解，經(jīng)過(guò)計(jì)算如圖8所示：
圖8
圖8正好是7個(gè)輸出解。
Abaqus的計(jì)算表明單元輸出解果然是輸出單元積分點(diǎn)的值，采用完全積分和縮減積分單元輸出解不一樣，求解精度不一樣。
那么為什么ANSYS則沒(méi)有這種規(guī)律呢？
其實(shí)后臺(tái)程序計(jì)算是肯定是按照理論上走的，也就是先得到節(jié)點(diǎn)的位移，再得到單元積分點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，再外推得到各個(gè)單元節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，最后平均得到節(jié)點(diǎn)解。
ANSYS之所以顯示的單元解不是單元積分點(diǎn)的解，而是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的解，是因?yàn)?em>ANSYS已經(jīng)在得到單元積分點(diǎn)的解之后經(jīng)過(guò)外推得到了單元各個(gè)角節(jié)點(diǎn)的解，但是還沒(méi)有做平均。
也就是，ANSYS的單元解，其實(shí)不能完全看作單元解，筆者稱之為單元角節(jié)點(diǎn)解。
下載地址：solid186與solid185單元結(jié)果對(duì)比文檔下載
展開(kāi) 不同單元類型連接，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)一直是個(gè)困擾，筆者在學(xué)習(xí)ANSYS的時(shí)候，也遇到了這個(gè)問(wèn)題。今天開(kāi)始，筆者將對(duì)ANSYS不同單元類型連接開(kāi)設(shè)一個(gè)專題，仔細(xì)和大家說(shuō)說(shuō)不同單元類型，到底該怎么連。
我們知道，相同自由度的單元（如Beam-Shell）進(jìn)行連接時(shí)，可以直接使用共節(jié)點(diǎn)連接；而不同自由度的單元連接時(shí)，需要建立約束方程。
注意：單元自由度的異同有兩個(gè)含義，即單元的自由度個(gè)數(shù)和自由度的物理意義。
為了給大家進(jìn)行軟件操作演示，筆者隨便瞎編亂造了一個(gè)結(jié)構(gòu)：橫截面為10mm×10mm，長(zhǎng)度為200mm的方形梁，底端開(kāi)了一個(gè)直徑為5mm的孔，模型如下。
我們知道，細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，我們可以使用Beam單元進(jìn)行分析，可偏偏有好事者在一個(gè)完美的梁結(jié)構(gòu)上開(kāi)了個(gè)孔，這樣直接導(dǎo)致我們無(wú)法對(duì)其整體使用Beam單元了，那這樣的結(jié)構(gòu)我們?cè)撊绾翁幚砟兀刻峁┮韵聝煞N方法：
方法一：對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)使用Solid單元進(jìn)行分析；
方法二：孔附近使用Solid單元，其余位置使用Beam單元。這樣就引入了不同單元類型連接的問(wèn)題。
為了比較不同單元類型連接后的精度，筆者建立了兩個(gè)靜力學(xué)項(xiàng)目：一個(gè)是全部使用Solid單元進(jìn)行分析的模型
solid；另一個(gè)是使用Solid單元和Beam單元連接起來(lái)分析的
solid_beam。
打開(kāi)workbench，建立兩個(gè)靜力學(xué)項(xiàng)目，分別命名為“solid”和“solid-shell”，并導(dǎo)入建立的幾何模型。
一、solid-beam計(jì)算。
展開(kāi) 通過(guò)對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
1）全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來(lái)進(jìn)行分析，
計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致；（整體應(yīng)力最大數(shù)值的大小和位置，使用solid單元計(jì)算存在應(yīng)力奇異，不進(jìn)行比較）。
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進(jìn)行建模相比，節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少，
顯著
降低了計(jì)算量。
三、連接原理。
