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1、ANSYS常见问题及应用技巧1. ANSYS中的等效应力是什么物理含义？1）ANSYS中等效应力最大应力si有什么区别，平常讨论应力分布，应该用等效应力还 是最大应力si呢？2）计算等效应力时是否需要输入等效泊松比呢？3）在实际的应用中，例如在讨论平板上的圆孔应力集中的应力分布问题时，应该用等 效应力来描述应力集中的现象，还是采用主应力si来反应集中的程度呢？还是采用一个单 方向的sx来说明问题呢？答：1）这个等效应力应该就是弹塑性力学里的VonMises应力，他主要考察的是材料在各个 方向上的应力差值，因为在实验室里获得材料强度都是单向载荷作用下的强度（当然现在也 有三轴应力实验仪），所以有
2、时候材料所受的单向载荷可能很大，但并没有造成破坏，这是 就是看他的等效应力，具体计算公式是：a 等效=sqrt0.5（a 1-a 2广2+（。2-a 3广2+（。3-a 1广22）等效应力是三项主应力的组合如s，int即为max（si-sj）,si,sj为三项主向应力。i，j=1，2，3 i尹j即tresca型 s,eqv 为 sqrt（0.5*（si-sj）*2），i， j=1， 2，3 i尹 j 即 mises 型3）个人认为应该采用等小应力来描述应力集中的现象，因为在实际中很难找到真正的单轴 拉压的情况，一般结构的受力都没有这么简单，所以在分析的时候需要用等效应力来将各主应力进行转化，因
3、此应该用等效应力来描述应力集中的现象。4）等效泊松比就是泊松比，等效应力计算时不会用到泊松比，不过在计算mises等效应变 时会用到。对于泊松比的取值原则应遵循以下两条：a:对于elastic & thermal strains泊松比取为材料的泊松比；上对于 plastic creep hyperelastic strains 泊松比取为 0.5。2. ANSYS后处理中负值的应力是压应力还是拉应力？答：在力学范畴内对描述应力的准则是拉为正，压为负。外载荷（压力/拉力），压为正， 拉为负。3. 解决非线性分析不收敛的技巧在进行非线性问题的分析时，影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多，在实际应
4、用 时，主要应注意几个以下方面：1）模型一一主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是 几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能 导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性一一忽略小刚度构件的刚度 贡献。如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网 格划分，或着改用高阶单元（BEAM-SHELL,SHELL-SOLID）。构件的连接形式（刚接或铰接） 等也可能影响到结构的刚度。2）线性算法（求解器选择）。ANSYS中的非线性算法主要有：稀疏矩阵法（SPARSE DIRECT SOLVER）、
5、预共轭梯度法（PCG SOLVER）和波前法（FRONT DIRECT SLOVER）。稀疏矩阵法是性能 很强大的算法，一般默认即为稀疏矩阵法（除了子结构计算默认波前法外）。预共轭梯度法 对于3-D实体结构而言是最优的算法，但当结构刚度呈现病态时，迭代不易收敛。为此推荐 以下算法选择准则：a:BEAM单元结构，SHELL单元结构，或以此为主的含3-D SOLID的结构，用稀疏矩阵法；b:3-D SOLID的结构，用预共轭梯度法；c:当你的结构可能出现病态时，用稀疏矩阵法；d:当你不知道该用什么算法时，可用稀疏矩阵法。3）非线性逼近技术。在ANSYS里还是牛顿一拉普森法和弧长法。牛顿一拉普森法是
6、常用的 方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步长有关。弧长法常被某些人推崇备至，它能算出 力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。但也发现：在峰值点，弧长法仍可能失效， 甚至在非线性计算的线性阶段，它也可能会无法收敛。为此，尽量不要从开始即激活弧长法，还是让程序自己激活为好（否则出现莫名其妙的 问题）。子步（时间步）的步长还是应适当，自动时间步长也是很有必要的。4）加快计算速度在大规模结构计算中，计算速度是一个非常重要的问题。下面就如何提高计算速度作一 些建议：a：充分利用ANSYS MAP分网和SWEEP分网技术，尽可能获得六面体网格，这一方面减 小解题规模，另一方面提高计算精度。b：在
7、生成四面体网格时，用四面体单元而不要用退化的四面体单元。比如95号单元有 20节点，可以退化为10节点四面体单元，而92号单元为10节点单元，在此情况下用92 号单元将优于95号单元。c：选择正确的求解器。对大规模问题，建议采用PCG法。此法比波前法计算速度要快10 倍以上（前提是您的计算机内存较大）。对于工程问题，可将ANSYS缺省的求解精度从默认 设置1E-8改为1E-4或1E-5即可。5）荷载步的设置直接影响到收敛。应该注意以下几点：a:设置足够大的荷载步（将MAXMIUM SUBSTEP=1000000），可以更容易收敛，避免发散 的出现（nsub,nsbstp,nsbmx,nsbmn
8、）；b:设置足够大的平衡迭代步数，默认为25,可以放大到很大（100）（eqit,eqit）；c:将收敛准则调整，以位移控制时调整为0.05，以力控制为 0.01（CNVTOL,lab,value,toler,norm,minref。d:对于线性单元和无中间节点的单元（SOLID65和SOLID45），关闭EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS （在 OPTIONS 中）。e:对于CONCRETE材料，可以关闭压碎功能，将CONCRETE中的单轴抗压强度设置为 -1（tadata,mat,shrcf-op,shrcf-cl,UntensSt,UnCompSt（-1）。4. 非线
