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登錄ansys中選擇節點的案例
ANSYS中單元解、節點解以及節點單元解的概念解析
最近在準備初級教程后處理的教程,其中有講到對ANSYS結果解的理解,恰巧也有朋友咨詢水哥怎么去理解ANSYS中的這三個解,今日水哥就簡單談下本人的理解,當然僅限個人理解,有誤之處懇請大家指正。
我們知道,在常見的后處理中,結果查看主要分三個方面:一、節點位移解;二、單元解;三、節點單元解。
那么這三個解相互之間的關系是什么呢?誰的準確性更高呢?
要理清三者之間的關系,首先我們談談有限元分析的基本思路。有限元分析時,將一個我們所謂的“相當大的”結構劃分為有限個單元,單元之間通過節點相連,計算中,假定每個單元的變形和應力都是相對簡單的,并且可以通過計算機求解出來,最后在將單元結果按照一定的規律組合成整個結構的求解結果。
在這分離-結合的過程中,出現了兩個關鍵詞,節點和單元。從數學角度上來講,單元也即是一個個矩陣,通過具有一定自由度的節點相互連接,進而形成總的矩陣。有限元求解也即是求解大家最為熟悉的如下方程:
【K】【x】=【F】
其中【K】是剛度矩陣,【x】是節點自由度矩陣,【F】是外部邊界條件矩陣。
因而,整個結構最先出現的求解結果便是 節點位移解,也可以稱之為原始解,是最為精確的解。
有了節點位移解后,就可以派生出其他解了,因而單元解也可以稱之為派生解,它是通過單元的形函數推導過來,具體過程這里就不細說,但這就產生了一個問題,相信細心的朋友會有所發現,就是單元應力應變解在公共節點上并不連續,在單元邊界上產生了不連續的等值線。
展開 ANSYS中單元解、節點解以及節點單元解該怎么理解
總結起來,三個解的概念如下:
節點解:節點位移解,原始解,最為精確的解;
單元解:單元的應力應變,派生解,通過節點解推導得到;
節點單元解:節點的應力應變,派生解的平均化顯示。
來源:ANSYS學習與應用
ANSYS中單元類型的選擇
初學ANSYS的人,通常會被ANSYS所提供的眾多紛繁復雜的單元類型弄花了眼,如何選擇正確的單元類型,也是新手學習時很頭疼的問題。
單元類型的選擇,跟你要解決的問題本身密切相關。在選擇單元類型前,首先你要對問題本身有非常明確的認識,然后,對于每一種單元類型,每個節點有多少個自由度,它包含哪些特性,能夠在哪些條件下使用,在ANSYS的幫助文檔中都有非常詳細的描述,要結合自己的問題,對照幫助文檔里面的單元描述來選擇恰當的單元類型。
1.該選桿單元(Link)還是梁單元(Beam)?
這個比較容易理解。桿單元只能承受沿著桿件方向的拉力或者壓力,桿單元不能承受彎矩,這是桿單元的基本特點。
梁單元則既可以承受拉,壓,還可以承受彎矩。如果你的結構中要承受彎矩,肯定不能選桿單元。
對于梁單元,常用的有beam3,beam4,beam188這三種,他們的區別在于:
1)beam3是2D的梁單元,只能解決2維的問題。
2)beam4是3D的梁單元,可以解決3維的空間梁問題。
3)beam188是3D梁單元,可以根據需要自定義梁的截面形狀。
2.對于薄壁結構,是選實體單元還是殼單元?
對于薄壁結構,最好是選用shell單元,shell單元可以減少計算量,如果你非要用實體單元,也是可以的,但是這樣計算量就大大增加了。而且,如果選實體單元,薄壁結構承受彎矩的時候,如果在厚度方向的單元層數太少,有時候計算結果誤差比較大,反而不如shell單元計算準確。
實際工程中常用的shell單元有shell63,shell93。shell63是四節點的shell單元(可以退化為三角形),shell93是帶中間節點的四邊形shell單元(可以退化為三角形),shell93單元由于帶有中間節點,計算精度比shell63更高,但是由于節點數目比shell63多,計算量會增大。
展開 Ansys中單元類型選擇
初學ANSYS的人,通常會被ANSYS所提供的眾多紛繁復雜的單元類型弄花了眼,如何選擇正確的單元類型,也是新手學習時很頭疼的問題。
單元類型的選擇,跟你要解決的問題本身密切相關。在選擇單元類型前,首先你要對問題本身有非常明確的認識,然后,對于每一種單元類型,每個節點有多少個自由度,它包含哪些特性,能夠在哪些條件下使用,在ANSYS的幫助文檔中都有非常詳細的描述,要結合自己的問題,對照幫助文檔里面的單元描述來選擇恰當的單元類型。
1.該選桿單元(Link)還是梁單元(Beam)?
