ansys積分點
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys積分點的實例教程
1、傳統位移公式
傳統位移單元的積分點和單元的階數相同遵循高斯積分法，這被稱為完全積分。
換句話說,完全積分意味著數值積分方法對未發生幾何扭曲單元的應變能的所有分量是精確的。
注釋Ansys使用14點積分模式，也認為是完全積分。
2、剪切和體積鎖定
傳統基于位移的單元有兩個問題:剪切鎖定和體積鎖定：
剪切鎖定導致彎曲行為過分剛化(寄生剪切應力)。當細的構件承受彎曲時，這是一種幾何特性。
體積鎖定導致過度剛化響應。這是材料當泊松比接近或等于0.5 時的一種材料特性。
剪切鎖定
高階單元完全積分可以解決剪切鎖定問題，低階單元完全積分存在剪切鎖定問題！
剪切鎖定
記住,對一個純彎的梁而言，剪切應變是零。
體積鎖定
材料行為幾乎或完全不可壓縮時(泊松比接近或等于0.5)，在完全積分的單元中發生體積鎖定。
-超彈材料或塑性流動可發生不可壓縮；
-單元中產生的偽壓應力導致單元對不會引起任何體積變化的變形“過度剛化”
-體積鎖定也會引起收斂問各種應力狀態都會發生體積鎖定，包括平面應變、軸對稱及3-D
應力
-對平面應力問題不會發生體積鎖定，因為平面外的應變用于滿足體積不可壓縮條件。
體積鎖定
可以將應力分解為體積分量（-P）和偏應力分量（S）:
體積鎖定
靜水壓力（p）由體積模量（K）和體積應變（evol）的乘積來確定：
1-如果泊松比趨近或等于0.5
-體積模量K 將會非常大或無窮大
-體積應變evol將會趨近或等于0
-這就是所謂的幾乎或完全不可壓縮材料行為
2-幾乎或完全不可壓縮材料存在數值處理上的困難，且會出現過度剛化現象。
-這在體積變形問題中顯而易見。
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工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師，3年工作經驗
本文記錄李工使用PreSys完成從CAD模型導入、幾何清理、網格劃分、材料屬性定義、邊界條件設置、Ansys求解器提交，到結果后處理與報告生成的全過程。
[2] https://optics.ansys.com/hc/en-
虛功原理可以理解為外力在虛擬位移下做的虛功=內部應變能的一段小時間內對應變能的積分：
S和E分別表示應力和應變。
每個網格點的電場和磁場更新只依賴于鄰近點，與CFD中的顯式算法類似。頻率掃描: 通常需要在很寬的頻率范圍內進行計算，可以并行化。
-計算平臺:
GPU計算(絕對優勢): 無論是FDTD的網格更新，還是MoM的矩陣向量乘法，都非常適合GPU的并行架構。GPU加速可以將仿真時間從數周縮短到數小時。
一期一會 | 什么是顯式動力學？6個月前
另一種形式是剛體運動，在這種情況下，幾何體的質心隨著時間而移動，或者物體圍繞一個點旋轉。
非線性邊界條件和載荷
在隱式分析中，當載荷相對于時間步快速變化時，很難實現收斂。其中，載荷可以是通過兩個幾何體之間的接觸而施加的或傳遞的。
高速、短時間事件通常表現出這類非線性。顯式時間積分中使用的時間步較小，因此一個時間步到另一個時間步的這些變化，能夠近似為線性變化。
多場景適配能力（靈活）
分析模式切換：支持“頻域分析”（常規穩態問題，如勻速行駛噪聲）與“時域分析”（瞬態問題，如發動機啟停振動），時域分析通過 IFFT 將頻域貢獻轉換為時域波形，可聆聽各路徑的聲音（如輪胎摩擦聲）；
數據來源兼容：支持導入試驗數據（如unv，uff，matlab等格式傳遞函數）或CAE仿真數據（如ABAQUS、ANSYS計算的傳遞函數），滿足研發早期（CAE仿真）與后期
單元通過在節點處檢查屈服條件（如 von Mises 準則），將塑性變形局部化于節點，避免了傳統積分點塑性算法的數值振蕩。如果進行三點彎曲梁的彈塑性分析，單元計算的塑性區擴展路徑將與實驗結果一致，極限載荷誤差將會小于 5%。
《基于LS-DYNA積分梁&Mat172分層殼單元無支撐鋼框架地震作用下倒塌模擬》
（2）瑞利阻尼系數設定
采用經典的雙頻點瑞利阻尼方法，根據結構第一階（0.708577Hz）與第二階（7.63773Hz）固有頻率計算出阻尼系數α與β，對質量項與剛度項進行阻尼控制，阻尼比設定為5%。
（3）分析類型與控制參數設置
分析類型為瞬態動力分析，使用直接積分法進行時程積分。啟用集中質量矩陣以提高慣性力計算效率。
下一篇文章：Ansys Zemax | 手機鏡頭設計 - 第 4 部分：用 LS-DYNA 進行沖擊性能分析，展示了如何在 Ansys Workbench 中使用 Ansys LS - DYNA 模擬手機攝像頭模塊的跌落測試的顯式動力學。
