ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别要点
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择初学ANSYS的人,通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择正确的单元类型,也是新手学习时很头疼的问题。
类型的选择,跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前,首先你要对问题本身有非常明确的认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述,要结合自己的问题,对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元(Link)还是梁单元(Beam)?这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。
对于梁单元,常用的有beam3,beam4,beam188这三种,他们的区别在于:1)、beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。
2)、beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。
3)、beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。
(常规是6个自由度,比如是用于桁架等框架结构,如鸟巢,飞机场的架构)2.对于薄壁结构,是选实体单元还是壳单元?对于薄壁结构,最好是选用shell单元,shell单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的,但是这样计算量就大大增加了。
而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形),shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点,计算精度比shell63更高,但是由于节点数目比shell63多,计算量会增大。
ansys结构分析单元类型

ansys结构分析单元类型决定单元的自由度设置(如:热单元有一个自由度,而结构单元有6个自由度)、单元形状(六面体,三角形等)、维数(二维或三维)、位移形函数(线形及二次函数)。
在ANSYS数据库中有超过l90种的不同单元类型可供选择。
冈此确定单元类型是很重要的,应根据不同特性的 1 程系统选用不同类型的单元型号,并了解单元特性,才能得出正确的结果J。
本文按单元的特点将结构分析单元分为:线单元、管单元、实体单元、壳单元、接触单元、特殊单元六大类,分类进行介绍。
2.1线单元线单元主要有:杆单元、梁单元。
2.1.1杆单元杆单元主要用于桁架和网格计算。
属于只受拉、压力的线单元pJ。
主要用米模拟弹簧,螺杆,预应力螺杆利薄膜桁架等模型。
其主要的类型有:(1)LINK1是个二维杆单元,可刚作桁架、连杆或弹簧。
(2)LINK8是个三维杆单元,可用作桁架、缆索、连杆、弹簧等模型。
(3)LINK10是个三维仅受拉伸或压缩杆单元,可用于将整个钢缆刚一个单元来模拟的钢缆静力。
2.1.2梁单元梁单元主要用于框架结构计算。
属于既受拉、压力,又有弯曲应力的线单元【3】。
主要用米模拟螺栓,薄壁管件,C型截面构件,角钢或细长薄膜构件。
其主要的类型有:(1)BEAM3是个二维弹性粱单元,可用于轴向拉伸、压缩和弯曲单元。
(2)BEAM4是个三维弹性梁单元,可用于轴向拉伸、压缩、扭转和弯曲单元。
(3)BEAM54是个二维弹性渐变不对称梁单元,可用于分析拉伸、压缩和弯曲功能的单轴向单元。
(4)BEAM44是个三维渐变不对称梁单元,可用_丁分析拉伸、压缩、扭转利弯曲功能的单轴单元。
(5)BEAMl88是个三维线性有限应变梁单元,可用于分析从细长到中等粗短的梁结构。
(6)BEAMl89是个三维二次有限应变梁单元,可刚于分析从细长到中等粗短的梁结构。
2.2管单元(1)PIPE16是三维弹性直管单元,可用于分析拉压、扭转和弯曲的单轴向单元。
壳单元综述

壳单元是有限元分析中的一种重要元素类型,特别适用于模拟具有一个维度显著小于其他两个维度的结构,例如薄板、薄膜和壳等。
在壳单元的分析中,通常会采用一些简化和假设以降低计算复杂性,同时保持足够的精度。
壳单元的主要特点包括:
维度简化:壳单元是二维元素,但能够模拟三维空间的应力应变状态。
它们通过厚度方向的积分点来考虑横向剪切效应,从而在一定程度上反映三维特性。
计算效率:相比于实体单元,壳单元的计算效率更高,因为它们需要的自由度较少。
这使得壳单元在模拟大型结构时具有优势。
适用性:壳单元适用于各种材料和结构类型,包括各向同性、正交各向异性、层合板和复合材料等。
此外,壳单元还可以模拟结构的几何非线性行为。
精度:壳单元的精度取决于所采用的假设和理论。
例如,一阶剪切变形理论(FSDT)和二阶剪切变形理论(HSDT)在模拟厚度方向剪切效应时具有不同的精度。
通常,HSDT比FSDT更精确,但计算成本也更高。
在有限元分析中,选择合适的壳单元类型对于确保模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
因此,在实际应用中,需要根据问题的具体需求和特点来选择合适的壳单元类型。
总的来说,壳单元是一种高效且实用的有限元元素类型,广泛应用于各种工程和科学领域。
随着计算机技术和数值方法的不断发展,
壳单元的理论和应用也在不断进步和完善。
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别

