ANSYS導入單元變實體的案例
基于ansys的梁單元、實體單元徐變精細化分析（含各參數解釋） ￥25
徐變是混凝土在長期恒定應力作用下產生的時變不可逆變形，其發(fā)展規(guī)律呈現前期快速增長、后期漸趨穩(wěn)定的特征。主要受應力水平、材料配比、環(huán)境濕度、構件尺寸及加載齡期等因素影響。
常用方法包括有效模量法、疊加法和老化理論。國內規(guī)范（如JTG3362-2018）推薦基于線性疊加原理的徐變系數法。徐變應變可表達為：
其中， ?(t,τ)為徐變系數，需通過規(guī)范公式或實驗數據擬合確定
Ansys程序中內置金屬蠕變規(guī)律如下：
命令中詳細解釋了改公式的具體用法，以及參數意義。
二者除個別參數外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發(fā)生過程。
案例文件中包含：
1. 00-ConcreteCreep-benchmark.mac【徐變標定文件，開箱即用，可以用來和手算對比是否正確】
2. 01-ConcreteCreep-solid.mac【分輸入模塊的參數化徐變計算文件【詳細解釋了各參數取值】。只需要改文件和計算邊界荷載即可計算實體徐變。】
3. ansa文件，用來生成網格
4. .cdb文件，網格文件
5. excel轉apdl命令流文件，用來輸入徐變系數。
進一步白話闡述一下：
1、什么是徐變？別看公式一大堆，理論一大推，簡單講就是：受力的結構，啥邊界條件、荷載不變的情況下，結構還是慢慢變形了。將這種慢慢變形的變形結果以及應力重分配準確分析出來就是徐變分析。機理一大堆，教科書上都比較詳盡，在此不做贅述，只講應用，而且是拿到案例開箱即用。
展開 hypermesh實體單元導入apdl出現部分節(jié)點未定義問題
最近在著手做聯合hypermesh與apdl的運動副案例時，出現了一個問題，網上搜了一圈也沒能找到結果，問題如下：
簡而言之就是我在hypermesh中對一個體進行了網格劃分，并且對其賦予了材料——鋼材，以及單元sensor——solid186，但是一旦導入apdl中就出現這個問題。
Element n does not have all of its required nodes defined.
很奇怪，自己對著案例學的網格劃分，導入也正確，苦思不得其解，網上搜了一圈也沒能得到好到的解決辦法，至于deepseek我只能說還得發(fā)展發(fā)展，本來已經想著解決不了就只能放棄做這個案例了，畢竟hypermesh本身的后處理能力不強，一般也只是用來畫網格。
后來自己琢磨突發(fā)奇想，發(fā)現了問題的所在，分享給大家，遇到相同問題的朋友希望能有收獲，至于案例的教程估計也快了。
原因在于網格的2d與3d，我一般畫體網格時總直接將面網格automesh直接用2d的drag變?yōu)轶w網格，看著也確實如此，但是問題就在這里，我們知道對于solid186是3d，20節(jié)點的網格，這里用2d的drag生成的節(jié)點數目是遠遠達不到要求的，也就是這里的報錯原因。
這也是在之前學習網格劃分時發(fā)現很多教程會建立新的組把2d與3d網格放在不同的組件之中的原因，只能說以前沒能理解，遇到問題解決不了，現在理解了。好在還是找到了解決辦法，總而言之就是不能好高騖遠，真的就是“紙上談來終覺淺，絕知此事要躬行”，與君共勉。
最后貼一張正常導入的圖片，完結撒花。
展開 ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
By長安CAE
1 概述
在ANSYS計算過程中，有時候會遇到不同單元之間進行連接，由于不同的單元自由度不同，連接時通常需要通過耦合和約束方程建立節(jié)點自由度的關系，保證結果的準確性。
耦合可以理解成是將耦合的對象某個自由度作相等處理，而約束方程則不局限于相等這個關系，其可以描述具有某種關系的自由度。如圖1所示，為梁單元與平面單元的連接。如果不采用約束方程，力矩的傳遞無法完成，因為平面單元沒有轉動自由度。
圖1 梁單元與平面單元連接
為使節(jié)點2具有力矩傳遞的能力，要求1、2、3節(jié)點之間的自由度滿足以下關系：
ROTZ2 = (UY3 - UY1)/10
再通過CE命令，即可將此關系通過約束方程的形式施加給1、2、3節(jié)點。
2 命令
查看ANSYS的幫助文檔，查詢CE命令的解釋，如圖2所示。
