单元生死算例 (ANSYS)
ANSYS生死单元解析
关于 LSWRITE 和 LSSOLVE的注释
LSWRITE 命令不能同单元生和死选项一起使用，需要采用一系列 显式SOLVE命令进行多载荷步求解。
January 30, 2001 Inventory #001451 10-14
求解的命令流实例
NLGEOM,ON NROPT,FULL ESTIF,… ESEL,… EKILL,… ESEL,S,LIVE NSLE,S NSEL,INVE D,ALL,ALL,0 NSEL,ALL ESEL,ALL D,… F,… SAVE SOLVE ! 打开大变形效果 ! 必须明确设定牛顿-拉普森选项 ! 设定非缺省缩减因子 (可选) ! 选择在本载荷步中将杀死的单元 ! 杀死选择的单元 ! 选择所有活单元 ! 选择所有活节点 ! 选择所有非活节点 ! 约束所有非活的节点自由度 (可选) ! 选择所有节点 ! 选择所有单元 ! 施加合适的约束 ! 施加合适的活动节点自由度载荷 ! 存储数据库 ! 求解
• 如果要对不同的载荷步作后处理，一定要先确信数据库中存有和 该载荷步生死状态相匹配的所有单元的生死状态 (对于改变生死 状态的每一载荷步应作一数据库副本)。
January 30, 2001 Inventory #001451 10-17
使用ANSYS结果控制单元生与死
Training Manual
• 后处理时确信只选择活的单元，如在等值线显示中包括“ 被杀 死”的单元，将在显示衍生节点值 (应力和应变)时污染结果。
January 30, 2001 Inventory #001451 10-22
January 30, 2001 Inventory #001451 10-8
求解
Training Manual
ANSYS焊接案例
生死单元案例—焊接
16
建立的几何模型如下图所示：
生死单元案例—焊接
17
5. 布尔操作
从主菜单中选择
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue>Volu mes，在弹出的对话框中点击【Pick All】。
6. 设置单元密度
从主菜单中选择Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Manualsize>Global>Size，在弹出的对话框 Element edge length中输入0.05，如下图所示。完毕点击 【OK】。
生死单元案例—焊接
7
点击材料属性对话框中的Edit>Copy,弹出如下对话框，from中选择1， to中输入2，如下图所示。完毕点击【OK】。
这样，材料2复制了材料1的全部属性。由于钢板属性不需要焓参数， 因此要删掉材料2中的Enthalpy:先选中材料2中的Enthalpy,然后点击 Edit>Delete。
生死单元案例—焊接
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7. 设置焊接件属性
a.设置右焊缝属性：从主菜单中选 Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Volumes，在弹出的对话框中选择右焊缝V10后点击 【OK】，在弹出的对话框中选择1和1 SOLID70,如下图
生死单元案例—焊接
6
d.定义焓参数：点击对话框右侧的Thermal>Enthalpy,在弹出 的对话框中连击4次【Add temperature】，然后按下图将 参数输入对话框。完毕点击【OK】。
(2)定义两钢板的材料属性：
单元生死实例
alls
mshape,0,1d
mshkey,1
amesh,all
finish
/solu
antype,static
nlgeom,on !打开大变形
nropt,full !全N-R方法
outres,all,all
time,1
lsel,s,loc,y,0
rectng,0,8,12,15
rectng,4,4.5,0,15
aptn,all
/pnum,line,1
/pnum,area,1
/number,0
lplot
!选择径向直线，定义径向各线上单元分数
lsel,s,loc,x,2
lesize,all,,,4,,,,,1
lsel,s,loc,x,4.25
dl,all,,uy
lsel,s,loc,x,0
dl,all,,ux
sfgrad,pres,0,y,15,-3e4 !土压力荷载斜率
lsel,s,loc,x,8
sfl,all,pres,0
acel,0,9.8,0
allsel,all
sbctran
/psf,pres,norm,2,0,1
allsel,below,area
eplot
mpchg,2,allcm,ebirth1,elem
ealive,all
allsel,all
time,3
solve
finish
/post1
/expand,18,axis,,,10
eplot
save
solve
finish
ANSYS生死单元
2. 单元死活的应用范畴 单元死活 死活的应用范畴
1. 单元死活的定义
Session Objective
6. 排错
January 30, 2001 Inventory #001451 10-2
Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7 Basic Structural Nonlinearities 5.7