這個比較容易理解。桿單元只能承受沿著桿件方向的拉力或者壓力,桿單元不能承受彎矩,這是桿單元的基本特點。
梁單元則既可以承受拉,壓,還可以承受彎矩。如果你的結構中要承受彎矩,肯定不能選桿單元。
對于梁單元,常用的有beam3,beam4,beam188這三種,他們的區別在于:
1)beam3是2D的梁單元,只能解決2維的問題。
2)beam4是3D的梁單元,可以解決3維的空間梁問題。
3)beam188是3D梁單元,可以根據需要自定義梁的截面形狀。
2.對于薄壁結構,是選實體單元還是殼單元?
對于薄壁結構,最好是選用shell單元,shell單元可以減少計算量,如果你非要用實體單元,也是可以的,但是這樣計算量就大大增加了。而且,如果選實體單元,薄壁結構承受彎矩的時候,如果在厚度方向的單元層數太少,有時候計算結果誤差比較大,反而不如shell單元計算準確。
實際工程中常用的shell單元有shell63,shell93。
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ansys中的節點應力
我想知道ansys中的節點應力是如何得到的?因為理論上講應力應該是針對微元體來講的,單純的節點是不存在應力的,那么ansys中結果所提供的節點應力是怎樣得到的?與單元表所顯示的應力往往存在較大差別,那實際進行強度分析的時候應該以哪個為準呢?
ansys中主從節點和靈敏度分析
在ansys中如何設置主從節點、另外怎樣進行靈敏度分析?望得到高手指點
屋面網殼結構等效節點荷載在ANSYS中的實現方法
近日,水哥有看到粉絲對屋面等效節點荷載的施加有一定困惑,現以某屋面網殼結構為例,簡述在ANSYS中實現等效節點荷載施加的方法。該案例摘自水哥即將推出新課程的第39個例子。
39 屋面網殼等效節點荷載計算
【工程概況】
如下所示一六邊形空間網殼結構,邊長為6m,層高1.8m,鋼管截面面積為707mm2,材料彈性模量為210Gpa,泊松比為0.3,密度為7850kg/m3,各節點均為鉸接,屋面受均布投影荷載10KN/m2作用,采用等效節點荷載方法,計算結構自重以及外部荷載用下的響應。
【案例目的】
1、掌握導入CAD面域的基本方法
2、掌握Surf154單元的基本特征
3、掌握利用Surf154施加投影荷載的基本方法
4、掌握獲取等效節點荷載的基本方法
【案例說明】
本案例主要考察使用者對Surf154單元荷載施加方向的理解以及后續對結果提取循環的使用,Surf154單元作為一種荷載施加輔助單元,通過控制其單元關鍵項,能讓使用者實現復雜荷載的施加。
單就以屋面等效節點荷載而言,思路為通過控制154單元第11個關鍵項的設置,考慮投影荷載,施加方向為5,采用方向向量確定荷載方向,約束網殼所有節點,得到僅在均布荷載作用下的支座反力。通過后處理循環獲取每個節點的支座反力并存入數組,刪除154單元,施加節點力與重力荷載,并進而求解。
【操作步驟】
一、在CAD中繪制圖形,并形成面域,導出為sat格式,放入軟件工作目錄下
二、導入sat文件,并設置顯示模式為normal
三、定義單元、材料屬性、布爾運算及劃分單元
/FACET,NORML
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展開 從形函數與函數的連續可導性到ansys結果中的節點解與單元解的差異
如題,《從形函數與函數的連續可導性到ansys結果中的節點解與單元解的差異》,形函數對結果的影響大部分人都能聯想到二次單元比線性單元求得的結果更精確,但該文要表達的不僅如此,而是從更一般地討論怎么從單元的形函數來理解節點解與單元解之間的差異。