9、性计算完的收敛图线，如何看他的收敛性呢，每条颜色的线代表什么意思呢?答：F:力；M：力矩；crit/L2:按照两种收敛准则计算出来的误差量。如果计算出来的误差量落在收敛准则之下，则表示该子步计算收敛。5.如何读出ANSYS的刚度矩阵？答：整体刚度和质量矩阵的提取需要进行二次开发，由ansys形成的二进制文件.full提取整 体刚度和质量矩阵。程序的具体实现方式可参照如下程序代码：单元刚度和质量矩阵的提取/DEBUG finish /clearPI=3.1415926 w1=3 w2=10w3=6w4=1.2r=.8t=0.08/PREP7!*ET,1,SHELL63R,1,tET,2,MASS
10、21R2500,500,500,2000,2000,2000,!*UIMP，1,EX,2e11UIMP，1,NUXY, ,0.3,UIMP，1,DAMP, , ,0.2,UIMP，1,DENS, , ,7800,BLC4,0,0,w2,w1ESIZE,1.5,0,AMESH,allNSEL,S,LOC,X,0.0D,all, , , , , ,ALL,allsel,allSFA,all,1,PRES,12FINISH/OUTPUT,cp,out, !将输出信息送到cp.out文件/debug,-1,1 !指定输出单元矩阵/SOLUSOLVEfinish/OUTPUT, TERM !将输出信息送
11、到 output windows 中6. TB命令怎么用？ TB命令是用在非线性材料里吗？那么mp和TB有什么区别啊？什么情 况下可以用TB命令？答：TB可用来定义材料的非线性，比如说TB,BISO,1TBDATA,235e6,0.02*235e6说明：前面一句就是说材料为双线性随动强化，后面的是弹性模量为235e6，按双线性 其后来的切线模量为0.02*235e6。命令MP只能定义时弹性，不能定义弹塑性，在定义材料数据时，MP命令是必须用的， 用来定义材料性能的线性部分；TB命令则需要根据不同情况决定是否使用和如何使用。7. 在混凝土的计算中，如何选择裂缝模型？答：ansys中定义混凝土的裂
12、缝为分布型的裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型 和断裂力学模型。8. 如何将ANSYS计算结果输出到Tecplot？下面为六面体八节点单元输出到Tecplot的命令流，其他类型单元参照如下命令流修改 相关设置即可。*输出结果命令流 * /post1file,Jobname,rst*get,NodeNum,NODE,0,COUNT*get,nd,NODE,0,NUM,MIN*dim,nodes,array,NodeNum*dim,xyz,array,NodeNum,3*dim,NodeTemp,array,NodeNumset,4,1*do,i,1,NodeNum,1nodes(i)=n
13、dxyz(i,1)=NX(nd)xyz(i,2)=NY(nd)xyz(i,3)=NZ(nd)*Get,NodeTemp(i),NODE,nodes(i),TEMPnd=NDNEXT(nd)*enddo*get,ElementNum,ELEM,0,COUNT*get,el,ELEM,0,NUM,MIN*dim,elems,array,ElementNum*dim,ndlst,array,ElementNum,8*do,i,1,ElementNum,1elems(i)=el*do,j,1,8,1ndlst(i,j)=NELEM(el,j)组中*enddoel=ELNEXT(el)*enddo*cf
14、open,mesh,dat!写TecPlot文件的文件头*vwrite(TITLE=Ansys Temperature Analysis)!写变量名*vwrite(VARIABLES=X”,Y”,Z”,Temp)!写节点数和单元数!指明从哪一个结果文件中读取数据!得到模型的所有节点数!得到模型的最小节点编号!定义一个存储节点的数组!定义一个存储节点坐标的数组!定义一个存储节点的数组!读入第四载荷步、第一个子步的结果!将节点编号存储在nodes数组中!在xyz(i,1)中存储节点的X坐标!在xyz(i,1)中存储节点的Y坐标!在xyz(i,1)中存储节点的Z坐标!取得下一个节点编号!得到模型的所
15、有单元数!得到模型的最小单元编号!定义一个存储单元的数组!定义一个存储节点坐标的数组!将单元编号存储在elems数组中!将单元对应的节点编号存储在ndlst数!取得下一个单元编号!输出的文件名为：mesh.dat*vwrite,NodeNum,ElementNum(ZONE n=f6.1,e=f6.1, f=fepoint”, et=brick)!写节点的坐标和温度值*vwrite,xyz(1,1),xyz(1,2),xyz(1,3),NodeTemp(1)(4f12.6)!写一个空行*vwrite( )!写各单元对应的节点号*vwrite,ndlst(1,1),ndlst(1,2),ndls
16、t(1,3),ndlst(1,4),ndlst(1,5),ndlst(1,6),ndlst(1,7),ndlst(1,8)(8f6.0)!关闭文件*CFCLOSEfinish*输出结果命令0杏“ y; l 个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个9、如何将数组中数据导入表中命令流并用曲线画出？问题描述：将路径数据导出为数组后，直接将parameter-arrayparameter-define/edit中的数组用plot-array parameter画出的是柱状图，如图1所 示，但是现在想降柱状图转化为曲线图。图1柱状图解决思路：1）将路径数据导出后，数组的弟四列是路径长度S，第五列是ux，我们想用S做横坐 标，ux做纵坐标画出曲线。数组是ARUX02（21，30，1），如图2。定义一个表E_TABLE（21， 1，1），将数组的弟四列路径长度符给表的弟0列，将数组弟五列ux符给表的弟1列。图 2 E_TABLE表2）导出表中的数据，弹出窗口如图3所示。图3导出数据对话框3) 执行绘制曲线命令。parameter-array parameter-define/edit 中的PARX=E_TABLE(1,0,1),PARY=E_TABLE(1,0,1)，结果如图4所示。图4结果曲线图