圖2 ANSYS的CE命令解釋
CE, NEQN, CONST, NODE1, Lab1, C1, NODE2, Lab2, C2, NODE3, Lab3, C3
其中，NEQT表示常數，用于區(qū)別約束方程，一般可以用數字1、2、3表示即可，表示第幾個約束方程；
CONST表示方程的常數項，一般為0；
NODE1，表示第一個節(jié)點；
Lab1，表示自由度標簽，對于結構而言，就是三個平移和三個轉動自由度；
C1，表示該自由度的系數；
同理，后面的也一樣。
展開 ANSYS APDL實體單元和殼單元（不共節(jié)點）之間的連接 ￥100
實體單元和殼單元之間的連接是ANSYS中常見的問題。即使兩種單元之間共節(jié)點，但單元之間不連續(xù)（實體單元每個節(jié)點有3個平動自由度，而殼單元每個節(jié)點有3個平動自由度和3個轉動自由度），對于兩種單元之間面面接觸，可直接定義剛域，本文主要采用MPC法對實體-殼單元的連接方法進行說明。
1 單元類型
算例模型中，實體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節(jié)點。對于兩種單元之間的連接，通過目標單元TARGE170和接觸單元CONTA175實現，定義約束為實體-殼約束，接觸單元為MPC算法，接觸類型為綁定接觸。
2 有限元模型和綁定接觸
圖1 底部固定約束，殼單元施加均布荷載
圖2 目標單元和接觸單元
3 計算結果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費內容為相關命令流。
展開 
hypermesh網格單元導入ansys及hypermesh模型導入workbench時注意事項
hypermesh中已劃分好網格單元的模型導出.cbd導入ansys時需要注意，一定要在hypermesh中給已完成網格劃分的單元賦予單元類型（sensor）后再導出.cbd格式，否則導入ansys中的只能顯示節(jié)點而不能顯示單元網格，因為ansys無法識別未定義單元。
hypermesh中的網格想導入workbench中有兩種比較常見的方法，第一種是在ansys接口下hypermesh完成的網格單元導出成.cbd格式導入ansys中后再由ansys保存為.cbd格式導入workbench中，注意不能直接由hypermesh導出的.cbd格式直接導入workbench中，直接導入會出錯。具體步驟如下：
hypermesh導出
hypermesh模型->Export Solver Deck->x.cbd
ansys導入及導出
x.cbd->File->Read Imput From... ->Preprocessor->Archive Model->Write->y.cbd
workbench導入
Componet System->External Model->Setup->...->y.cbd->分析模塊，打開就可以了。
第二種法在abaqus接口模塊下，hypermesh完成的網格單元導出成.inp格式，然后在workbench中導入即可以。具體步驟如下：
hypermesh模型->Export Solver Deck->x.inp
workbench導入
Componet System->External Model->Setup->...->x.inp->分析模塊，打開就可以了。
展開 殼單元實體變截面箱梁模型，底板按二次拋物線變化
殼單元實體變截面箱梁模型，底板按二次拋物線變化
單元類型：shell63 solid45 beam4
shell63 單元數19488 solid45單元數1600 beam4單元數16
殼單元：厚度為10
beam4單元屬性：10,10**4/12,10**4/12,10,10
材料屬性：彈性模量 2e6 泊松比 0.167
負主跨：
負主跨1：
負邊跨：
負邊跨1：
正主跨：
正邊跨：
連接：
橋墩：
網格：
局部：
約束&加載：
位移云圖：
x方向應力云圖：
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解（四）之2D梁與2D實體單元剛接
前面文章主要講解了梁單元與其他類型單元鉸接的情況，從本篇文章開始，將主要講解梁單元與各類單元剛接的情況，而這也是我們日常工程中比較常見的一種連接方式。
