|
马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?我要加入
x
<P ><B ><FONT size=5>何为单元的生和死?</FONT></B><p></p></P>
<P ><FONT size=4>如果模型中加入(或删除)材料,模型中相应的单元就<FONT face="Times New Roman">“</FONT>存在<FONT face="Times New Roman">”</FONT></FONT><FONT size=4>(或消亡)。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。(可用的单元类型在表</FONT><FONT size=4>6-1中列出。)本选项主要用于钻孔(如开矿和挖通道等),建筑物施工过程(如桥的建筑过程),顺序组装(如分层的计算机芯片组装)和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics</FONT>,ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。<p></p></P>
<P ><FONT face="Times New Roman">Table 6-1 Elements with birth and death capability <p></p></FONT></P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK1 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF19 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL41 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID64 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE83 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL143<p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE2 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE20 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE42 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID65 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID87 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF151 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM3 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">MASS21 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL43 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE67 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID90 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF152 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM4 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF22 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM44 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK68 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID92 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF153 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID5 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM23 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID45 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID69 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL93 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SURF154 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK8 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM24 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE53 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID70 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID95 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL157 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK10 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE25 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">BEAM54 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">MASS71 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID96 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">TARGE169 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK11 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">MATRIX27 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE55 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID72 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID97 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">TARGE170 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE13 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK31 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL57 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID73 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID98 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">CONTA171 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">COMBIN14 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK32 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE59 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE75 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL99 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">CONTA172 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE16 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK33 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE60 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE77 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE121 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">CONTA173 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE17 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">LINK34 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID62 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE78 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID122 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">CONTA174 <p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width=103>
<P ><FONT face="Times New Roman">PIPE18 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE35 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=84>
