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關(guān)注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-03-07
ANSYS顯示積分點(diǎn)應(yīng)力的視頻教程
有限元中單元積分點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)應(yīng)力相互轉(zhuǎn)換(二維和三維)
在ABAQUS中,當(dāng)需要獲取節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取. 但是當(dāng)需要大量的節(jié)點(diǎn)上應(yīng)力數(shù)據(jù)時,很多人會用Python編程進(jìn)行大批量的提取應(yīng)力.但是提取出來的應(yīng)力為單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力.無法獲取節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點(diǎn)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作.
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ANSYS顯示積分點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)例教程
繼上次的推文:有限元計(jì)算過程中積分點(diǎn)應(yīng)力如何外插至節(jié)點(diǎn)處?【公式推導(dǎo)篇】,本次分享單元積分點(diǎn)應(yīng)力外插至節(jié)點(diǎn)處的數(shù)值實(shí)現(xiàn)過程。
數(shù)值實(shí)現(xiàn)
借助以上理論,我們可以基于matlab平臺編制以下代碼段:
% 將積分點(diǎn)應(yīng)力外插至單元節(jié)點(diǎn)上,這里只列舉了Q4的情況
for i = 1:3
StressElem(e,:,i) = [1+0.5*sqrt(3) -0.5 1-0.5*sqrt(3) -0.5;
-0.5 1+0.5*sqrt(3) -0.5 1-0.5*sqrt(3);
1-0.5*sqrt(3) -0.5 1+0.5*sqrt(3) -0.5;
-0.5 1-0.5*sqrt(3) -0.5 1+0.5*sqrt(3)]*...
[stress(e,1,i);stress(e,2,i);stress(e,3,i);stress(e,4,i)];
end
對標(biāo)Abaqus
模型材料參數(shù)為普通的線彈性材料,單元類型選擇CPS4,網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置如下:
在結(jié)果對標(biāo)過程中,可以先對比自研程序與Abaqus的節(jié)點(diǎn)位移場:
Abaqus位移場結(jié)果
自研程序位移場結(jié)果
在位移場一致的前提下,我們再來對標(biāo)應(yīng)力結(jié)果。以常見的mises應(yīng)力為例:
Abaqus位移應(yīng)力場結(jié)果
自研程序應(yīng)力場結(jié)果
結(jié)果是一致的,說明了程序的正確性。
展開 可以輸出umat接口中的變量coords進(jìn)行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結(jié)果為:
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
coords = 5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 3
coords = -5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 4
coords = 5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
因此Abaqus中平面應(yīng)力單元高斯積分點(diǎn)的順序?yàn)椋?/span>
展開 (注意:變量是a,b,c,d,而不是x,y.所以方程組是線性的)
第一個積分點(diǎn)的應(yīng)力和坐標(biāo):S1,(X1,Y1);
第二個積分點(diǎn)的應(yīng)力和坐標(biāo):S2,(X2,Y2);
第三個積分點(diǎn)的應(yīng)力和坐標(biāo):S3,(X3,Y3);
第四個積分點(diǎn)的應(yīng)力和坐標(biāo):S4,(X4,Y4);
現(xiàn)在的問題是:應(yīng)力分量S1,S2,S3,S4是已知的,我們需要知道真實(shí)的積分點(diǎn)的坐標(biāo)信息嗎?
答案:不需要,只需要知道積分點(diǎn)在整個單元相對位置即可。即等參元中的坐標(biāo)。(教材中有)
等參元的長和寬都為2.
而有限元中的積分是高斯積分,積分點(diǎn)的位置是固定的。由查表可知:
上表是一維的高斯積分點(diǎn)的坐標(biāo),后面的加權(quán)系數(shù)不用管(我們不求積分)。由一維可以猜出二維(兩個一維)。二維有4個積分點(diǎn),所以我們對應(yīng)一維選第二行的數(shù)據(jù)。
展開 注:由于技術(shù)鄰排版風(fēng)格有限,故部分內(nèi)容顯示不全,感興趣的小伙伴可點(diǎn)擊原文進(jìn)行閱覽:
有限元計(jì)算過程中積分點(diǎn)應(yīng)力如何外插至節(jié)點(diǎn)處?【公式推導(dǎo)篇】
https://mp.weixin.qq.com/s/47byQ3b3e5UpbUp7Krs2mQ
本次分享的是:有限元計(jì)算過程中,單元積分點(diǎn)應(yīng)力如何外推至節(jié)點(diǎn)?