一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分:当L/h < (5~8) 时为厚板,应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板,可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜,可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分:当R/h >= 20 时为薄壳结构,可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构,选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度,L 为平板面内特征尺度,R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况:①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸,而挠度又远小于板厚的情况,也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定:①平行于板中面的各层互不挤压,即σz = 0。
②直法线假定:该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形,且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中,其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论,一般称为中厚板理论或Reissner(瑞斯纳)理论。
该理论不再采用直法线假定,而是采用直线假定,同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后,又出现了许多精化理论。
但大致分为两类,如Mindlin(明特林)等人的理论和Власов(符拉索夫)等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论,即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love(克希霍夫-勒夫)假定:①薄壳变形前与中曲面垂直的直线,变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上,且其长度保持不变。
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别

一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分:当L/h < (5~8) 时为厚板,应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板,可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜,可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分:当R/h >= 20 时为薄壳结构,可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构,选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度,L 为平板面内特征尺度,R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况:①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸,而挠度又远小于板厚的情况,也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定:①平行于板中面的各层互不挤压,即σz = 0。
②直法线假定:该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形,且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中,其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论,一般称为中厚板理论或Reissner(瑞斯纳)理论。
该理论不再采用直法线假定,而是采用直线假定,同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后,又出现了许多精化理论。
但大致分为两类,如Mindlin(明特林)等人的理论和Власов(符拉索夫)等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论,即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love(克希霍夫-勒夫)假定:①薄壳变形前与中曲面垂直的直线,变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上,且其长度保持不变。
ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别要点