首先討論單元的階次。作為基礎我們應該明白網格與單元的區別,網格是將幾何體離散化后的結構,即組成幾何體的微元,單元是這些微元的幾何、物理或數學屬性(這里我們并不打算詳細討論單元的這些屬性,但是這些知識會方便對本文的理解)。我們經常在使用ansys或其他CAE軟件時經常會遇到單元的選擇以及單元階次的選擇,一般一種單元包括線性單元和二次單元甚至更高級的單元,比如在ansys中經常被使用的shell181(左)和shell281(右),線性單元使用的形函數是一次的多項式,高次單元使用的形函數是高次的多項式,形函數用于描述相鄰節點之間的位移場,所以高次的單元可以更好的描述形狀復雜的幾何體。
不同于常規材料力學中通過平衡方程求解(首先求得的解是力解),有限元方式求解的特點是首先求解出的結果是節點的位移解,即displacement of nodes,所有的節點位移形成了位移場,在空間上位移場一定是連續的,但是不一定是平滑的。哎哎,是不是特別熟悉的感覺,正是和高數中函數的連續性和可導性兩個性質非常相似,不用奇怪,位移場本來就是用函數描述的,所以自然就存在函數的性質,所以用函數的性質來理解就可以方便解釋一些現象了,下圖分別是用兩種形函數描述的位移場,在有限元求解后得到的首先是節點位移解,即圖中5個節點的位移,假如每個節點的位移用坐標x\y\z的函數來表示,然后通過形函數插值得到相鄰節點之間的位移(也是xyz的函數),上圖是用一次形函數插值,下圖是用二次形函數插值。
展開 【原創】能夠生成ANSYS中節點應力釋放所需文件的小程序
有節點限制,請注意!
根據上一步的計算結果(nodecal)數據文件生成ansys應力釋放所需要的節點應力文件,
可以按不同比例生成應力文件.歡迎大家給出意見。
使用方法:將結果數據文件,命名為exam.dat,具體格式如例子。
運行node_force.exe,即可。
生成的nodeforce.dat就是ansys所需格式的文件,用input讀入即可。
可以大大提高對各節點進行應力釋放的效率!為平面應變的隧道開挖而設計!
New Folder.rar
ANSYS中的節點解與單元解是怎么回事?下次別說你還不懂
也就是,ANSYS的單元解,其實不能完全看作單元解,筆者稱之為單元角節點解。
轉自公眾號——ANSYS學習與應用
旨在分享,若侵即刪.
ANSYS中的節點解與單元解是怎么回事?附solid186與solid185單元結果對比文檔下載
有限元在求解結構問題時,最先得到的是各個節點的位移,再通過彈性力學方程得到單元的應力和應變,得到的單元應力應變實際上是一個函數,這個函數能夠描述單元內所有位置處的應力場。無疑,這樣沒法在軟件中顯示結果,因此單元解需要確定一些積分點(高斯點),通過積分得到這些積分點的解,這些積分點的解代表單元解。
積分點通常和單元的節點位置不重合,因此想要得到單元節點的解,需要將積分點的解根據某種規則外推,以一種近似的方法得到單元節點的解。由于每個單元外推得到的單元節點解并不完全一致,因此,最初外推得到的單元的節點解不連續,為了讓其連續,將不同單元之間的節點外推得到的節點解進行算術平均,這樣在連續節點處的節點解僅有一個數值,這樣便得到實際在軟件中顯示的節點解。
簡短一點來說:單元解是積分點的解,節點解是外推后平均的解。很明顯,從數值精度上來講,單元解是高于節點解的。
采用ANSYS計算了一個簡單的模型,分別采用solid185單元和solid186單元,185單元是8節點單元,186單元是20節點單元,分別計算后查詢;
最終,單元總數185為256個,186為256個,單元劃分一樣,但是節點數不一樣,185單元劃分的模型節點數為459個,186單元劃分的為1605個。
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