有關(guān)積分點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的概念可點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)閱讀歷史推文:有限元基本概念-【節(jié)點(diǎn)和積分點(diǎn)】,現(xiàn)科普一下Q4單元、Q8單元、Q9單元的形函數(shù)和高斯積分方案。
Q4單元
Q8/9單元
應(yīng)力外插
核心理念:坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。
假設(shè)是母單元的自然坐標(biāo)系,是由高斯積分點(diǎn)控制的坐標(biāo)系(術(shù)語可能不專業(yè)),假設(shè)高斯積分方案為。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系:
單元內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力,由4個高斯積分點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行插值時,可表示為
其中,是基于高斯積分點(diǎn)的形函數(shù),第一個積分點(diǎn)的坐標(biāo)在母單元坐標(biāo)系下為(-1,-1),根據(jù)上述的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方式,在高斯積分點(diǎn)的坐標(biāo)系下,第一個單元節(jié)點(diǎn)在高斯積分點(diǎn)坐標(biāo)系下坐標(biāo)為,將此坐標(biāo)值代入第一個形函數(shù),得,相同的道理,可推導(dǎo)至四個節(jié)點(diǎn)在4個形函數(shù)下的外插矩陣:
對于Q8、Q9單元,依然可采用高斯積分方案(減縮積分)。
展開 許多時候我們需要在ANSYS中查看高斯點(diǎn)上的應(yīng)或者和應(yīng)變,然而我們看到的節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力或者應(yīng)變通常是由高斯點(diǎn)上的應(yīng)力或者應(yīng)變外插而來,這時候我們就需要用到ERESX這個命令了。
ERESX命令使用格式:ERESX,Key(GUI: Main>solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Integration Pt或Main Menu > Preprocessor > Loads > Load
Step Opts > Output
Ctrls > Integration Pt)
Key為外插法控制鍵,有DEFA,YES和NO三個選項(xiàng),分別對應(yīng)著三種情況:
DEFA(默認(rèn)設(shè)置):除了具有塑性、蠕變或膨脹等非線性特性的單元意外,將積分點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行外插擴(kuò)展到所有單元的節(jié)點(diǎn)上。
YES: 將積分點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行外插擴(kuò)展到所有單元的節(jié)點(diǎn)上,僅將線性結(jié)果數(shù)據(jù)通過外插法擴(kuò)展到這些具有塑性、蠕變或膨脹非線性特性的單元上。
NO: 將積分點(diǎn)上的結(jié)果復(fù)制(不是外插)到所有單元的節(jié)點(diǎn)上。
顯然,當(dāng)我們不確定ANSYS是如何外推的,想直接查看高斯點(diǎn)上的應(yīng)力、應(yīng)變或其它結(jié)果的時候,我們就可以直接使用ERESX,no這個命令來查看了。
注意:對于非線性的數(shù)據(jù)ANSYS總是采用復(fù)制的方式擴(kuò)展到節(jié)點(diǎn)上,而不是外推法,當(dāng) 然,你也可以用ERESX,yes來采用外推法;這個命令同樣可以在prep7中使用;
轉(zhuǎn)載來源于
http://blog.sina.com.cn/s/blog_934e096a0102wkyb.html
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ANSYS顯示積分點(diǎn)應(yīng)力的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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ANSYS顯示積分點(diǎn)應(yīng)力的最新內(nèi)容
可以輸出umat接口中的變量coords進(jìn)行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結(jié)果為:
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
繼上次的推文:有限元計(jì)算過程中積分點(diǎn)應(yīng)力如何外插至節(jié)點(diǎn)處?【公式推導(dǎo)篇】,本次分享單元積分點(diǎn)應(yīng)力外插至節(jié)點(diǎn)處的數(shù)值實(shí)現(xiàn)過程。
數(shù)值實(shí)現(xiàn)
借助以上理論,我們可以基于matlab平臺編制以下代碼段:
% 將積分點(diǎn)應(yīng)力外插至單元節(jié)點(diǎn)上,這里只列舉了Q4的情況
for i = 1:3
StressElem(e,:,i) = [1+0.5*sqrt(3) -0.5
注:由于技術(shù)鄰排版風(fēng)格有限,故部分內(nèi)容顯示不全,感興趣的小伙伴可點(diǎn)擊原文進(jìn)行閱覽:
有限元計(jì)算過程中積分點(diǎn)應(yīng)力如何外插至節(jié)點(diǎn)處?【公式推導(dǎo)篇】
https://mp.weixin.qq.com/s/47byQ3b3e5UpbUp7Krs2mQ
本次分享的是:有限元計(jì)算過程中,單元積分點(diǎn)應(yīng)力如何外推至節(jié)點(diǎn)
三個主應(yīng)力代數(shù)和?算這個有什么用呢?還真有用,壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
JB4732里有明確的校核條款,見下圖。
JB4
732很多條款是參考美國ASME標(biāo)準(zhǔn)的,所以ASME 8-2 也有一樣的要求。
ANSYS經(jīng)典界面后處理并沒有這個項(xiàng)目,那么我們?nèi)绾蔚玫? 三個主應(yīng)力代數(shù)和的云圖呢?
ANSYS UPFS二次開發(fā)
userOut.F子程序可以完美解決這個問題
在ABAQUS中,當(dāng)需要獲取節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取.
但是當(dāng)需要大量的節(jié)點(diǎn)上應(yīng)力數(shù)據(jù)時,很多人會用Python編程進(jìn)行大批量的提取應(yīng)力.但是提取出來的應(yīng)力為單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力.無法獲取節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點(diǎn)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作.
本文基于個人興趣同時想要更加了解有限元背后原理和公式的想法.近日進(jìn)行了一些初步的探索.希望大家批評指正
ANSYS Workbench 做完應(yīng)力分析后,需要按照自己定義的路徑進(jìn)行應(yīng)力查看時,就需要正確額定義一個路徑。
1. 首先,要進(jìn)行應(yīng)力線性化,必須定義適當(dāng)?shù)穆窂剑趍odel標(biāo)簽上右鍵插入Construction Geometry,如下圖:
2. 選擇后,Outline中出現(xiàn)Construction Geometry選項(xiàng),在選項(xiàng)上右鍵插入path,如下圖:
3. 插入路徑后
許多時候我們需要在ANSYS中查看高斯點(diǎn)上的應(yīng)或者和應(yīng)變,然而我們看到的節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力或者應(yīng)變通常是由高斯點(diǎn)上的應(yīng)力或者應(yīng)變外插而來,這時候我們就需要用到ERESX這個命令了。
ERESX命令使用格式:ERESX,Key(GUI: Main>solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Integration Pt或Main Menu > Preprocessor