<P ><FONT face="Times New Roman">SHELL63 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">PLANE82 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><FONT face="Times New Roman">SOLID123 <p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width=96>
<P ><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P></TD></TR></TABLE>在一些情况下,单元的生死状态可以根据ANSYS的计算数值决定,如温度,应力,应变等。可以用ETABLE命令(Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table)和ESEL命令(Utility Menu>Select>Entities)来确定选择的单元的相关数据,也可以改变单元的状态(溶和,固结,俘获等)。本过程对于由相变引起的模型效应(如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分),失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。<BR>
<P ><B >单元生死是如何工作的?</B><p></p></P>
<P >要激活<FONT face="Times New Roman">“</FONT>单元死<FONT face="Times New Roman">”</FONT>的效果,ANSYS程序并不是将<FONT face="Times New Roman">“</FONT>杀死<FONT face="Times New Roman">”</FONT>的单元从模型中删除,而是将其刚度(或传导,或其他分析特性)矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6,可以赋为其他数值(详见<FONT face="Times New Roman">“</FONT>施加载荷并求解<FONT face="Times New Roman">”</FONT>一章)。死单元的单元载荷将为0,从而不对载荷向量生效(但仍然在单元载荷的列表中出现)。同样,死单元的质量,阻尼,比热和其他类似效果也设为0值。死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在<FONT face="Times New Roman">“</FONT>杀死<FONT face="Times New Roman">”</FONT>的同时也将设为0。<p></p></P>
<P >与上面的过程相似,如果单元<FONT face="Times New Roman">“</FONT>出生<FONT face="Times New Roman">”</FONT>,并不是将其加到模型中,而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元,包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要<FONT face="Times New Roman">“</FONT>加入<FONT face="Times New Roman">”</FONT>一个单元,先杀死它,然后在合适的载荷步中重新激活它。<p></p></P>当一个单元被重新激活时,其刚度,质量,单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录(也无热量存储等)。但是,初应变以实参形式输入(如LINK1 单元)的不为单元生死选项所影响。而且,除非是打开了大变形选项[NLGEOM,ON],一些单元类型将以它们以前的几何特性恢复(大变形效果有时用来得到合理的结果)。单元在被激活后第一个求解过程中同样可以有热应变(等于a*(T-TREF)),如果其承受热量体载荷。<BR><BR>
<P ><B >如何使用单元生死特性</B><p></p></P>
<P >可以在大多数静态和非线性瞬态分析中使用单元生死,其基本过程与相应的分析过程是一致的。对于其他分析来说,这一过程主要包括以下三步:<p></p></P>
<P >— 建模<p></p></P>
<P >— 施加载荷并求解<p></p></P>
<P >— 查看结果<p></p></P>
<P >修改基本分析步骤如下以包括单元生死特征:<p></p></P>
<P ><p> </p></P>
<P ><B >建模:</B><p></p></P>在PREP7 中,生成所有单元,包括那些只有在以后载荷步中才激活的单元。在PREP7外不能生成新的单元。<BR><BR>
<P ><B >施加载荷并求解:<p></p></B></P>
<P >在SOLUTION中完成以下操作:<p></p></P>
<P >— 定义第一个载荷步:<p></p></P>
<P >在第一个载荷步中,用户必须选择分析类型和所有的分析选项。用下列方法指定分析类型:<p></p></P>
<P >Command: ANTYPE<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis<p></p></P>
<P >在结构分析中,大变形效果应打开。用下列命令设置该选项:<p></p></P>
<P >Command: NLGEOM,ON<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options<p></p></P>
<P >对于所有单元生死应用,在第一个载荷步中应设置牛顿-拉夫森选项,因为程序不能预知EKILL命令出现在后面的载荷步中。用下列命令完成该操作:<p></p></P>
<P >Command: NROPT<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options<p></p></P>
<P >杀死[EKILL] 所有要加入到后续载荷步中的单元,用下列命令:<p></p></P>
<P >Command: EKILL<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements<p></p></P>
<P >单元在载荷步的第一个子步被杀死(或激活),然后在整个载荷步中保持该状态。要注意保证使用缺省的矩阵缩减因子不会引起一些问题。有些情况下要考虑用严格的缩减因子。用下列方法指定缩减因子数值:<p></p></P>
<P >Command: ESTIF<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>Other>StiffnessMult<p></p></P>
<P >不与任何激活的单元相连的结点将<FONT face="Times New Roman">“</FONT>漂移<FONT face="Times New Roman">”</FONT>,或具有浮动的自由度数值。在一些情况下,用户可能想约束不被激活的自由度[D,CP等]以减少要求解的方程的数目,并防止出现位置错误。约束非激活自由度,在重新激活的单元要有特定的(或温度等)时很有影响,因为在重新激活单元时要删除这些人为的约束。同时要删除非激活自由度的结点载荷(也就是不与任意激活的单元相连的结点)。同样,用户必须在重新激活在自由度上施加新的结点载荷。<p></p></P>
<P >下面是第一个载荷步中命令输入示例:<p></p></P>
<P >!第一个载荷步<p></p></P>
<P >TIME,... !设定时间值(静力分析选项)<p></p></P>
<P ><st1:place><st1:City>NLGEOM</st1:City>,<st1:State>ON</st1:State></st1:place> !打开大位移效果<p></p></P>
<P >NROPT,FULL !设定牛顿-拉夫森选项<p></p></P>
<P >ESTIF,... !设定非缺省缩减因子(可选)<p></p></P>
<P >ESEL,... !选择在本载荷步中将不激活的单元<p></p></P>
<P >EKILL,... !不激活选择的单元<p></p></P>
<P >ESEL,S,LIVE !选择所有活动单元<p></p></P>
<P >NSLE,S !选择所有活动结点<p></p></P>
<P >NSEL,INVE !选择所有非活动结点(不与活动单<p></p></P>
<P > 元相连的结点)<p></p></P>
<P >D,ALL,ALL,0 !约束所有不活动的结点自由度(可<p></p></P>
<P > 选)<p></p></P>
<P >NSEL,ALL !选择所有结点<p></p></P>
<P >ESEL,ALL !选择所有单元<p></p></P>
<P >D,... !施加合适的约束<p></p></P>
<P >F,... !施加合适的活动结点自由度载荷<p></p></P>
<P >SF,... !施加合适的单元载荷<p></p></P>
<P >BF,... !施加合适的体载荷<p></p></P>
<P >SAVE<p></p></P>
<P >SOLVE<p></p></P>
<P >请参阅TIME,NLGEOM,NROPT,ESTIF,ESEL,EKILL,NSLE,NSEL,D,F,SF和BF命令得到更详细的解释。<p></p></P>
<P >— 后继载荷步<p></p></P>
<P >在后继载荷步中,用户可以随意杀死或重新激活单元。象上面提到的,要正确的施加和删除约束和结点载荷。<p></p></P>
<P >用下列命令杀死单元:<p></p></P>
<P >Command:EKILL<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements<p></p></P>
<P >用下列命令重新激活单元:<p></p></P>
<P >Command: EALIVE<p></p></P>
<P >GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Activate Elem<p></p></P>
<P >!第二个(或后继)载荷步:<p></p></P>
<P >TIME,...<p></p></P>
<P >ESEL,...<p></p></P>
<P >EKILL,... !杀死选择的单元<p></p></P>
<P >ESEL,...<p></p></P>
<P >EALIVE,... !重新激活选择的单元<p></p></P>
<P >...<p></p></P>
<P >FDELE,... !删除不活动自由度的结点载荷<p></p></P>
<P >D,... !约束不活动自由度<p></p></P>
<P >...<p></p></P>
<P >F,... !在活动自由度上施加合适的结点载荷<p></p></P>
<P >DDELE,... !删除重新激活的自由度上的约束<p></p></P>
<P >SAVE<p></p></P>
<P >SOLVE<p></p></P>请参阅TIME,ESEL,EKILL,EALIVE,FDELE,D,F和DDELE命令得到更详细的解释。<BR> |
|