2D中网格划分的问题

suking_2009

现将我在建模过程中的问题描述如下：
1：目的溢流坝段的应力应变分析，采用Plane42单元
2：映射网格划分，其中，有些面积采用了三角形单元，而有些采用了四边形
3：荷载的施加采用了sf、sfl和sfe的方式
4：国际单位制

出现的错误信息有：
1：Area 3 is irregular.Cannot be map meshed with quardrilaterals.

PS：这条警告信息反复出现，我不明白为什么，事实上我的Area 3采用的是三角形来划分。

2：The value of UY at node 466 is 1.251161999E+10.It is greater than the current limit of 1000000.This generally indicates rigid body motion as a result of an unconstrained model.Verify that your model is properly constrained.

PS：我不懂啊，证明我的模型是受限制的？僵硬的变形？这样的警告信息，错误主要出在哪里？我想是网格划分的问题吧。

下面我将我的命令流附上，希望各位高手能帮我出出招，让我去的进步，谢谢！
fini
/cle
/units,si

h=26.5            
h1=30.45
h2=15.48
gm=1000

/prep7            
et,1,plane42     
mp,ex,1,2.55e10
mp,nuxy,1,0.167   
mp,dense,1,2400
keyopt,1,3,0
keyopt,1,5,0
keyopt,1,6,0

et,2,plane42      
mp,ex,2,1.15e10
mp,nuxy,2,0.16   
mp,dense,2,2300
keyopt,2,3,0
keyopt,2,5,0
keyopt,2,6,0

et,3,plane42        
mp,ex,3,6e10
mp,nuxy,3,0.167
mp,dense,3,2660
keyopt,3,3,0
keyopt,3,5,0
keyopt,3,6,0

K,1,0,0
K,2,5,0
K,3,6,1
K,4,27.6,1
K,5,27.6,9.3
K,10,6,1.5
K,11,27.1,1.5
K,12,27.1,6.2
K,13,17.58198,6.2
K,14,3.38198,25
K,15,0.6,25
K,16,0.6,8
K,17,6,8
K,18,8.51815,18.2
K,19,0.6,18.2
K,20,0,25
K,21,27.6,6.2

K,6,27.1,9.3
k,7,16.5011,10.16
K,29,22.1811,14.42

K,8,7.87419,21.66615

K,9,0,25.98761
K,30,1.16549,26.5
K,31,5.16549,24.64157

K,22,2.5,3
K,23,2.5,5.25
K,24,2,5.25
K,25,5.5,5.25
K,26,5,5.25
K,27,5,3
K,28,3.3,8

larc,23,26,28,1.25
larc,24,25,28,1.75
larc,6,7,29,7.1
larc,30,31,14,6.259
larc,9,30,15,1.32

K,32,-0.6799,0.97128
K,33,-40.4299,0.97128
K,34,-40.4299,-52.02872
K,35,80.6,-52.02872
K,36,80.6,1
kgen,2,1,4,1

a,15,14,18,19
a,19,18,13,12,11,10,17,28,16
a,9,20,15,14,18,13,12,21,5,6,7,8,31,30
a,20,15,19,16,28,17,10,11,12,21,4,3,2,1,
a,22,27,26,25,24,23
a,23,24,25,26
asba,4,5
a,23,24,25,26
a,37,38,39,40,36,35,34,33,32

dl,41,,ux,0
dl,39,,ux,0
dl,40,,all,0

wprota,,-90
wpoff,6,,8
asbw,2
wpoff,11.51815,,-1.8
asbw,8

wpoff,9.58185,,-4.7
asbw,7
wpoff,-21.1,,-0.5
asbw,10
wpoff,-6,,7
asbw,11
wpoff,17.51815,,-6.5
asbw,9
wpcsys,-1



esize,1        
mshape,0,2d
mshkey,1
amap,5,18,19,16,41
amesh,all
amap,2,41,17,42,13
amesh,all
amap,9,42,10,11,12
amesh,all

esize,1            
mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,8
amap,12,44,45,4,43
amesh,12
amap,7,45,1,2,3
amesh,7
amap,10,46,16,20,15
amesh,10

esize,2
mshape,1,2d
mshkey,2
amesh,13

esize,2         
mshape,0,2d
mshkey,1
amap,4,33,36,35,34
amesh,all

esize,0.1      
mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,6

esize,0.5              
mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,1

esize,1               
mshape,1,2d
mshkey,0
amesh,3

acel,,9.8

allsel
sfl,42,pres,gm*9.8*h1
sftran
allsel
sfl,38,pres,gm*9.8*h2
sftran

nsel,all
nsel,s,loc,x,0
sfgrad,pres,,y,0,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h1+1)

nsel,all
nsel,s,loc,x,27.6
nsel,r,loc,y,1,9.3
sfgrad,pres,,y,1,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*h2

nsel,all
nsel,s,loc,y,9.3
sfgrad,pres,,x,27.6,1
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-9.3)

nsel,all
nsel,s,loc,x,11.7611,16.5011
nsel,r,loc,y,10.16,16.48
sfgrad,pres,,y,16.48,-gm*9.8
sf,all,pres,

