ansys殼體例題
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
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ANSYS Mechanical中殼體與實(shí)體單元連接技術(shù)
ANSYS Mechanical中殼體與實(shí)體單元連接技術(shù) 適用人群：具有ANSYS Mechanical基礎(chǔ)知識(shí)的用戶；參加ANSYS結(jié)構(gòu)工程師中級(jí)認(rèn)證考試人員；土木工程專業(yè)相關(guān)人員 ANSYS Mechanical中殼體與實(shí)體單元連接技術(shù)（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2022-09-27 19:30 本系列直播是ANSYS結(jié)構(gòu)工程師中級(jí)認(rèn)證考試的第8次鋪面課程，在有限元分析中經(jīng)常會(huì)使用實(shí)體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求
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ansys殼體例題的實(shí)例教程
多點(diǎn)簡(jiǎn)支雙層板的有限元模態(tài)分析.pdf
有限元法對(duì)薄壁梁約束扭轉(zhuǎn)狀態(tài)下的計(jì)算精度分析.pdf
有限元?jiǎng)澐值幕驹瓌t.pdf
例子1是為了獲得初始應(yīng)力，計(jì)算可以完成。命令流為：
!以便獲得初始應(yīng)力，收斂！！考慮土與巖石之間的摩擦，點(diǎn)面接觸
fini !考慮土體的相互作用。自由劃分網(wǎng)格，局部細(xì)化,不收斂！！！！！！！！！！！
/cle
/filname,diji11
/title,地基應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律
/units,si
/PREP7
!ET,1,PLANE2
ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
KEYOPT,1,5,0
KEYOPT,1,6,0
MP,EX,1,8e9 !巖石性質(zhì)
MP,PRXY,1,0.29
MP,DENS,1,2600
MP,EX,2,5.0e7 !風(fēng)化槽土體性質(zhì)?
MP,PRXY,2,0.25
TB,dp,2
TBDATA,1,15e3,20,0
MP,DENS,2,2000
et,2,contac48,,,1
mp,mu,3,2.5
r,1,5.0e7,5.0e6,0.01,1.0,0.001,0.001
r,2,5.0e7,5.0e6,0.01,1.0,0.001,0.001
K,1,0,0,0,
K,2,2.5,-12,0,
K,3,6.5,-12,0,
K,4,13.5,-26.5,0,
K,5,20,-30,0,
K,6,24.5,-27,0,
K,7,31.5,-12,0
K,8,35.5,-12,0,
K,9,38,0,0,
k,10,-40,0,0,
k,11,-40,-60,0,
k,12,80,-60,0,
k,13,80,0,0,
K,14,6.5,-12,0,
K,15,13.5,-26.5,0,
K,16,20,-30,0,
K,17,24.5,-27,0,
K,18,31.5,-12,0
*do,i,1,8
lstr,i,i+1
*enddo
展開 ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對(duì)于此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實(shí)體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對(duì)角焊縫（殼體）焊縫單元?jiǎng)?chuàng)建和計(jì)算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊(cè)進(jìn)行編寫，關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限，錯(cuò)誤必然較多，另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整，某種程度未能緊跟相關(guān)技術(shù)發(fā)展，因此嚴(yán)禁直接應(yīng)用于企業(yè)項(xiàng)目的產(chǎn)品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評(píng)估焊縫極限強(qiáng)度的方法進(jìn)行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據(jù)焊縫種類進(jìn)行分組，每一個(gè)有限元輸入分組應(yīng)對(duì)應(yīng)疲勞引擎中對(duì)應(yīng)的有限元焊縫類型，并設(shè)置一個(gè)合理的參數(shù)數(shù)值。
