ansys單元公式
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys單元公式的視頻教程
【ANSYS APDL】常用單元系列課程
【課程描述】分享ANSYS APDL中常用的單元類型（主要為結(jié)構(gòu)分析的常用單元）。包括單元的輸入?yún)?shù)與選項（實常數(shù)、keyopt等）、輸出數(shù)據(jù)等，并就每種單元的典型用法羅列2-3個實例。
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ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術(shù)
ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術(shù) 適用人群：具有ANSYS Mechanical基礎(chǔ)知識的用戶；參加ANSYS結(jié)構(gòu)工程師中級認證考試人員；土木工程專業(yè)相關(guān)人員 ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術(shù)（免費）【已結(jié)束】 直播時間：2022-09-27 19:30 本系列直播是ANSYS結(jié)構(gòu)工程師中級認證考試的第8次鋪面課程，在有限元分析中經(jīng)常會使用實體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求
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基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法總結(jié)
由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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ansys單元公式的實例教程
殼單元
殼單元作為ANSYS LS-DYNA中最為常用的建模方式，其計算效率是實體單元的3倍以上，因此，在可以劃分網(wǎng)格時，首選使用殼單元方式進行建模。殼單元最常用的單元公式有2、16號單元公式。
ID=2，Belytschko-Tsay單元，簡稱BT單元，是縮減積分單元，同時是ANSYS LS-DYNA的推薦單元。
ID=16，具有共旋應(yīng)力更新的Belytschko-Tsay全積分殼單元，與默認的BT殼單元(ID=2)相比，需多花2.5到3倍的時間成本，此單元會更硬，與實際更貼合。設(shè)置沙漏類型8，可適用于翹曲的幾何形狀(可用于解決扭曲的梁)。
總結(jié)
本單元公式的選擇和模型工況有著直接的聯(lián)系，由于ANSYS LS-DYNA推薦的單元都是縮減積分，必然存在沙漏。對于模型的網(wǎng)格劃分，選擇殼還是實體，以及模型中哪些特征是對計算結(jié)果非常重要，哪些可以刪除，即減少網(wǎng)格數(shù)量，也可避免不必要的計算錯誤。另外，計算出現(xiàn)錯誤，如何去debug。
下載地址：ANSYSLS-DYNA 使用指南中文版
展開 <p>ELFORM=2</p><p>Belytschko-Tsay 殼單元，<strong>缺省的殼單元公式</strong>，面內(nèi)<strong>單點積分</strong>，計算速度很快，通常對于大變形問題是最穩(wěn)定有效的公式。采用 Co-rotational 應(yīng)力更新，單元坐標系統(tǒng)置于單元中心，基于平面單元假定，所以<strong>對于翹曲的幾何體不適用（容易負體積）</strong>，參考 BWC 殼公式。建議在大多數(shù)的分析中使用。</p><p><br></p><p>★<em> 對于幾何翹曲問題——此時通過對*CONTROL_SHELL關(guān)鍵字設(shè)置——參數(shù) BWC=1 施加翹曲剛度公式，同時參數(shù)PROJ=1，以及設(shè)置*CONTROL_ACCURACY中參數(shù) INN=2 使節(jié)點編號不變，保證計算精度。</em></p><p><br></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(41, 41, 41);"><em>建議配合——沙漏變形模式。通常來說，單點積分單元偏軟，通過使用基于剛度的沙漏控制（HG為4）和一個小的沙漏系數(shù)（如0.03～0.05），表現(xiàn)就變得稍剛了些。這個沙漏公式也推薦用在單點積分的大多數(shù)應(yīng)用上。
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在進行跌落產(chǎn)品有限元仿真時，根據(jù)模型的網(wǎng)格類型選擇單元類型，是整個仿真模型設(shè)置中重中之重，ANSYS LS-DYNA中存在47種實體單元公式、42種殼單元公式以及多種不同單元類型，所以，用戶在選擇單元類型時，存在許多疑問或者疑惑。而正確選擇單元，可以明顯地提高計算效率以及仿真模型與試驗?zāi)Ｐ蛯说臏蚀_度，且減少不必要的錯誤或避免計算不收斂的問題。
單元公式
LS-DYNA是一種通用有限元程序，用于分析結(jié)構(gòu)的大變形靜力和動力響應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)耦合到流體。主要的解決方法是基于顯式動力學(xué)。
所有的有限元模型，都必然涉及網(wǎng)格劃分，ANSYS LS-DYNA針對劃分的網(wǎng)格，包括四節(jié)點四面體、八節(jié)點實體單元、二節(jié)點梁單元、三節(jié)點和四節(jié)點殼單元、八節(jié)點實體殼單元、桁架單元、膜單元、離散單元和剛體，每種單元類型都有各種各樣的單元公式。
展開 本文以跌落仿真中最常用的實體單元、殼單元進行闡述如何選擇單元公式。
實體單元
在Mechanical中對模型劃分網(wǎng)格時，基本以實體單元為主。眾所周知，實體單元主要有六面體單元、六面體帶中間節(jié)點單元、五面體單元、四面體單元、四面體帶中間節(jié)點單元，如下圖所示。
六面體實體單元
六面體常用的單元公式主要有0，1，2，3，-2，-1.