一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分:当L/h < (5~8) 时为厚板,应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板,可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜,可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分:当R/h >= 20 时为薄壳结构,可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构,选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度,L 为平板面内特征尺度,R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况:①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸,而挠度又远小于板厚的情况,也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定:①平行于板中面的各层互不挤压,即σz = 0。
②直法线假定:该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形,且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中,其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论,一般称为中厚板理论或Reissner(瑞斯纳)理论。
该理论不再采用直法线假定,而是采用直线假定,同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后,又出现了许多精化理论。
但大致分为两类,如Mindlin(明特林)等人的理论和Власов(符拉索夫)等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论,即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love(克希霍夫-勒夫)假定:①薄壳变形前与中曲面垂直的直线,变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上,且其长度保持不变。
ANSYS常见单元及其特性

常见单元及其特性单元名称及适用情况单元图形节点数每个节点的自由度数位移模式桁架元桁架2 112u a a x=+平面梁元平面刚架2 312233456u a a xv a a x a x a x=+=+++空间梁元空间刚架2 6xy平面梁元、xz平面纯弯曲梁元和绕x轴纯扭转的位移模式组合平面三角形元平面应力或平面应变问题3 2123456u a a x a yv a a x a y=++=++平面四边形元平面应力或平面应变问题4 2123567u a a av a a aξηαξηξηαξη48=+++=+++三角形截面环元轴对称实体或厚壳3 2-3123123456456789789()cos)sin()cos()sin()sin()cosu a a r a z na a r a z nw a a r a z na a r a z nv a a r a z na a r a z nθθθθθθ=++'''+(++=++'''+++=++'''+++续表u1u212xu1x 12v1v2yθz2θz1u2x12v2u2yu1v1v3u3o3x12v2u2 yu1v1v3u3o43o1v4u4ξηv iw iu ii=1,2,3123rOzu1x12v1v2θx2θz1u2w1θx1yθy1θy2θz2w21z单元名称及适用情况单元图形节点数每个节点的自由度数位移模式六面体等参元三维应力8 312567891016171824zu a aa aa av a a aw a a aξαηαζξηηζζξξηζξξηζξξηζ34=+++++++=+++=+++20节点空间等参元三维应力20 31234567891021112131415161718192021404160u a a a a a aa a a aa a aa a aa aa av a aw a aξηξξηζξηηζζξξηξζηξηζζξζηξηζξηζξηζξηζξηζξηζ2222222222222=+++++++++++++++++++=++=++矩形板元薄板弯曲问题4 322123456322378910331112w a a x a y a x a xy a ya x a x y a xy a ya x y a xy=+++++++++++三角形板元薄板弯曲问题3 3112233423225316127233222831132291221()()()w a L a L a L a L La L L a L L a L L L La L L L La L L L L=++++++--+-123,,L L L为面积坐标OzyxO1w i u iv iξςηi=1,2,3, …., 20yw iOzyx21435678O1w i u iv iξηξθx i Ozx1243θy ii=1,2,3,4yOzyx123θx iθy iw ii=1,2,3续表单元名称及适用情况单元图形节点数每个节点的自由度数位移模式三角形壳元薄壳问题3 5-6平面应力三角形元位移模式和三角形薄板元位移模式的组合矩形壳元圆柱薄壳4 5-6平面应力矩形元位移模式和矩形板元位移模式的组合v iw iu ii=1,2,3123θy iθx iOzyxOzy1423x。
ansys中单元类型区别

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择初学ANSYS的人,通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择正确的单元类型,也是新手学习时很头疼的问题。
单元类型的选择,跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前,首先你要对问题本身有非常明确的认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述,要结合自己的问题,对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元(Link)还是梁单元(Beam)?这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。