對(duì)于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準(zhǔn)則：
① 網(wǎng)格應(yīng)以4節(jié)點(diǎn)四邊形單元為主，表達(dá)金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進(jìn)行焊縫建模表達(dá)。
③ 焊縫網(wǎng)格規(guī)整，尺寸以5mm為最好，規(guī)避三角形網(wǎng)格出現(xiàn)。
④ 疲勞分析焊縫單元需設(shè)置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設(shè)置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節(jié)點(diǎn)應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計(jì)算評(píng)估使用，該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長(zhǎng)的中點(diǎn)處進(jìn)行計(jì)算，通過在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
展開 1.5 總結(jié)
對(duì)于殼體與實(shí)體的連接的數(shù)量較少且網(wǎng)格劃分規(guī)整時(shí)，使用合并節(jié)點(diǎn)法好約束法，其中合并節(jié)點(diǎn)法只能約束平動(dòng)位移不能約束轉(zhuǎn)動(dòng)位移。當(dāng)連接數(shù)量較多或連接部位網(wǎng)格劃分不規(guī)整時(shí)，采用接觸的裝配則更簡(jiǎn)便快捷。
前面一篇文章主要講解了桿單元與各類單元連接的基本情況，在很多時(shí)候，我們使用梁?jiǎn)卧念l率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桿單元，因而如何處理好梁?jiǎn)卧c各類單元的連接是做好仿真模擬的關(guān)鍵。
梁?jiǎn)卧c桿單元不同之處在于節(jié)點(diǎn)除了有平動(dòng)自由度之外，還附加有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。針對(duì)2D梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)具有Ux、Uy以及Rotz三個(gè)自由度；針對(duì)3D梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)具有Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty、Rotz以及WaRp(僅Beam18x系列單元)。
板殼單元實(shí)際上具有五個(gè)自由度，分別為Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty，但很多時(shí)候引入了第六個(gè)面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)Rotz，但值得注意的是該自由度的含義與梁?jiǎn)卧腞otz含義并不相同。
2D實(shí)體單元節(jié)點(diǎn)自由度僅有Ux、Uy，3D實(shí)體單元節(jié)點(diǎn)自由度包含Ux、Uy、Uz。
從上面可見，不同單元類型其節(jié)點(diǎn)自由度的數(shù)目以及含義不一樣，因而在處理單元連接時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況分不同種類來確定其連接方法。但就梁?jiǎn)卧裕c各單元類型的連接可分為如下情況：
1）梁?jiǎn)卧c殼、實(shí)體單元鉸接；
2）2D梁?jiǎn)卧c2D實(shí)體單元?jiǎng)偨樱?3）3D梁?jiǎn)卧c殼單元?jiǎng)偨樱?4）3D梁?jiǎn)卧c3D實(shí)體單元?jiǎng)偨樱? 本篇介紹梁?jiǎn)卧c殼、體單元的鉸接問題。
從上面介紹的三種單元節(jié)點(diǎn)自由度類型可見，梁?jiǎn)卧c體單元節(jié)點(diǎn)的平動(dòng)自由度物理意義相同，因此如果需實(shí)現(xiàn)梁?jiǎn)卧c實(shí)體單元的鉸接，兩者共用節(jié)點(diǎn)即可；也可兩者無共用節(jié)點(diǎn)，但具有重合節(jié)點(diǎn)時(shí)，直接耦合節(jié)點(diǎn)的平動(dòng)自由度。
然殼單元與梁?jiǎn)卧墓?jié)點(diǎn)自由度除了Rotz有所不同外，其余5個(gè)自由度皆具有相同的物理意義，因而當(dāng)梁?jiǎn)卧c殼單元具有公共節(jié)點(diǎn)時(shí)，可認(rèn)為是除了Rotz外的一種剛性連接，例如最常見的建筑結(jié)構(gòu)梁板體系的模擬。故如果要實(shí)現(xiàn)梁?jiǎn)卧c殼單元的鉸接，必須通過節(jié)點(diǎn)耦合方法
