ansys 單元節(jié)點(diǎn)順序
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 單元節(jié)點(diǎn)順序的實(shí)例教程
進(jìn)行ABAQUS UEL二次開發(fā)、或者研究界面問題的時(shí)候，比如cohsive單元界面問題，會(huì)涉及到單元-節(jié)點(diǎn)的排布順序。ABAQUS inp文件中的單元-節(jié)點(diǎn)順序排布很有講究，不能搞錯(cuò)，這是因?yàn)?em>節(jié)點(diǎn)的排布順序與內(nèi)部程序有關(guān)聯(lián)，內(nèi)部的程序我們不得而知，但是節(jié)點(diǎn)順序的規(guī)律可以從inp文件中看到，再對(duì)比cae節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)可以總結(jié)規(guī)律。以下內(nèi)容介紹一些經(jīng)典的實(shí)體單元-節(jié)點(diǎn)排布順序。
這部分內(nèi)容其實(shí)挺好玩兒的?。?！
（一）三角形單元
以一個(gè)10x10（無單位）的挖孔板為例，劃分的網(wǎng)格為：（注意到被單元為30、138和23包圍的三角形沒有編號(hào)，這是因?yàn)槟莻€(gè)三角形不是單元，我在那里挖了個(gè)孔，因?yàn)楸尘帮@示的問題，網(wǎng)格顏色和背景一樣，故沒有區(qū)分。作此說明）
這里我們首先查看節(jié)點(diǎn)的排布方式。分別以單元1、12、123為例。
編號(hào)為“1”的單元，在inp文件中，單元-節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為：
1, 61, 1, 2
在cae界面中，我們只顯示編號(hào)為“1”的單元為：
發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)排布的方式是“逆時(shí)針”順序。
編號(hào)為“12”的單元，在inp文件中，單元-節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為：
12, 30, 9, 10
在cae界面中，我們只顯示編號(hào)為“12”的單元為：
發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)排布的方式是“逆時(shí)針”順序。
編號(hào)為“123”的單元，在inp文件中，單元-節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為：
123, 83, 34, 33
在cae界面中，我們只顯示編號(hào)為“12”的單元為：
發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)排布的方式是“逆時(shí)針”順序。
至此我們可以得出結(jié)論，在一階三角形單元中，單元-節(jié)點(diǎn)的索引方式遵循“逆時(shí)針”順序，即按照節(jié)點(diǎn)順序彎曲右手四個(gè)手指，大拇指指向屏幕外。
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(huì)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(huì)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
例如，在焊接分析過程中，隨著高溫焊料的加入，坡口處的單元需要不斷地被激活；在材料斷料分析中，隨著裂紋的延伸，斷裂處的單元需要不斷的被殺死；在隧道挖掘和橋梁建立分析中，材料也需要不斷的被殺死或激活。因此，單元的生死應(yīng)用技術(shù)廣泛的存在于ansys仿真分析中，是一項(xiàng)應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)。
單元的生死并不是ansys程序?qū)⑺?em>單元對(duì)應(yīng)的實(shí)體從模型中刪除，或者激活重新生成材料，而是通過將其剛度矩陣，或者傳導(dǎo)矩陣（對(duì)應(yīng)于不同的分析），乘以很小的因子（ESTIF），默認(rèn)值為1E-6。死單元的單元載荷將為0，從而不對(duì)載荷向量生效，等效于將單元殺死；同樣，當(dāng)一個(gè)單元被重新激活時(shí)，其剛度，單元載荷等恢復(fù)其原始的數(shù)值，重新激活的單元也沒有應(yīng)變記錄，在熱分析里面沒有熱量存儲(chǔ)。需要注意的是，生死單元對(duì)大部分單元可以應(yīng)用，然而對(duì)某些單元卻是不可用的。
在一些情況下，單元生死狀態(tài)可以根據(jù)ansys的計(jì)算結(jié)果決定。如在斷裂分析中，我們需要將應(yīng)力值大于材料屈服強(qiáng)度的單元殺死，可以利用Etable選擇相應(yīng)的單元進(jìn)行殺死，繼而返回到求解器進(jìn)行求解，如果如此循環(huán)，則可觀察到裂紋的生長(zhǎng)過程。
可以在大多數(shù)靜態(tài)和非線性瞬態(tài)分析中使用單元生死，其基本分析與相應(yīng)的分析過程是一致的，主要包括三個(gè)步驟：建模，施加載荷并求解，查看結(jié)果。
今年隨著ANSYS19.0的推出，也帶來了一個(gè)好消息：ANSYS V19.0在Workbench界面下新增了網(wǎng)格生死功能。以往我們只能在經(jīng)典界面下進(jìn)行網(wǎng)格生死操作，或者在Workbench界面下借助APDL來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格生死，這種操作既不方便又容易出錯(cuò)。V19.0以后的版本用戶可以通過簡(jiǎn)單的菜單操作在WB界面下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格生死功能。
