ansys中創(chuàng)建殼體單元
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys中創(chuàng)建殼體單元的視頻教程
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中創(chuàng)建殼體單元的實(shí)例教程
1.1.9 保存項(xiàng)目
File->Save Project，在Save Keyword中鍵入File Name，點(diǎn)擊Save，如圖所示。
1.1.10 保存K文件
File->Save Keyword，在Save Keyword中鍵入File Name，點(diǎn)擊Save，如圖所示。
1.2 合并節(jié)點(diǎn)法
合并節(jié)點(diǎn)法只傳遞平動(dòng)自由度，不傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)自由度
FEM->Element Tools->Duplicate Nodes，點(diǎn)擊Show Dup Nodes，如圖所示，重合節(jié)點(diǎn)用黃色方框顯示
點(diǎn)擊Merge Dup Nodes進(jìn)行合并。
進(jìn)行計(jì)算，可以用LS-RUN，也可以用ANSYS Mechanical APDL Product Launcher，計(jì)算結(jié)果如下圖所示，從圖中明顯看出殼單元并未被拉開。
修改受力方向?yàn)閆向，變形很大，并且板沒(méi)有變彎，說(shuō)明沒(méi)有傳遞彎矩。
1.3 約束法
FEM->Model and Part->Create Entity打開Entity Creation窗口選擇Set Data->*SET_NODE，點(diǎn)擊右側(cè)的Cre單選按鈕，即新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)組，在Title中輸入名稱為by hand，如下左圖所示：
分別選擇同一位置殼單元和實(shí)體單元上的點(diǎn)，選擇殼單元時(shí)在左上角關(guān)閉實(shí)體單元，選擇實(shí)體單元時(shí)打開殼單元，關(guān)閉殼單元，最后恢復(fù)選擇。
在Entity Creation中點(diǎn)擊Apply，在下側(cè)列表中出現(xiàn)新生成的節(jié)點(diǎn)對(duì)。依次生成七個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)，如果想看批量處理法，請(qǐng)查看視頻。最后點(diǎn)擊Done關(guān)閉Entity Creation。
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(guò)在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
展開 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(shuō)說(shuō)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)，此時(shí)各個(gè)桿件可看成鉸接，采用桿單元模擬。而下方框架柱則采用梁單元進(jìn)行模擬，在相交部位則需要用到桿單元與梁單元的連接。
案例二：門廳鋼結(jié)構(gòu)雨棚
在具體模擬該結(jié)構(gòu)時(shí)，雨棚上方拉桿采用桿單元模擬，而下方的鋼梁采用梁單元模擬，混凝土框架柱可采用實(shí)體單元模擬。
一直以來(lái)，桿單元一般用于模擬桁架結(jié)構(gòu)的時(shí)候比較多，其特點(diǎn)是桿件兩端不考慮承受彎矩作用，節(jié)點(diǎn)只有平動(dòng)自由度，是所有單元中最為簡(jiǎn)單的一種。
桿單元分為2D桿單元和3D桿單元，2D桿單元節(jié)點(diǎn)只有Ux和Uy兩個(gè)平動(dòng)自由度，而3D桿單元除了這兩個(gè)，還有Uz。其他單元，梁單元、殼單元、體單元都包含了這三個(gè)自由度，且具有相同的物理意義，按照前面一篇文章所介紹的連接總則，桿單元與其他單元連接時(shí)只需要共用節(jié)點(diǎn)即可，無(wú)需建立約束方程。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的類似雨棚案例，注意本案例各構(gòu)件尺寸僅為演示操作需要所擬，未經(jīng)仔細(xì)推敲，各工程大佬可忽略。
某屋外雨棚平面簡(jiǎn)化模型如上，長(zhǎng)度為4m，折算荷載為10 KN/m，雨棚梁采用工字型鋼I40，系桿截面面積為238.64mm^2，材料均為Q235，采用ANSYS模擬該結(jié)構(gòu)。
下面為建模過(guò)程
!
展開 故如果要實(shí)現(xiàn)梁單元與殼單元的鉸接，必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合方法，具體方法為在同一位置處建立兩種單元各自的節(jié)點(diǎn)，然后耦合平動(dòng)自由度。
簡(jiǎn)單小案例：
如下所示結(jié)構(gòu)模型，左端平板采用殼單元模擬，右邊部分采用同截面的梁單元模擬，材料選用混凝土C30，平板尺寸為1000x1000，厚度200，梁單元截面尺寸為1000x200,長(zhǎng)度5000，平板與梁相交部分采用鉸接處理，兩端固結(jié)，平板上承受 1MPa的均布荷載。
打開后的單元形狀如下：
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
et,1,shell181
et,2,beam188
keyopt,2,3,3 !形函數(shù)設(shè)置
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2500e-12
sectype,1,shell
secdata,200
sectype,2,beam,rect
secdata,1000,200
blc4,,,1000,1000
wpoffs,,500
wprota,,90
asbw,all
!=============
!在相交部位同位置處創(chuàng)建一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，以用于后續(xù)耦合
k,10,5000,500
k,11,1000,500
l,11,10
!============
esize,50
lsel,s,,,2
latt,1,,2,,,,2
lmesh,all
allsel,all
amesh,all
!=================
!相交部位耦合，其中1號(hào)節(jié)點(diǎn)是梁單元節(jié)點(diǎn)，103號(hào)節(jié)點(diǎn)是殼單元節(jié)點(diǎn)
cp,next,ux,1,103
cp,next,uy,1,103
cp,next,uz,1,103
!