首先從2D平面單元單元開始說起。
盡管現在的ANSYS版本已經摒棄了很古老的2D梁單元，改用Beam18x系列單元代替，但為究其連接方法，這類方面仍具有一定的講解價值，例如我們計算一榀框架的時候多數時候是采用2D平面單元的。
2D梁單元包括：beam3、beam23、beam54
2D實體單元：plane單元
一般來講，2D梁單元與2D實體單元剛接一般分為三種方法：
1）約束方程法；2）偽梁法；3）MPC法。
三種方法的連接原理無非是建立自由度之間的關系方程，但值得注意的是由于采用了局部區(qū)域的節(jié)點，因而在建立關系的局部區(qū)域內可能會有應力集中的情況，后處理當中應格外注意。
約束方程法后續(xù)講解3D梁單元連接時會詳細說明，此處簡單說下偽梁法與MPC法。
其實偽梁法與MPC法原理基本一樣，構造一個虛擬梁單元，使虛擬梁單元與外部梁單元剛接，虛擬梁單元與內部實體單元強制剛接，從而間接實現外部梁單元與實體單元的剛接效果。
使用偽梁法需注意的是，在建立虛擬梁單元時，虛擬梁單元應至少與實體單元的兩個節(jié)點相連，剛度可取為無窮大或者實際梁單元的10^5倍。
下面以一個小案例來演示。
如上圖所示，兩塊小鋼板中間靠一小鋼梁連接，小鋼梁上有均布荷載，尺寸如上所示，均以mm計，中間鋼梁所受均布荷載為10KN/m,采用ANSYS模擬該情況。
展開 從hypermesh導入ansys只有節(jié)點而沒單元
從hypermesh導入ansys只有節(jié)點而沒單1.rar
從hypermesh導入ansys只有節(jié)點而沒單2.rar
從hypermesh導入ansys只有節(jié)點而沒單3.rar
從hypermesh導入ansys只有節(jié)點而沒單4.rar
基于ANSYS經典界面的實體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實心部分使用實體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關系。實心單元每個節(jié)點有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點有6個自由度，如何建立連接關系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要創(chuàng)建接觸對，并且要對目標-接觸單元的關鍵字進行設置。下面的絕大多數操作都是圍繞該命令進行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實體與空心的接觸部分。
這里對于這兩種單元均設置了關鍵字，這些關鍵字的設置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實常數
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個實常數。
第1個實常數用于定義空心梁的厚度
第2-5個實常數分別用于定義4個接觸對。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個長方體，
然后刪除了體本身，留下構成長方體的面，線和關鍵點。
最后又刪除了兩端的面。
結果如下圖。
展開 基于ANSYS經典界面的實體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實心部分使用實體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關系。實心單元每個節(jié)點有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點有6個自由度，如何建立連接關系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要創(chuàng)建接觸對，并且要對目標-接觸單元的關鍵字進行設置。下面的絕大多數操作都是圍繞該命令進行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實體與空心的接觸部分。
這里對于這兩種單元均設置了關鍵字，這些關鍵字的設置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實常數
