ansys关于薄板、厚板、壳单元的特性区别
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。
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。
ansys经典壳单元与实体单元热传递

ansys经典壳单元与实体单元热传递ANSYS是一种用于工程分析和模拟的常用软件,它提供了许多不同类型的元素,用于模拟各种物理现象。
在热传递分析中,ANSYS提供了经典壳单元(SHELL)和实体单元(SOLID)两种常用的元素类型。
本文将介绍这两种单元的特点和适用场景,并分析其在热传递分析中的应用。
首先,我们来介绍经典壳单元(SHELL)。
经典壳单元是基于壳理论的一种元素类型,经常用于模拟薄壁结构,如板、壳、面和薄膜等。
经典壳单元通常具有两个参考面和一个中面,可以定义壳的几何形状和朝向。
它的优点是计算效率高,适用于模拟大范围的壳结构,如建筑墙体、飞机机身、汽车车身等。
在热传递分析中,经典壳单元通常用来模拟壳体表面的热传导和辐射换热。
在使用经典壳单元进行热传递分析时,需要注意以下几点。
首先,由于经典壳单元是二维元素,其内部不具有体积,因此不能直接模拟壳体内部的热传导。
如果需要模拟壳体内部的热传导,通常需要在壳单元周围加入实体单元来表示实际的壳厚度。
其次,由于经典壳单元是在壳中面上施加等效载荷来计算变形和应力的,因此在计算热传导时需要考虑壳体的等效厚度。
最后,经典壳单元通常模拟的是壳体表面的平均温度,无法直接计算壳体内局部温度场。
如果需要计算壳体内部的局部温度分布,通常需要在壳体内部加入实体单元。
接下来,我们来介绍实体单元(SOLID)。
实体单元是三维元素,用于模拟实际物体的几何形状和体积。
它通常用于模拟块体结构,如实心零件、装配体和流体容器等。
在热传递分析中,实体单元通常用来模拟实际材料的热传导、对流和辐射换热。
与经典壳单元相比,实体单元可以更准确地模拟材料的热传导过程。
它可以考虑材料的不均匀性、非线性热传导特性和局部热源等因素。
同时,实体单元可以模拟壳体内部的温度分布,而不仅仅是平均温度。
然而,由于实体单元具有更多的自由度和更复杂的计算过程,相对而言,计算效率较低。
在使用实体单元进行热传递分析时,需要注意以下几点。
ANSYS网格划分精度对薄板结构应力及位移影响分析

(1)利用ansys对薄板结构进行计算分析时,不同的网格划分精度板壳产生的最大位移与最大应力不同,但数值相差不大。
(2)利用ansys对薄板结构进行计算分析时,在网格Байду номын сангаас分类型相同的条件下,其计算出的最大位移与应力随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
参考文献
[1]高秀华,张小江,王欢,等.有限单元法原理及应用简明教程[M].北京:化学工业出版社,2011:108-124.
由图2、图3、图4可知,在网格划分精度为0.05m、0.1m、自由划分的情况下,其对应的最大位移分别为0.13776,0.13744,0.13727,三者相差不大。网格划分时,最小划分精度为自由划分,最大划分精度为0.05m,由此可以看出利用ansys对薄板结构进行计算分析时,其最大位移随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
板壳单元的力学模型取为结构单元的中性面,即以各中性面来代表为不同厚度的板或壳单元的组合体。在工程有限元法的软件设计中,常常将板壳结构划分为薄板、厚板以及壳单元。
根据以往经验,薄壁实体在ansys中用实体单元进行计算分析往往得到的结果不准确,误差太大,应采用与结构相匹配的单元进行计算分析。本文以薄板结构为例,采用板壳单元shell61,网格划分类型为计算结果精度较高的四边形进行分析,比较采用板壳单元shell61进行网格划分其网格划分精度对薄板结构最大位移计应力的影响。
由图5、图6、图7可知,在网格划分精度为0.05m、0.1m、自由划分的情况下,其对应的最大应力分别为2.69E9,2.33E9,2.65E9,三者相差不大。网格划分时,最小划分精度为0.1m,最大划分精度为0.05m,由此可以看出利用ansys对薄板结构进行计算分析时,其最大应力随板壳单元网格划分精度的增大而增大,但增长幅度较小。
ansys单元类型详解

