ansys合并單元節(jié)點(diǎn)
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys合并單元節(jié)點(diǎn)的實(shí)例教程
1 概述
對于不同厚度的相鄰板，劃分單層實(shí)體網(wǎng)格時(shí)，初始同平面一側(cè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可以一一對應(yīng)，直接通過自動節(jié)點(diǎn)合并實(shí)現(xiàn)共節(jié)點(diǎn)。另一側(cè)卻無法自動合并，需要手動選擇進(jìn)行共節(jié)點(diǎn)操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且易出錯(cuò)。
本文采用TCL語言對Hypermesh進(jìn)行二次開發(fā)，自動識別相鄰板實(shí)體網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)并批量節(jié)點(diǎn)合并，達(dá)到不等厚相鄰板交界面共節(jié)點(diǎn)要求。
2 實(shí)際效果
初始不等厚實(shí)體網(wǎng)格，平齊側(cè)節(jié)點(diǎn)一一對應(yīng)，可以自動共節(jié)點(diǎn)，另一側(cè)不能直接共節(jié)點(diǎn)。示意模型如下所示。
自動共節(jié)點(diǎn)腳本執(zhí)行后，兩側(cè)節(jié)點(diǎn)全部實(shí)現(xiàn)共節(jié)點(diǎn)。效果如下所示。
3 使用說明及下載鏈接
展開 理論上，任何結(jié)構(gòu)任何位置處的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)該都是連續(xù)的，而上面所說的單元應(yīng)力應(yīng)變解并不連續(xù)，因而就出現(xiàn)了另外一個(gè)解，我個(gè)人稱之為節(jié)點(diǎn)單元解，它是單元解在公共節(jié)點(diǎn)上應(yīng)力應(yīng)變值的平均值，通過平均化就使得公共節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力應(yīng)變值變得唯一，但這樣會帶來另外一個(gè)問題，就是節(jié)點(diǎn)單元解和節(jié)點(diǎn)有關(guān)，也即是和單元數(shù)目有關(guān)。在某些情況下，可能會由于網(wǎng)格劃分的影響，導(dǎo)致畸變較大。
總結(jié)起來，三個(gè)解的概念如下：
節(jié)點(diǎn)解：節(jié)點(diǎn)位移解，原始解，最為精確的解；
單元解：單元的應(yīng)力應(yīng)變，派生解，通過節(jié)點(diǎn)解推導(dǎo)得到；
節(jié)點(diǎn)單元解：節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，派生解的平均化顯示。
祝好
ANSYS結(jié)構(gòu)院
2017.12.25
展開 總結(jié)起來，三個(gè)解的概念如下：
節(jié)點(diǎn)解：節(jié)點(diǎn)位移解，原始解，最為精確的解；
單元解：單元的應(yīng)力應(yīng)變，派生解，通過節(jié)點(diǎn)解推導(dǎo)得到；
節(jié)點(diǎn)單元解：節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，派生解的平均化顯示。
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用
實(shí)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(diǎn)，但單元之間不連續(xù)（實(shí)體單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)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(shí)體-殼單元的連接方法進(jìn)行說明。
1 單元類型
算例模型中，實(shí)體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節(jié)點(diǎn)。對于兩種單元之間的連接，通過目標(biāo)單元TARGE170和接觸單元CONTA175實(shí)現(xiàn)，定義約束為實(shí)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(biāo)單元和接觸單元
3 計(jì)算結(jié)果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費(fèi)內(nèi)容為相關(guān)命令流。
展開 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則沒有這種規(guī)律呢？
其實(shí)后臺程序計(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)過外推得到了單元各個(gè)角節(jié)點(diǎn)的解，但是還沒有做平均。
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)果對比文檔下載
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ansys合并單元節(jié)點(diǎn)的最新內(nèi)容
實(shí)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(diǎn)，但單元之間不連續(xù)（實(shí)體單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)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(shí)體-殼單元的連接方法進(jìn)行說明。
1 單元類型
算例模型中，實(shí)體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節(jié)點(diǎn)。對于兩種單元之間的連接