ANSYS算例100个
1.考虑热应力的模态分析2.ansys中抓图的命令流3.生死单元的例子4.正在建设中5.热应变与结构应变6.表面单元的使用7.修改ANSYS的默认工具条8.表格加载函数加载9.特征值屈曲分析10.包辛格效应11.塑性理论12.使用*vwrite和*vread13.ansys数值变量转字符变量14.ansys中保存视图设置15.ansys中最值问题16.apdl命令分类17.ANSYS宏加密18.用路径得到任一点的应力值19.ansys中的函数20.塑性应变实例21.残余应力22.beam4与solid45的连接23.塑性分析算例24.模态缩减法25.离心应力刚化26.ansys中泊松比效应27.比较弹性模量算例28.获得单元积分点的结果29.等向强化与随动强化小算例30.网格密度与计算结果31.ansys工况组合32.谐响应算例33.安全系数云图34.常应变单元35.ANSYS网格装配36.ANSYS子模型技术37.ansys中螺栓联接的模拟38.ANSYS接触过盈分析39.ANSYS板金冲压算例40.ANSYS节点解单元解单元表41.ANSYS单元生死42.过盈装配算例43.ANSYS超单元子结构44.ANSYS点到面热辐射算例45.ANSYS面到面热辐射46.ANSYS蠕变算例47.ANSYS蠕变算例248.ANSYS转子坎贝尔图分析49.ANSYS P单元算例50.ansys路径算例51.循环对称结构的模态分析52.ansys复合材料算例53.ansys复合材料算例254.扭矩和转动惯量对模态的影响55.ANSYS接触反力提取56.ANSYS热分析后处理57.ANSYS热结构耦合算例58.ANSYS瞬态动力学小算例59.ANSYS谐响应动力学小算例60.ANSYS模态动力学小算例61.ANSYS旋转软化应力刚化算例62.link10-gap单元63.循环对称结构的模态分析64.Ansys疲劳算例65.ANSYS材料实验小算例66.ANSYS各向异性材料算例67.ANSYS焊接模拟68.港口起重机有限元实例69.ansys中由网格生成几何模型70.ansys相变分析算例71.ANSYS输出单元刚度矩阵72.ANSYS模拟单摆运动73.ansys点点接触算例74.ANSYS弹性地基梁分析75.ANSYS平面应力plane4276.平面应变plane4277.轴对称plane4278.ANSYS螺旋的建模79.ANSYS弹簧建模80.ANSYS两个DB合并81.Hill_VS_vonmises82.ANSYS将文本数据给数组83.ansys中定义变截面梁84.ansys裂纹模拟85.ANSYS粘塑性86.shell63和shell187.ANSYS超弹性88.ANSYS剪切锁定算例89.ANSYS体积锁定算例90.ANSYS材料多线性与材料非线性91.工程应力与真实应力92.导热系数对热分布的影响93.ANSYS双线性随动/等向强化应94.ANSYS双线性随动/等向强化应95.ANSYS双线性随动/等向强化应96.ANSYS双线性随动/等向强化应97.Chaboche应力控制非循环对98.循环强化: Chaboche+非99.ANSYS数组插值。
第十一讲 ANSYS
8
单元生与死的使用过程
• 和其它分析时一样，单元生与死的使用也包括三个主要步骤： – 建模 – 加载并求解 – 查看结果
9
建模
• 当在前处理器(PREP7)中建模时，应在分析开始就创建所有单元－甚 至一些到载荷结束也不会被激活的单元。 • 并非所有单元都支持生与死的操作，只能杀死或激活那些具有生死能 力的单元。在确定分析所用的单元类型时，确保所使用的单元类型支 持这项功能。
4
Part B. 单元生与死的应用范畴
5
单元生与死的应用范畴
• 可能的应用包括: – 模拟桥梁结果逐阶段施工 – 挖掘(如隧道或泥墙挖掘) – 层级建筑( 如无支撑桥梁架设) – 连续装配(如分层计算机芯片的制作，环氧处理等) – 焊接 – 可以根据它们的已知位置来确定有效单元和无效单元的其它应用
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单元生与死的实现
• 出生单元也不是被真正加入模型中，它们只不过重新被激活了而已。 – 所有单元，包括在分析的后一阶段产生的单元，都必须在前处理阶 段就被生成，。 – 单元被重新激活时，它们的刚度、质量、阻尼及单元载荷都恢复原 值。 – 被激活的单元无应变历史记录(它们被生与死操作““ ““退火”了,被 ” ““ 激活时它们的应力与应变均为零)。
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关于求解器中改变材料属性的注释
• 如果需要保持死亡单元的应变记录，可以通过在求解器中改变材料属 性来杀死单元： • Solution > Load Step Opts > Other > Change Mat Props • 然而，这一操作不能删除单元集中力、应变、质量、比热等。如果在 求解器中改变材料属性不当，则会导致收敛问题。例如如果一个单元 的刚度被缩减为零，而保留其质量，那么在加速度载荷的问题中将产 生奇异性。
ANSYS单元生死
单元生死法的使用收藏到手机转发评论2006-06-17 23:04单元生死法的使用在大多数静态和非线形瞬态分析小，都可以使用单元死活行为，与其他分析一样，分析过程包括建摸、加载并求解和查看结果3个主要步骤。
1．建立模型在PREP7中创建所有单元，包括那些在开始“死掉”，在以后的荷载少中被激活的单元。