对于梁单元,常用的有beam3,beam4,beam188这三种,他们的区别在于:1)beam3是2D的梁单元,只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。
3)beam188是3D梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。
2.对于薄壁结构,是选实体单元还是壳单元?对于薄壁结构,最好是选用shell单元,shell单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的,但是这样计算量就大大增加了。
而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell 单元(可以退化为三角形),shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点,计算精度比shell63更高,但是由于节点数目比shell63多,计算量会增大。
对于一般的问题,选用shell63就足够了。
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一、板壳弯曲理论简介1. 板壳分类按板面内特征尺寸与厚度之比划分:当L/h < (5~8) 时为厚板,应采用实体单元。
当(5~8) < L/h < (80~100) 时为薄板,可选2D 实体或壳单元当L/h > (80~100) 时为薄膜,可采用薄膜单元。
壳类结构按曲率半径与壳厚度之比划分:当R/h >= 20 时为薄壳结构,可选择薄壳单元。
当6 < R/h < 20 时为中厚壳结构,选择中厚壳单元。
当R/h <= 6 时为厚壳结构。
上述各式中h 为板壳厚度,L 为平板面内特征尺度,R 为壳体中面的曲率半径。
2. 薄板理论的基本假定薄板所受外力有如下三种情况:①外力为作用于中面内的面内荷载。
弹性力学平面应力问题。
②外力为垂直于中面的侧向荷载。
薄板弯曲问题。
③面内荷载与侧向荷载共同作用。
所谓薄板理论即板的厚度远小于中面的最小尺寸,而挠度又远小于板厚的情况,也称为古典薄板理论。
薄板通常采用Kirchhoff-Love 基本假定:①平行于板中面的各层互不挤压,即σz = 0。
②直法线假定:该假定忽略了剪应力和所引起的剪切变形,且认为板弯曲时沿板厚方向各点的挠度相等。
③中面内各点都无平行于中面的位移。
薄板小挠度理论在板的边界附近、开孔板、复合材料板等情况中,其结果不够精确。
3. 中厚板理论的基本假定考虑横向剪切变形的板理论,一般称为中厚板理论或Reissner(瑞斯纳)理论。
该理论不再采用直法线假定,而是采用直线假定,同时板内各点的挠度不等于中面挠度。
自Reissner 提出考虑横向剪切变形的平板弯曲理论后,又出现了许多精化理论。
但大致分为两类,如Mindlin(明特林)等人的理论和Власов(符拉索夫)等人的理论。
厚板理论是平板弯曲的精确理论,即从3D 弹性力学出发研究弹性曲面的精确表达式。
4. 薄壳理论的基本假定也称为Kirchhoff-Love(克希霍夫-勒夫)假定:①薄壳变形前与中曲面垂直的直线,变形后仍然位于已变形中曲面的垂直线上,且其长度保持不变。
②平行于中曲面的面素上的正应力与其它应力相比可忽略不计。
但上述假定同时假定了两种不相容的变形状态,即平面应变和平面应力状态。
因此许多学者提出了许多修正理论,但是只要是基于Kirchhoff-Love 假定为基础的薄壳理论,其精度都不会超过Kirchhoff-Love 理论的精度范围。
为构造协调的薄板壳单元,可采用多种方法,如增加自由度法、再分割法(也称复合法)、离散克希霍夫(Discrete Kirchhoff Theory)法等,但都适用于薄板壳结构,也不考虑横向剪切变形的影响。
5. 考虑横向剪切变形的壳理论可考虑横向剪切变形影响的理论,一般称为Mindlin-Reissner 理论,是将Reissner 关于中厚板理论的假定推广到壳中。
二、板壳有限元与SHELL 单元薄板壳单元基于Kirchhoff-Love 理论,即不计横向剪切变形的影响;中厚板壳单元则基于Mindlin-Reissner 理论,考虑横向剪切变形的影响。
在ANSYS中,SHELL 单元采用平面应力单元和板壳弯曲单元的叠加。
除SHELL63、SHELL51、SHELL61 不计横向剪切变形外(可用于薄板壳分析),其余均计入横向剪切变形的影响(可用于中厚板壳分析)。
对于板壳单元还应注意以下几个问题:⑴面内行为由于面内采用平面应力状态,因此不存在“体积锁死”问题,但“剪切自锁”问题依然存在,因此许多单元采用了ESF 以响应面内行为,如SHELL41、SHELL43 和SHELL63 单元等,SHELL181 支持横向剪切刚度的读入。
⑵面内转动自由度面内转动自由度(Drilling DOF,简称DDOF)也称为法线自转自由度、旋转自由度、第 6 自由度等,因面内平动自由度可完全描述面内行为,故DDOF 为“虚假”的自由度,其引入目的是便于单元刚度矩阵的转换。
该自由度对应一“假设刚度”,为防止整体刚度矩阵奇异,其处理一般有 3 种方法:①扭簧型刚度:赋予极小值(如 1 . 0 E-5),如SHELL43、SHELL63 和SHELL143 的KEYOPT(3)≠2 时的情形。
②Allman 型转动刚度,用沿边界二次变化的位移模式构造单元,如SHELL43、SHELL63 和SHELL143 的KEYOPT(3)=2 时的情形。
③罚函数法:利用罚函数建立面内转动自由度和面内平移自由度之间的关系,进而考虑面内转动刚度,如SHELL181。