ID=0，單點同步旋轉(zhuǎn)單元，用于蜂窩材料零件。ID=0只適用于*MAT_MODIFIED_HONEYCOMB，其本質(zhì)上表現(xiàn)為非線性彈簧，因此允許有時在蜂窩材料中看到的嚴重變形。在ID=0中，局部坐標系遵循單元旋轉(zhuǎn)，當蜂窩壁障固定在空間時，對于嚴重的剪切變形，ID=0是首選的。
ID=1,即常應(yīng)力單元，也是六面體實體單元的縮減積分單元，同時是ANSYS LS-DYNA的推薦單元。
ID=2, 2號選擇性減縮積分實體單元公式，假定整個單元的壓力恒定，以避免在幾乎不可壓縮的流動過程中出現(xiàn)壓力鎖定。然而，如果單元長徑比較差，剪切鎖定將導(dǎo)致響應(yīng)過于剛性。比ID = 1耗時大2-3倍。
ID=-1，全積分單元公式，相對ID=2單元公式，其可以阻止剪切鎖定，可以用于長徑比較差的單元，計算耗時比ID=2多20%。
ID=-2，全積分單元公式，類同ID=-1，其計算精度更高，計算耗時是ID=2的5倍。
ID=3，全積分帶節(jié)點旋轉(zhuǎn)的8節(jié)點單元。
四面體實體單元
四面體常用的單元公式主要有4，10，13，16，17.
ID=10，單點四面體單元，同時是ANSYSLS-DYNA的默認單元。
展開 徐變應(yīng)變可表達為：
其中， ?(t,τ)為徐變系數(shù)，需通過規(guī)范公式或?qū)嶒灁?shù)據(jù)擬合確定
Ansys程序中內(nèi)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(shù)意義。
二者除個別參數(shù)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(shù)化徐變計算文件【詳細解釋了各參數(shù)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(wǎng)格
4. .cdb文件，網(wǎng)格文件
5. excel轉(zhuǎn)apdl命令流文件，用來輸入徐變系數(shù)。
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(jié)構(gòu)，啥邊界條件、荷載不變的情況下，結(jié)構(gòu)還是慢慢變形了。將這種慢慢變形的變形結(jié)果以及應(yīng)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(yīng)用，而且是拿到案例開箱即用。
白話闡述要點：
1、案例是ansys apdl（命令流）分析的，給出了全套參數(shù)化命令流，材料模型定義、材料參數(shù)定義、求解，拿過來可以直接運行。
2、機理是用了ansys中關(guān)于金屬蠕變的材料模型。（細想蠕變和徐變的現(xiàn)象，表征都是一樣的。至于機理，各有各的理論，但不影響材料模型使用。）
具體使用：
1、，先跑一遍，看看到底徐變是怎么個事兒。
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ansys單元公式的最新內(nèi)容
基于ansys apdl建立單元截面分層的材料參數(shù)
建立的截面，多少段，多少個自定義截面
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評估。原因是材料的應(yīng)力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內(nèi)部缺陷發(fā)生的概率會增加
對于實際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應(yīng)用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數(shù)據(jù)表格，其本質(zhì)上采用是LINK8單元進行模擬，而不是非線性彈簧combin39。
而利用Combin39單元，需要建立彈簧單元后，插入命令流來實現(xiàn)，對于只承受壓縮載荷的力-位移曲線，輸入到最后，是需要稍等小的正位移和正力數(shù)值。
<p> Ansys Rocky 是一款行業(yè)領(lǐng)先的離散單元法（DEM）軟件，主要用于模擬顆粒和不連續(xù)材料的運動，可快速準確地模擬顆粒流，在多個工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。可應(yīng)用于石油和天然氣、農(nóng)業(yè)、制藥、采礦等多個行業(yè)，用于模擬輸送機 chute、磨機、混合器等物料處理設(shè)備中的顆粒流動行為，幫助工程師優(yōu)化設(shè)備設(shè)計，提高工藝效率，降低成本。例如，Sub-Zero
問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進行了部分更新。主要是增加了一項對實體幾何邊的element Faces轉(zhuǎn)換功能。
結(jié)果示例：
實現(xiàn)過程簡要如下：
? 通過選擇實體幾何邊，利用convert to 功能轉(zhuǎn)為與幾何邊相關(guān)聯(lián)的單元。
? 再將單元轉(zhuǎn)為節(jié)點
翹曲殼單元的算法公式選擇11個月前
<p>ELFORM=2</p><p>Belytschko-Tsay 殼單元，<strong>缺省的殼單元公式</strong>，面內(nèi)<strong>單點積分</strong>，計算速度很快，通常對于大變形問題是最穩(wěn)定有效的公式。采用 Co-rotational 應(yīng)力更新，單元坐標系統(tǒng)置于單元中心，基于平面單元假定，所以<strong>對于翹曲的幾何體不適用（容易負體積）</strong>，參考 BWC
問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
Ansys workbench的connect創(chuàng)建連接非常方便，但是很多時候幾何面的區(qū)域和實際想要做連接的區(qū)域大相徑庭。這個時候一個較好的連接區(qū)域選擇方法是使用element Faces進行連接區(qū)域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩
通過節(jié)點法建立的橋梁模型
靜力分析的前12階模態(tài)
開篇點題，不說廢話，直接給出生成梁單元的手動操作方式和模塊化命令流。
手動操作
介紹一下標準化生產(chǎn)梁單元截面特性，便于后續(xù)的梁單元建模和仿真。
1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導(dǎo)入ACIS
3，定義單元，劃分網(wǎng)格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對經(jīng)典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經(jīng)典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會在輸出窗口顯示單元的編號、