不能在求解过程中创建新的单元。
2．加载和求解(1)指定分析类型。
(2)定义第—个荷载步。
在结构分析中应激活大变形效应：● 命令：NLGEOM,ONGUI：mainnMenu->preprocessor->Loads->Analysis OptionsMain Menu->Solution->Sol'n ControlsMain Menu->Solution->AnalysisOptions使用单元生死选项叫，应设置Newton-Raphson选项：命令：NROPT，Option，—，AdptkyGUI：Main Menu->Preprocessor->Loads->AnalysisOptionsMain Menu->Solution->Analysis Options提示：打开自适应下降因子的全牛顿-拉普森选项通常会产生更好的结果。
杀死所有要在后续荷载步“生”(激活)的单元：命令：EKILL，ELEMGUI：main Menu->Preprocessor->Loads->Other->Kill ElementsMain Menu->Solution->Other->Kill Elements重新定义刚度缩减因子：● 命令：ESTIF,KMULTGUI：Main Menu->Preprocessor->Loads->Other->SfiffnessMultMain Menu->Solution->Other->StiffnessMult注童：不与任何“生”的单元相连的结点将可能“漂移”，为了减少求解的方程数和避免病态条件，需要约束死的自由度。
ANSYS单元生死功能模拟门式刚架施工
ANSYS单元生死功能模拟门式刚架施工门式刚架是一种常用的结构形式，用于支撑建筑物的框架结构。
在门式刚架的施工过程中，需要考虑各种因素，包括结构的稳定性、载荷承受能力以及施工过程中的安全性。
通过使用ANSYS软件对门式刚架的施工过程进行生死功能模拟，可以帮助工程师和设计师更好地了解结构的行为，并优化设计方案。
1.模型建立首先，需要在ANSYS软件中建立门式刚架的三维模型。
模型包括门式结构的主要构件，如立柱、横梁和支撑等。
对于门式结构的具体尺寸和材料性质，需要根据实际情况进行确定。
在建立模型的过程中，需要考虑结构的连接方式和荷载传递路径，确保模型的真实性和准确性。
2.材料性质和约束条件设定在模型建立完成后，需要设定材料的性质和约束条件。
门式结构通常采用钢材或混凝土材料，因此需要输入材料的弹性模量、泊松比和密度等参数。
同时，还需要设定结构的约束条件，如支座的固定方式和边界条件等。
这些参数对于后续的分析和模拟过程至关重要。
3.荷载分析和施工模拟在模型建立和参数设定完成后，可以对门式结构施加不同方向和大小的荷载进行分析。
通过分析结构在各种荷载情况下的应力和变形情况，可以评估结构的强度和稳定性。
同时，在进行荷载分析的同时，也可以进行施工模拟，模拟不同施工阶段结构的变形和应力分布情况。
4.结果分析和优化设计最后，根据模拟结果进行结构的优化设计。
可以通过调整材料的厚度和尺寸等参数，优化结构的承载能力和稳定性。
同时，也可以根据模拟结果对结构施工过程中可能出现的问题进行预防和解决，确保施工的顺利进行和安全性。
通过使用ANSYS软件对门式刚架的生死功能模拟，可以帮助工程师和设计师更好地理解结构的行为和性能，提高设计方案的准确性和可靠性。
同时，也可以为结构的优化设计和施工过程中的安全保障提供重要参考，促进结构工程领域的发展和进步。
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单元生死算例(ANSYS)
土木工程中经常需要对施工过程进行模拟。
很多复杂工程构件的最不利受力状态往往未必是在结构完工以后，而是在结构施工过程中。
由于施工中的结构是一个时变系统，如何进行准确的模拟是一个具有一定难度的问题。
本例子将利用ANSYS提供的单元"生死"功能来进行一个门式框架的施工模拟
施工分为三步
1: 建立立柱和临时支撑
2: 安装横梁
3: 去掉临时支撑
知识要点
(1) 单元激活和杀死
(1) 首先定义以下变量
SECTWIDTH=300 !构件截面宽度300mm
SECTHEIGHT=600 !构件截面高度600mm
SECTAREA=SECTWIDTH*SECTHEIGHT !截面面积
SECTIYY=SECTWIDTH**3*SECTHEIGHT/12. !截面Y轴惯性矩
SECTIZZ=SECTWIDTH*SECTHEIGHT**3/12. !截面Z轴惯性矩
SPAN=24000 !跨度24m
COLUMNHEIGHT=8000 !柱子高度8m
SLOP=3000 !顶部斜坡3m
(2) 进行施工模拟首先要建立整个结构的模型，然后逐个控制模型中部分构件的"生"或"死"来模拟结构的施工。
首先选择单元，为简单起见，选用比较简单的单元（空间4号梁单元Beam 4），在ANSYS主菜单Preprocessor->Element Type->Add/Edit/Delete，添加单元Beam4
(3) 在ANSYS主菜单Preprocessor->Real Constants->Add/Edit/Delete中添加属于Beam 4单元的截面信息如下图
(4) 在ANSYS主菜单Materials Props->Material Models中添加混凝土材料属性：Structural->Linear->Elastic->Isotropic，输入弹性模量为30E3，泊松比为0.2，Structural->Density，输入密度为2500E-12