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個實常數。
第1個實常數用于定義空心梁的厚度
第2-5個實常數分別用于定義4個接觸對。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個長方體，
然后刪除了體本身，留下構成長方體的面，線和關鍵點。
最后又刪除了兩端的面。
結果如下圖。
展開 ANSYS巧用殼單元給實體劃分六面體網格
圖10 實體網格
到了這一步還沒有結束，最后計算時我們不需要殼單元，只需要實體單元，但是表面一層是殼單元劃分的，怎么辦呢？
先刪除表面一層的單元，是的，可以直接刪除。
圖11 網格清除
清除之后，再刪除shell181。如圖12。
圖12 刪除shell181
ANSYS巧用殼單元給實體劃分六面體網格
圖10 實體網格
到了這一步還沒有結束，最后計算時我們不需要殼單元，只需要實體單元，但是表面一層是殼單元劃分的，怎么辦呢？
先刪除表面一層的單元，是的，可以直接刪除。
圖11 網格清除
清除之后，再刪除shell181。如圖12。
圖12 刪除shell181
ANSYS巧用殼單元給實體劃分六面體網格
圖10 實體網格
到了這一步還沒有結束，最后計算時我們不需要殼單元，只需要實體單元，但是表面一層是殼單元劃分的，怎么辦呢？
先刪除表面一層的單元，是的，可以直接刪除。
圖11 網格清除
清除之后，再刪除shell181。如圖12。
圖12 刪除shell181
ANSYS Classical 中如何獲取實體單元某截面的內力
ANSYS Classical 中如何獲取實體單元某截面的內力
相信很多童鞋在采用ANSYS進行實體單元進行分析的時候，對于如何輸出某截面的內力甚是困惑，由于實體單元的特性，ANSYS中沒有相應的集成命令來幫助我們輸出截面內力，唯一的方法只能是通過相關后處理得到我們想要的結果。
實體單元截面內力輸出，本人在這里分為兩類。
第一類：支座截面內力輸出
這種是最為簡單的內力輸出了，想要獲取支座的全部反力，我們只需輸入FSUM這個命令，即可列表顯示。如果在參數化過程中，需要提取支座反力，我們需要使用*Get命令。
例如：獲取支座X方向的反力
*get,X-force,fsum,0,item,fx
在這里我們也可以獲取一個提示，如果我們想要獲取部分支座反力，我們只需將這部分節(jié)點選取出來，然后使用上述相關命令就行了。
第二類：非支座截面的內力輸出
這類截面內力需要用到ANSYS后處理中一種比較高級的操作了，也即是面操作，核心思想在于定義結果面，將該面所包含的節(jié)點結果映射到該面上，在采用相應的積分即可得到結構內力。
下面以一個懸臂梁為例說明上述方法。
某懸臂梁，長2m，截面尺寸為300mmX500mm,混凝土等級為C30，端部固定，頂面受10KN/m的線荷載，試求端部截面和中間截面的剪力和彎矩。
展開 ANSYS輸出實體模型表面的節(jié)點信息 和單元拓撲關系
ANSYS輸出實體模型表面的節(jié)點信息
和單元拓撲關系
遇到一個問題，一個給定的實體模型，劃分了solid185的單元，假如實體模型單元劃分如下。需要提取實體模型外表面節(jié)點位置信息和單元拓撲關系（也就是每一個單元是由哪幾個節(jié)點組成的），目的是方便做其他分析，比如流體分析，提取外表面的節(jié)點可以施加溫度載荷。
圖1
對于此問題，在ansys里面很難直接提取所有外表面的節(jié)點和單元信息，因為外表面也是實體單元的一個單元面，不可能剝離出來。
因此，想要提取外表面的單元和節(jié)點，最好是需要外表面存在平面單元。
對于此，可以采用ansys里面的特殊單元mesh200，這個單元用于面網格的劃分，而且劃分后的單元不參與實際計算。
于是：
et,2,200 ！定義mesh200單元類型
asel,s,ext ！選擇所有的外表面
aatt,,,2 ! 設置劃分單元為mesh200
KEYOPT, 2, 1, 6 ! 4節(jié)點的四邊形單元
amesh,all ! 劃分所以的外表面
此時劃分的面網格和原來的實體網格的節(jié)點是一一對應的，這就保證了最后輸出的節(jié)點的坐標與原來實體模型的對應節(jié)點是一一對應的。
此時可以選擇刪除實體模型和實體單元。
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