展開 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(dòng)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），對(duì)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(duì)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(duì)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 
ansys 單元節(jié)點(diǎn)順序的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys 單元節(jié)點(diǎn)順序ansys節(jié)點(diǎn)順序ansys 節(jié)點(diǎn)順序ansys 單元 節(jié)點(diǎn)ansys節(jié)點(diǎn)單元ansys單元 節(jié)點(diǎn) Ansys abaqus單元節(jié)點(diǎn)順序和形函數(shù)節(jié)點(diǎn)順序abaqus單元的節(jié)點(diǎn)排列順序abaqus 單元-節(jié)點(diǎn)排布順序解析ansys按節(jié)點(diǎn)順序輸出kmabaqus 單元-節(jié)點(diǎn)排布順序解析（重點(diǎn)講解分析方法）ansys導(dǎo)出的剛度矩陣節(jié)點(diǎn)編號(hào)未按順序排列
ansys 單元節(jié)點(diǎn)順序的最新內(nèi)容
進(jìn)行ABAQUS UEL二次開發(fā)、或者研究界面問題的時(shí)候，比如cohsive單元界面問題，會(huì)涉及到單元-節(jié)點(diǎn)的排布順序。ABAQUS inp文件中的單元-節(jié)點(diǎn)順序排布很有講究，不能搞錯(cuò)，這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的排布順序與內(nèi)部程序有關(guān)聯(lián)，內(nèi)部的程序我們不得而知，但是節(jié)點(diǎn)順序的規(guī)律可以從inp文件中看到，再對(duì)比cae節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)可以總結(jié)規(guī)律。以下內(nèi)容介紹一些經(jīng)典的實(shí)體單元-節(jié)點(diǎn)排布順序。
這部分內(nèi)容其實(shí)挺好玩兒的
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(dòng)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），對(duì)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(duì)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(duì)于兩種單元之間的連接
為什么要導(dǎo)出單元?jiǎng)偠染仃?在學(xué)習(xí)有限元方法時(shí)，我們會(huì)需要編寫程序計(jì)算結(jié)構(gòu)的單元?jiǎng)偠染仃嚒４送猓?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?jiǎng)偠染仃噥眚?yàn)證程序的計(jì)算結(jié)果。下面簡(jiǎn)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?jiǎng)偠染仃嚒?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(chǎng)。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
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(duì)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(dòng)邢拊治龅幕舅悸?。有限元分析時(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(duì)簡(jiǎn)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
焊接幾何模型如下圖所示，左右兩側(cè)90度扇區(qū)為焊接材料，其余為鋼板材料。其他更多已知條件請(qǐng)參考命令流，這里不再贅述。
網(wǎng)格單元
本實(shí)例中順序焊接分為如下步驟：
第一步0-1秒：右側(cè)焊接穩(wěn)態(tài)分析（殺死左焊縫，施加右焊縫溫度和焊接件參考溫度）
第二步1-100秒：相變分析（刪除溫度載荷，施加對(duì)流熱傳導(dǎo)）
第三步100-1000秒：右側(cè)焊縫凝固分析
第四步1000
最近在準(zhǔn)備初級(jí)教程后處理的教程，其中有講到對(duì)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(jiǎn)單談下本人的理解，當(dāng)然僅限個(gè)人理解，有誤之處懇請(qǐng)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(huì)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(dòng)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(chǎng)。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