(5) 下面建立结构模型，首先建立关键点信息，在ANSYS主菜单Preprocessor->Modeling->Create->Keypoints->In Active CS，依次输入以下关键点：
关键点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标
(6) 选择ANSYS主菜单
Preprocessor->Modeling->Create->Lines->Lines->Straight Line，依次连接关键点1－4（左立柱），2－6（临时支撑），3－5（右立柱），4－6（左横梁--，5－6（右横梁），得到结构模型如图
(7) 下面进行单元网格划分，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Meshing->Size Cntrls->ManualSize->Lines->All Lines，设定NDIV no. of element division 为1，即所有的直线只划分为一个单元。
(8) 进入ANSYS主菜单Preprocessor->Meshing->Mesh->Lines，对所有直线划分单元
(9) 至此完成所有的建模操作，可以在ANSYS窗口顶部菜单
PlotCtrls->Style->Size and Shape，将Display of element设置为ON，得到结构如图
(10) 下面开始给结构添加边界条件。
首先进入ANSYS主菜单Solution->Define Loads->Apply->Structural->Displacement->On Keypoints，选择关键点1、2、3，选择位移约束为ALL DOF。
(11) 下面添加重力荷载，进入ANSYS主菜单Solution->Define
Loads->Apply->Structural->Inertia->Gravity->Global，设定加速度为延Y
轴9.8E3
(12) 进入ANSYS主菜单Solution->Analysis Type->New Analysis，选择分析类型为Static，进入ANSYS主菜单Solution->Analysis Type->Sol'n Controls，首先在基本分析选项（Basic）里面设定分析类型为大位移分析（Large displacement analysis），分析预期荷载子步数为3，最小子步数为1。
接着进入Nonlinear页面，选择Set convergence criteria按钮，进入收敛标准设置窗口，在Nonlinear convergence Criteria窗口中点击Edit按钮，设置收敛标准为力(Force)的2范数(L2 Norm)标准，误差容限为0.001。
(13) 下面进行施工模拟。
我们前面提过，在施工模拟的第一步，我们施工好两个立柱和中间支撑，还没有施工横梁。
所以在第一步分析中我们要"杀死"两个横梁单元。
在ANSYS主菜单Solution->Load Step Opts->Other->Birth &
Death->Kill Elments，点击两个横梁单元，将它们杀死。
(14) 下面进行第一步求解，进入ANSYS主菜单Soluion->Solve->Current LS，求解当前荷载步
(15) 选择ANSYS顶部菜单Select->Entities，设定选取单元的方式为选取所有"活着" 的单元，进入ANSYS主菜单General Postproc->Plot Results->Deformed Shape，得到目前单元的变形如图。
(16) 下面开始施工横梁。
进入ANSYS主菜单Solution->Analysis
Type->Restart。
继续上一步计算
(17) 在ANSYS窗口顶部菜单Select->Everything，选择所有单元。
在ANSYS主
菜单Solution->Load Step Opts->Other->Birth & Death->Active Elements，点击两个横梁单元，将其"激活"
(18) 下面进行第二步求解，进入ANSYS主菜单Soluion->Solve->Current LS，求解当前荷载步
(19) 进入ANSYS主菜单General Postproc->Plot Results->Deformed Shape，得到当前单元的变形如图。
(20) 最后一步我们要拆去中间支撑。
进入ANSYS主菜单Solution->Analysis Type->Restart。
继续上一步计算
(21) 在ANSYS主菜单Solution->Load Step Opts->Other->Birth & Death->Kill Elements，点击中间临时支柱，将其"杀死"
(22) 下面进行第三步求解，进入ANSYS主菜单Solution->Solve->Current LS，求解当前荷载步
(23) 选择ANSYS顶部菜单Select->Entities，设定选取单元的方式为选取所有"活着" 的单元，进入ANSYS主菜单General Postproc->Plot Results->Deformed Shape，得到目前单元的变形如图。
此时得到结构的最大变形为91.437mm
(24) 如果不考虑施工过程，则最大变形将有所不同，如图所示。