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摘要：在LS-DYNA分析中經(jīng)常會(huì)使用實(shí)體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求，這就存在殼與實(shí)體單元連接時(shí)自由度不匹配的問題。本文詳述三種不同的連接方法案例。如果不需要傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)可以使用合并節(jié)點(diǎn)法和約束法，合并節(jié)點(diǎn)法要求節(jié)點(diǎn)重合，計(jì)算效率最高，約束法不要求節(jié)點(diǎn)重合。接觸法可以傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸法使用最為靈活，消耗的計(jì)算資源較多。
殼體單元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有３個(gè)沿著x、y和z方向的平動(dòng)自由度UX、UY、UZ
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對(duì)于此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實(shí)體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對(duì)角焊縫（殼體）焊縫單元?jiǎng)?chuàng)建和計(jì)算的準(zhǔn)則基于ANSYS
前面一篇文章主要講解了桿單元與各類單元連接的基本情況，在很多時(shí)候，我們使用梁?jiǎn)卧念l率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桿單元，因而如何處理好梁?jiǎn)卧c各類單元的連接是做好仿真模擬的關(guān)鍵。
梁?jiǎn)卧c桿單元不同之處在于節(jié)點(diǎn)除了有平動(dòng)自由度之外，還附加有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。針對(duì)2D梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)具有Ux、Uy以及Rotz三個(gè)自由度；針對(duì)3D梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)具有Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty、Rotz以及WaRp(僅Beam18x
前一篇文章主要介紹了單元之間連接的主要原則，今天開始主要從具體方面講解連接方法。
按照桿、梁、殼、實(shí)體的順序，先說說桿單元與各單元的連接方法。
那么什么時(shí)候需要用到桿單元與各種單元的連接呢？水哥稍微列舉下實(shí)際工程中需要考慮此類連接的例子。
案例一：工業(yè)廠房
此類結(jié)構(gòu)一般橫向跨度較大，屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)形式，在具體模擬屋架時(shí)
利用APDL在ANSYS CLASSIC環(huán)境下進(jìn)行了劉鴻文《材料力學(xué)》第10頁例題1.2的試算。重點(diǎn)在于對(duì)邊界條件的理解，APDL語言的應(yīng)用。
命令流如下：
LiuHongWenExamp1_2.txt
Ansys_Example_教程 老美大學(xué)生13例題 MHTML(E)
多點(diǎn)簡(jiǎn)支雙層板的有限元模態(tài)分析.pdf
有限元法對(duì)薄壁梁約束扭轉(zhuǎn)狀態(tài)下的計(jì)算精度分析.pdf
有限元?jiǎng)澐值幕驹瓌t.pdf
某砌石拱壩位于U型河谷中，壩高55.5m，為單曲等厚拱壩，頂寬5m，底寬16m，壩頂弧長(zhǎng)115.65m，弧高比2.1。
上傳一個(gè)連續(xù)梁施工方面的題目（具體見附件，未附答案），徐變系數(shù)大家可以自己指定，有興趣的可以探討下
okok.org
三跨梁在支架上分三次現(xiàn)澆，桿件在重q=10T/M，跨徑、分段見圖。第Ⅰ階段（假定6月1日）先澆注第一梁段a，經(jīng)7天后（6月8日）梁段a落架，引起內(nèi)力如圖。過7天后（6月15日）第Ⅱ階段開始，澆注第二梁段b與第一梁段a相聯(lián)，在建筑7天后（6月22日）梁段b落架（假定這時(shí)第二梁段與第一梁段相聯(lián)起作用
例子1是為了獲得初始應(yīng)力，計(jì)算可以完成。命令流為：
!以便獲得初始應(yīng)力，收斂！！考慮土與巖石之間的摩擦，點(diǎn)面接觸
fini !考慮土體的相互作用。自由劃分網(wǎng)格，局部細(xì)化,不收斂！！！！！！！！！！！
/cle
/filname,diji11
/title,地基應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律
/units,si
/PREP7
!ET,1,PLANE2
ET,1,PLANE42
KEYOPT,