詳見(jiàn)上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結(jié)。
歡迎大家點(diǎn)擊在看和轉(zhuǎn)發(fā)支持！掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào)，一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
展開(kāi) 我們之前討論了ANSYS不同單元類型連接中的Solid-Beam單元的連接，通過(guò)研究Solid-Beam單元連接的兩種方式，梳理了一下不同單元類型連接時(shí)需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。今天我們開(kāi)始討論Solid-Shell單元的連接。
我們知道，Shell單元有6個(gè)自由度，而Solid單元只有3個(gè)自由度，因此不能通過(guò)簡(jiǎn)單的共節(jié)點(diǎn)方法實(shí)現(xiàn)Solid-Shell單元的連接。下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例，研究下在ANSYS中是怎么實(shí)現(xiàn)Solid-Shell單元連接的。
對(duì)簡(jiǎn)單的薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，我們通常將其簡(jiǎn)化成殼模型，可極大降低計(jì)算量，但在板上開(kāi)一個(gè)階梯孔（如下圖），就沒(méi)法將其簡(jiǎn)化成殼模型了，但如果主要研究階梯孔附近的應(yīng)力情況，且不能有太大的計(jì)算量，此時(shí)我們可以采用Solid-Shell模型實(shí)現(xiàn)。
為了對(duì)比計(jì)算結(jié)果，筆者采用兩種方法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析：
方法一：對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)使用
Solid單元進(jìn)行分析；
方法二：
階梯孔附近使用Solid單元，其余位置使用Shell單元。這樣就引入了不同單元類型連接的問(wèn)題。
仿真過(guò)程
Step1
建立分析模型
在SCDM中建立如下圖所示的分析模型，其中薄板尺寸為200mm*100mm，厚度為10mm；階梯孔大孔直徑為30mm，深5mm；
階梯孔
小孔直徑為
20mm
，
深5mm。
將模型切分為兩部分，切分位置如下圖所示。切分完成后將沒(méi)帶階梯孔的部分進(jìn)行抽中面處理。
展開(kāi) ANSYS有限元分析實(shí)例及相關(guān)論文
Ansys在樁土共同作用分析中的應(yīng)用_孫毅.pdf
基于ADAMS與Ansys的振動(dòng)壓路機(jī)虛擬樣機(jī)模型_侯勁汝.pdf
基于Ansys的立柱有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)_張向宇.pdf
基于Benjamin結(jié)構(gòu)的球形組_省略_數(shù)器氣體放大倍數(shù)的模擬與實(shí)驗(yàn)研究_姜志剛.pdf
用ANSYSSolid65單元分析混凝土組合構(gòu)件復(fù)雜應(yīng)力_陸新征.pdf
ansys單元solid的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys單元solid的最新內(nèi)容
使用單元類型為Solid186，OptiStruct使用單元類型為Tetra10，Simulation使用單元類型為Tetra10
對(duì)比內(nèi)容
參考結(jié)果示意
與前文相同，為了排除固定約束所帶來(lái)的應(yīng)力奇異問(wèn)題，本文同樣選取板中變形及米塞斯應(yīng)力作為參考結(jié)果
03
剛度
有限元在求解結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，最先得到的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移，再通過(guò)彈性力學(xué)方程得到單元的應(yīng)力和應(yīng)變，得到的單元應(yīng)力應(yīng)變實(shí)際上是一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)能夠描述單元內(nèi)所有位置處的應(yīng)力場(chǎng)。無(wú)疑，這樣沒(méi)法在軟件中顯示結(jié)果，因此單元解需要確定一些積分點(diǎn)（高斯點(diǎn)），通過(guò)積分得到這些積分點(diǎn)的解，這些積分點(diǎn)的解代表單元解。