展開 hypermesh_abaqus中fastener焊點(diǎn)單元和襯套BUSH單元?jiǎng)?chuàng)建流程
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概述
在OpticStudio中，使用多邊形物體 (Polygon Object, POB) 是創(chuàng)建用戶自定義幾何體的常用方法之一。本文介紹了如何創(chuàng)建多邊形物體、定義物體表面以及如何在非序列編輯器中使用該物體。
介紹
多邊形物體是由多個(gè)三角形或矩形面構(gòu)成的三維空間幾何體，其中三角形或矩形面的頂點(diǎn)由一個(gè)ASCII文本文件定義。該文本文件包含有多行數(shù)據(jù)
概述
本文展示了如何創(chuàng)建XMP測(cè)量模板，以及如何創(chuàng)建和應(yīng)用全局規(guī)則，Speos的仿真運(yùn)算結(jié)果為*.XMP格式，內(nèi)部包含光學(xué)仿真數(shù)據(jù)運(yùn)算的結(jié)果信息。打開XMP仿真記過(guò)后，可以編輯使用template測(cè)量模板文件。通過(guò)使用全局規(guī)則的XMP測(cè)量模板，就可以在不同的項(xiàng)目中重復(fù)使用模板的測(cè)量項(xiàng)目，從而節(jié)省大量時(shí)間。可以利用全局規(guī)則來(lái)創(chuàng)建XMP模板，這些模板可以幫助驗(yàn)證模擬是否滿足內(nèi)部或法規(guī)要求。
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對(duì)經(jīng)典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經(jīng)典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細(xì)信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會(huì)在輸出窗口顯示單元的編號(hào)、
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概述
在OpticStudio中，使用多邊形物體 (Polygon Object, POB) 是創(chuàng)建用戶自定義幾何體的常用方法之一。本文介紹了如何創(chuàng)建多邊形物體、定義物體表面以及如何在非序列編輯器中使用該物體。
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多邊形物體是由多個(gè)三角形或矩形面構(gòu)成的三維空間幾何體，其中三角形或矩形面的頂點(diǎn)由一個(gè)ASCII文本文件定義。該文本文件包含有多行數(shù)據(jù)
寫在前文
盡管減隔震技術(shù)與有限元結(jié)合取得了眾多成果，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如材料非線性、模型不確定性等等。減隔震設(shè)計(jì)除了常規(guī)的宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用SAP2000、Etabs、Midas、SSG、Paco-SAP 或 YJK\PKPM等。
【JY】各類有限元軟件計(jì)算功能賞析與探討
我們需要更清楚減隔震元件的破壞模式，對(duì)減隔震元件進(jìn)行破壞分析，除了對(duì)減隔震元件在正常工況下的性能進(jìn)行評(píng)估
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(wèn)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
有限元在求解結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，最先得到的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移，再通過(guò)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(wú)疑，這樣沒(méi)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(guò)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
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英文原文由David Stenger, Markus Braun著。
編者按
整個(gè)案例使用純DEM計(jì)算-與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動(dòng)無(wú)交互作用，啟用滾動(dòng)模型，通過(guò)網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)幾何運(yùn)動(dòng)
如下圖為導(dǎo)入Hypermesh中的實(shí)體梁，截面為非對(duì)稱，即截面在任何方向上都沒(méi)有對(duì)稱軸。本節(jié)通過(guò)Hypermesh提取實(shí)體梁的截面作為1D梁?jiǎn)卧慕孛妗?圖1實(shí)體梁
圖2beam188梁?jiǎn)卧?圖2是將提取的實(shí)體梁截面賦予beam188梁?jiǎn)卧蟮男Ч{(lán)色是1D梁?jiǎn)卧G色是原來(lái)的實(shí)體梁，兩者完全重合。
通過(guò)該方法建立梁?jiǎn)卧年P(guān)鍵點(diǎn)是梁截面的提取和賦予1D梁?jiǎn)卧獣r(shí)梁截面方向的控制
接上篇《Hypermesh為ANSYS創(chuàng)建梁?jiǎn)卧ㄒ唬罚似饕榻B通過(guò)形心或剪切中心和節(jié)點(diǎn)方向來(lái)控制非對(duì)稱梁截面的位置和方向。如下圖分別是實(shí)體梁和創(chuàng)建的beam188梁之間的對(duì)比，通過(guò)上述控制1D梁與實(shí)體梁的位置和方向完美重合。
實(shí)體梁
實(shí)體梁和beam188（藍(lán)色）對(duì)比效果