⑶中面与偏置大多数板壳单元的节点描述单元中面的位置,低阶单元SHELL181 可使用SECOFFSET 将节点偏置到单元的顶面、底面或用户指定位置,高阶单元如SHELL91 和SHELL99 可使用KEYOPT(11) 将节点偏置到单元的顶面或底面,即节点所描述的不再是单元中面,而是单元的顶面或底面等。
⑷小应变与有限应变所有板壳单元都支持大变形(大转动),但SHELL63 不支持材料非线性和有限应变,SHELL43、SHELL91、SHELL93 和SHELL181 支持有限应变,SHELL181 可计算因板壳“伸展”而引起的厚度变化,而SHELL93 则不能。
三、四边简支方板与单元计算比较四边简支的方形薄板,承受均布荷载。
设边长L = 1 m,板厚度t = 0.01 m,弹性模量E = 2.1 E11 Pa,泊松系数μ= 0.3,均布荷载为q = 40000 N/m^2,对其进行静态计算分析。
该板中心挠度的精确解为w = 0.004602 q L^4 / D,其中D=E t^3/ 12 / (1-μ2);板中心处弯矩为Mx = My = 0.0479 q L^2,板中心最大应力为6 Mx / t^2。
! EX6.12 SHELL63 不同网格划分时的计算finish $ /clear $ /prep7et,1,shell63 $ r,1,0.01 ! 定义单元类型及实常数(板厚)mp,ex,1,2.1e11 $ mp,prxy,1,0.3 ! 定义材料性质(弹性模量与泊松系数)blc4,,,1,1 $ n=8 ! 创建几何模型;定义网格划分个数为参数lesize,all,,,n $ amesh,all ! 定义每条线的划分数目,并划分网格dk,1,ux,,,,uy $ DK,2,uy ! 将KP1 的Ux,UY 约束,将KP2 的UY 约束dl,all,,uz ! 约束所有线的Uzlsel,s,tan1,x $ dl,all,,rotx ! 与X 轴垂直的线约束ROTXlsel,s,tan1,y $ dl,all,,roty ! 与Y 轴垂直的线约束ROTYlsel,all $ sfa,all,1,pres,-40000 ! 施加均布荷载/solu $ solve $ /post1 ! 求解并进入后处理pldisp,1 ! 观察变形结果etable,mx,smisc,4 $ pletab,mx ! 定义单元表,显示弯矩图plnsol,s,x ! 显示节点的X 方向应力结果/graphics,full $ prerr ! 关闭POWERGRAP 模式,显示能量误差百分比四、板壳单元计算的几个问题1. 变厚度板壳的建模当采用板壳单元计算实际工程结构时,有时要用到变厚度板壳,如薄壁墩及板厚变化的箱梁等,其厚度变化一般是连续的,可表示为空间位置的函数。
! EX6.13 变壁厚柱结构建模finish $ /clear $ /prep7a=6 $ b=8 $ h=15 $ t1=0.8 $ t2=0.3 ! 定义几何参数(仅为建模假定尺寸)et,1,shell93 ! 定义单元类型k,1,b/2-t1/2 $ k,2,b/2-t1/2,a/2-t1/2 ! 创建关键点k,3,0,a/2-t1/2 $ k,4,b/2-t2/2,,h ! 用中面表示结构几何k,5,b/2-t2/2,a/2-t2/2,h $ k,6,0,a/2-t2/2,ha,1,2,5,4 $ a,2,3,6,5 ! 创建几何面esize,0.5 $ mshkey,1 $ amesh,all ! 定义单元尺寸、单元形状、单元划分*get,nodemax,node,,count ! 得到节点总数nodemax*dim,thick,,nodemax ! 定义thick 为数组,元素数nodemax*do,i,1,nodemax ! 循环生成各节点厚度thick(i)=t1-(t1-t2)/h*nz(i) $ *enddorthick,thick(1) ! 赋予各节点厚度/eshape,1 $ /view,1,1,1,1 $ /ang,1,-120,zs,1 ! 查看单元形状/ang,1,180,ys,1 $ /ang,1,60,xs,1 $ eplot ! 可以看出与结构形状相同2. 应力结果的处理通常求解给出基本结果和导出结果。
基本结果为节点自由度结果数据,如节点位移和温度等,是通过求解刚度方程直接计算得到的;导出结果是指从基本结果中计算出的结果数据,如应力、应变等,其结果是针对单元计算的,通常其结果位置有:单元的节点、积分点、单元质心等。
积分点是单元的求解点,可采用不同的外推方式(ERESX 命令)得到单元节点的结果数据。
当结果位置在节点上时,就为“单元节点结果”(与节点结果不同),因依据单元积分点结果外推,所以显示或列表单元结果时,同一节点上的结果数据是不同的。
而节点结果采用与其相连单元的节点结果数据平均值,因此节点结果与单元节点结果也存在差别。
如查看应力,节点应力(PRNSOL)与单元节点应力(PRESOL)不同;在单元节点应力中,同一节点的应力在不同单元中会有不同的数值。
通常情况下,采用节点结果比较合理,可用于应力校核等。
结果数据受显示模式(GRAPHICS 命令)影响,在PowerGraphics 关闭时,模式平均(A VRES 命令)计算仅包含模型表面的结果,而全模式的平均计算则包含整个模型(外表面和内表面),因此两种方法显示的结果不同,但列表时数据不受显示模式的影响。
3. 应力和内力输出薄壳单元和中厚板壳单元应力和内力的输出项目不尽相同,对于薄壳单元如SHELL63 就不输出次要应力(τxz、τyz)和内力(Nx、Ny),而中厚板壳单元则输出这些应力和内力。
内力均相对单元坐标系,单元各边内力相同,为该单元单位长度上的内力,如Mx 的单位为“力×长度/长度”,如需该单元的总弯矩则再乘以单元边长即可。
在实际工程结构中,如板梁或箱梁结构采用板壳单元时,常常需要获取某个截面的内力,但是板壳单元不能直接获取这些内力,此时就必须通过计算获取。