積分點(diǎn)通常和單元的節(jié)點(diǎn)位置不重合，因此想要得到單元節(jié)點(diǎn)的解，需要將積分點(diǎn)的解根據(jù)某種規(guī)則外推，以一種近似的方法得到單元節(jié)點(diǎn)的解
我們之前討論了ANSYS不同單元類型連接中的Solid-Beam單元的連接，通過(guò)研究Solid-Beam單元連接的兩種方式，梳理了一下不同單元類型連接時(shí)需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。今天我們開(kāi)始討論Solid-Shell單元的連接。
我們知道，Shell單元有6個(gè)自由度，而Solid單元只有3個(gè)自由度，因此不能通過(guò)簡(jiǎn)單的共節(jié)點(diǎn)方法實(shí)現(xiàn)Solid-Shell單元的連接。下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例，研究下在
關(guān)注公眾號(hào)：“CAE之道”，享受專屬答疑服務(wù)，精彩文章不錯(cuò)過(guò)。
上一篇文章講了Solid-Beam單元的連接的一種形式 —
等截面模型的連接。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們還可能會(huì)遇到類似于下圖的這種結(jié)構(gòu)：
同樣，如果沒(méi)有那個(gè)孔，我們可以使用兩段不用截面的beam模型進(jìn)行計(jì)算，但是開(kāi)了孔，我們?cè)撛趺刺幚砟兀客瑯樱覀冞€是使用上一篇文章介紹過(guò)的兩種方法
關(guān)注公眾號(hào)：“CAE之道”，享受專屬答疑服務(wù)，精彩文章不錯(cuò)過(guò)。
不同單元類型連接，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)一直是個(gè)困擾，筆者在學(xué)習(xí)ANSYS的時(shí)候，也遇到了這個(gè)問(wèn)題。今天開(kāi)始，筆者將對(duì)ANSYS不同單元類型連接開(kāi)設(shè)一個(gè)專題，仔細(xì)和大家說(shuō)說(shuō)不同單元類型，到底該怎么連。
我們知道，相同自由度的單元（如Beam-Shell）進(jìn)行連接時(shí)，可以直接使用共節(jié)點(diǎn)連接；而不同自由度的單元連接時(shí)
一、整體式建模
ANSYS采用Solid65單元來(lái)模擬混凝土,所謂整體式建模也即是在建模過(guò)程中，通過(guò)對(duì)65單元進(jìn)行實(shí)常數(shù)的設(shè)置來(lái)考慮鋼筋對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的作用。這種方法將鋼筋彌散于整個(gè)單元中，并視單元為連續(xù)均勻材料。與其他方法比較，整體式建模的單元?jiǎng)偠染仃嚲C合了鋼筋和混凝土單元的剛度矩陣，并且是一次性求得綜合的剛度矩陣。
ANSYS有限元分析實(shí)例及相關(guān)論文
Ansys在樁土共同作用分析中的應(yīng)用_孫毅.pdf
基于ADAMS與Ansys的振動(dòng)壓路機(jī)虛擬樣機(jī)模型_侯勁汝.pdf
基于Ansys的立柱有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)_張向宇.pdf
基于Benjamin結(jié)構(gòu)的球形組_省略_數(shù)器氣體放大倍數(shù)的模擬與實(shí)驗(yàn)研究_姜志剛.pdf
用ANSYSSolid65單元分析混凝土組合構(gòu)件復(fù)雜應(yīng)力_陸新征.pdf
使用ANSYS選擇功能，單元SOLID82通過(guò)類型號(hào)1和2分別指定優(yōu)化和不優(yōu)化的部分。TOPDEF命令定義問(wèn)題有兩個(gè)載荷工況并要求50%體積減少。TOPEXE命令在本例中沒(méi)有使用，代之以用TOPITER宏命令指定最大迭代次數(shù)為12次。
文獻(xiàn)[47]用ANSYS耦合單元Solid62對(duì)電磁縮徑進(jìn)行了耦合模擬。由于未能解決與文獻(xiàn)[3]中類似的問(wèn)題，所以又采用了帶權(quán)值的磁壓力解析式作為載荷計(jì)算變形。為了減少計(jì)算成本，提高計(jì)算效率，文獻(xiàn) [48～50]采用ANSYS/EMAG計(jì)算磁場(chǎng)和磁場(chǎng)力、動(dòng)力顯式軟件LS-DYNA計(jì)算變形的方法對(duì)平板有模電磁成形進(jìn)行了模擬，研究了工件與模具之間的沖擊變形過(guò)程。