ansys单元类型详解把收集到得ANSYS单元类型向大家交流下。
Mass21是由6个自由度的点元素,x,y,z三个方向的线位移以及绕x,y,z轴的旋转位移。
每个自由度的质量和惯性矩分别定义。
Link1可用于各种工程应用中。
根据应用的不用,可以把此元素看成桁架,连杆,弹簧,等。
这个2维杆元素是一个单轴拉压元素,在每个节点都有两个自由度。
X,y,方向。
铰接,没有弯矩。
Link8可用于不同工程中的杆。
可用作模拟构架,下垂电缆,连杆,弹簧等。
3维杆元素是单轴拉压元素。
每个点有3个自由度。
X,y,z方向。
作为铰接结构,没有弯矩。
具有塑性,徐变,膨胀,应力强化和大变形的特性。
Link10 3维杆元素,具有双线性劲度矩阵的特性,单向轴拉(或压)元素。
对于单向轴拉,如果元素变成受压,则硬度就消失了。
此特性可用于静力钢缆中,当整个钢缆模拟成一个元素时。
当需要静力元素能力但静力元素又不是初始输入时,也可用于动力分析中。
该元素是shell41的线形式,keyopt(1)=2,’cloth’选项。
如果分析的目的是为了研究元素的运动,(没有静定元素),可用与其相似但不能松弛的元素(如link8和pipe59)代替。
当最终的结构是一个拉紧的结构的时候,Link10也不能用作静定集中分析中。
但是由于最终局于一点的结果松弛条件也是有可能的。
在这种情况下,要用其他的元素或在link10中使用‘显示动力’技术。
Link10每个节点有3个自由度,x,y,z方向。
在拉(或压)中都没有抗弯能力,但是可以通过在每个link10元素上叠加一个小面积的量元素来实现。
具有应力强化和大变形能力。
Link11用于模拟水压圆筒以及其他经受大旋转的结构。
此元素为单轴拉压元素,每个节点有3个自由度。
X,y,z方向。
没有弯扭荷载。
Link180可用于不同的工程中。
可用来模拟构架,连杆,弹簧,等。
此3维杆元素是单轴拉压元素,每个节点有3个自由度。
X,y,z方向。
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记

ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记1大纲静力分析:2杆、3梁、5薄膜和板壳、4实体单元梁单元:简化计算,结构总体受力情况实体单元:较复杂的结构,局部细节的受力情况稳定性分析:6振动、模态分析:7简单振动和梁的振动、8膜板和实体振动2杆系结构的静力分析2.1铰接杆在外力作用下的变形二维杆单元LINK1*AFUN,DEG:三角函数默认为弧度,改为角度后处理:结构变形图、显示节点位移和杆件应力2.2人字形屋架的静力分析后处理:杆单元的轴力、轴向应力、轴向应变2.3超静定拉压杆的反力计算后处理:节点反力2.4平行杆件与刚性梁连接的热应力问题定义3点的UY为耦合自由度,即三者的UY位移相等温度(增量)后处理:寻找特定位置的节点和单元,并从单元表中提取它们的内力2.5端部有间隙的杆的热膨胀二维带厚度的平面应力单元PLANE42、二维接触单元CONTACT26温度(始、末)后处理:定义水平应力和铅直应力单元表,并提取3号单元的应力结果*Status,ParmFINISH定义数组变量,将计算结果通过数组变量输出到文件3梁的弯曲静力分析3.1单跨等截面超静定梁的平面弯曲二维弹性梁单元BEAM3后处理:定义以两端弯矩和剪力的单元表,并列出单元表数据并用单元表数据绘制剪力图和弯矩图更细的节点划分方案,更精细3.2四跨连续梁的内力计算体素建模:keypoint, line, area, volume便于细分单元3.3七层框架结构计算3.4工字形截面外伸梁的平面弯曲3.5矩形截面梁的纵横弯曲分析考虑应力强化效应后处理:迭代过程3.6空间刚架静力分析三维梁单元BEAM43.7悬臂梁的双向弯曲三维8节点耦合场实体单元SOLID5三维20节点固体单元SOLID92三维10节点耦合场实体单元SOLID98三维结构实体自适应单元SOLID147定义宏程序,对应四种工况,各种结果差别不大3.8圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形三维直管单元PIPE16(只定义外直径,不定义内直径)3.9悬臂等强度梁的弯曲四边形壳单元SHELL63(这里用退化的三角形单元,并使用节点耦合自由度保证模型的对称变形)三维非对称锥形梁单元BEAM44(定义横截面主轴,单元宽度线性变化)计算结果都很好,但壳体单元更能模拟出等强度梁的实际几何形状,更直观,截面定义更简单。
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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。