為什么要導(dǎo)出單元剛度矩陣
在學(xué)習(xí)有限元方法時(shí)，我們會需要編寫程序計(jì)算結(jié)構(gòu)的單元剛度矩陣。此外，當(dāng)我們需要做有限元軟件二次開發(fā)時(shí)，我們也需要驗(yàn)證所做的開發(fā)是否正確。為了驗(yàn)證程序正確性，我們可以從商業(yè)有限元軟件中導(dǎo)出單元剛度矩陣來驗(yàn)證程序的計(jì)算結(jié)果。下面簡單介紹從ansys軟件中導(dǎo)出平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元的單元剛度矩陣。
平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元示例
如圖所示
有限元在求解結(jié)構(gòu)問題時(shí)，最先得到的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移，再通過彈性力學(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。無疑，這樣沒法在軟件中顯示結(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
1 概述
對于不同厚度的相鄰板，劃分單層實(shí)體網(wǎng)格時(shí)，初始同平面一側(cè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可以一一對應(yīng)，直接通過自動節(jié)點(diǎn)合并實(shí)現(xiàn)共節(jié)點(diǎn)。另一側(cè)卻無法自動合并，需要手動選擇進(jìn)行共節(jié)點(diǎn)操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且易出錯(cuò)。
本文采用TCL語言對Hypermesh進(jìn)行二次開發(fā)，自動識別相鄰板實(shí)體網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)并批量節(jié)點(diǎn)合并，達(dá)到不等厚相鄰板交界面共節(jié)點(diǎn)要求。
2 實(shí)際效果
初始不等厚實(shí)體網(wǎng)格，平齊側(cè)節(jié)點(diǎn)一一對應(yīng)，可以自動共節(jié)點(diǎn)
如題，《從形函數(shù)與函數(shù)的連續(xù)可導(dǎo)性到ansys結(jié)果中的節(jié)點(diǎn)解與單元解的差異》，形函數(shù)對結(jié)果的影響大部分人都能聯(lián)想到二次單元比線性單元求得的結(jié)果更精確，但該文要表達(dá)的不僅如此，而是從更一般地討論怎么從單元的形函數(shù)來理解節(jié)點(diǎn)解與單元解之間的差異。
首先討論單元的階次。作為基礎(chǔ)我們應(yīng)該明白網(wǎng)格與單元的區(qū)別，網(wǎng)格是將幾何體離散化后的結(jié)構(gòu)，即組成幾何體的微元，單元是這些微元的幾何
我們知道，在常見的后處理中，結(jié)果查看主要分三個(gè)方面：一、節(jié)點(diǎn)位移解；二、單元解；三、節(jié)點(diǎn)單元解。
那么這三個(gè)解相互之間的關(guān)系是什么呢？誰的準(zhǔn)確性更高呢？
要理清三者之間的關(guān)系，首先我們談?wù)動邢拊治龅幕舅悸贰Ｓ邢拊治鰰r(shí)，將一個(gè)我們所謂的“相當(dāng)大的”結(jié)構(gòu)劃分為有限個(gè)單元，單元之間通過節(jié)點(diǎn)相連，計(jì)算中，假定每個(gè)單元的變形和應(yīng)力都是相對簡單的，并且可以通過計(jì)算機(jī)求解出來，最后在將單元結(jié)果按照一定的規(guī)律組合成整個(gè)結(jié)構(gòu)的求解結(jié)果
最近在準(zhǔn)備初級教程后處理的教程，其中有講到對ANSYS結(jié)果解的理解，恰巧也有朋友咨詢水哥怎么去理解ANSYS中的這三個(gè)解，今日水哥就簡單談下本人的理解，當(dāng)然僅限個(gè)人理解，有誤之處懇請大家指正。
我們知道，在常見的后處理中，結(jié)果查看主要分三個(gè)方面：一、節(jié)點(diǎn)位移解；二、單元解；三、節(jié)點(diǎn)單元解。
那么這三個(gè)解相互之間的關(guān)系是什么呢？誰的準(zhǔn)確性更高呢？
在使用ANSYS APDL時(shí)，大家時(shí)不時(shí)會遇到需要建立在若干個(gè)節(jié)點(diǎn)上建立單節(jié)點(diǎn)單元的情況。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目較大時(shí)，用手動點(diǎn)選的方式即費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)；此時(shí)可使用以下命令流的方式來進(jìn)行。
! 假設(shè)將要建立的節(jié)點(diǎn)做成一個(gè)component，名字為A
/prep7
cmsel,s,A !---------------------------選擇component A
*get,n_num
有限元在求解結(jié)構(gòu)問題時(shí)，最先得到的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移，再通過彈性力學(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。無疑，這樣沒法在軟件中顯示結(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
ANSYS輸出實(shí)體模型表面的節(jié)點(diǎn)信息
和單元拓?fù)潢P(guān)系
遇到一個(gè)問題，一個(gè)給定的實(shí)體模型，劃分了solid185的單元，假如實(shí)體模型單元劃分如下。需要提取實(shí)體模型外表面節(jié)點(diǎn)位置信息和單元拓?fù)潢P(guān)系（也就是每一個(gè)單元是由哪幾個(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)可以施加溫度載荷。