nsel,all
nsel,s,loc,x,16.5011,22.1811
nsel,r,loc,y,7.32,10.16
sfgrad,pres,,y,10.16,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-10.16)

nsel,all
nsel,s,loc,x,22.1811,27.1
nsel,r,loc,y,7.32,9.3
sfgrad,pres,,y,9.3,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-9.3)

esel,all
esel,s,,,411,416,1
sfgrad,pres,,x,0,-24777
sfe,all,3,pres,0,308201
esel,all
sfe,411,4,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*2
esel,all
sfe,405,4,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*3
esel,all
esel,s,,,381,404,1
sfgrad,pres,,x,0,-1524.22
sfe,all,2,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*4

/solu
allsel
solve

Rainyboy

1. esize,1        
   
2. mshape,0,2d
   
3. mshkey,1
   
4. amap,5,18,19,16,41
   
5. amesh,all
   
6. amap,2,41,17,42,13
   
7. amesh,all
   
8. amap,9,42,10,11,12
   
9. amesh,all
   

复制代码

一上来运行到这就报错说A3不能映射分网，我想是因为楼主用了命令：

1. 
   
2. amesh,all

复制代码

导致的，因为这个指令导致ANSYS用

1. 
   
2. meshape,0,2d
   
3. mshkey,1

复制代码

的设置去对所有的面分网，建议改成：

1. 
   
2. esize,1        
   
3. mshape,0,2d
   
4. mshkey,1
   
5. amap,5,18,19,16,41
   
6. amap,2,41,17,42,13
   
7. amap,9,42,10,11,12

复制代码

因为amap命令已经对所选择的面进行了分网.

Rainyboy

至于第二个问题，总的说起来是由于约束不足，但是楼主确实加了两个方向的约束。

我用楼主的APDL（修正了第一个错误之后）分了个网，算了个模态，你看，有两阶零频：

振型分别是：

和

是由于结合面没有处理好造成的，我在后面添加了两个命令：

1. CSYS,0
   
2. NUMMRG,ALL

复制代码

零频消失了：

但是，振型仍然不对：

和

我又仔细看了看楼主的网格，这里有问题：


相当于结合面上的网格节点不对应，结合面上有好多单元没有供节点，楼主再调整调整吧，大不了先自由分网。

suking_2009

回复 Rainyboy 的帖子

非常非常非常谢谢你的帮助。其实我的ansys刚入门。
1.  你说的零频，目前我还不知道这个概念。我会多翻翻书，但希望你能稍加提示~
2. 不过我调整一下我的几何模型以及网格划分之后，至少这个有限元模型收敛了。不过在接触的地方，单元与单元之间似乎还是没有共节点，我想这是我esize设置的不一样吧，基岩我用的是2，而其他的我用的都是1，so~~~我还是会试试
3. 振型？这个对于我来说也是个非常新的概念...哎，一种失落感

suking_2009

回复 suking_2009 的帖子

呵呵，我看了一下，虽然我的esize设置不一样，但是接触面上单元还是共节点的。
现在我将我这两天调整后的模型发与你，有兴趣的话，希望你能帮我再看看，继续给我提意见~非常感激你对一个新手的支持。

fini
/cle
/units,si

h=26.5   
h1=30.45
h2=15.48
gm=1000

/prep7   
et,1,plane42      
mp,ex,1,2.55e10
mp,nuxy,1,0.167   
mp,dense,1,2400
keyopt,1,3,0
keyopt,1,5,0
keyopt,1,6,0

et,2,plane42      
mp,ex,2,1.15e10
mp,nuxy,2,0.16  
mp,dense,2,2300
keyopt,2,3,0
keyopt,2,5,0
keyopt,2,6,0

et,3,plane42   
mp,ex,3,6e10
mp,nuxy,3,0.167
mp,dense,3,2660
keyopt,3,3,0
keyopt,3,5,0
keyopt,3,6,0

K,1,0,0
K,2,5,0
K,3,6,1
K,4,27.6,1
K,5,27.6,9.3
K,10,6,1.5
K,11,27.1,1.5
K,12,27.1,6.2
K,13,17.58198,6.2
K,14,3.38198,25
K,15,0.6,25
K,16,0.6,8
K,17,6,8
K,18,8.51815,18.2
K,19,0.6,18.2
K,20,0,25
K,21,27.6,6.2
K,6,27.1,9.3
k,7,16.5011,10.16
K,8,7.87419,21.66615
K,9,0,25.98761
K,30,1.16549,26.5
K,31,5.16549,24.64157
K,22,2.5,3
K,23,2.5,5.25
K,24,2,5.25
K,25,5.5,5.25
K,26,5,5.25
K,27,5,3
K,28,3.75,5.25
k,29,22.1811,7.32

circle,28,1.25,,,180
circle,28,1.75,,,180
larc,6,7,29
larc,30,31,14,6.259
larc,9,30,15,1.32
nummrg,all

K,32,-0.6799,0.97128
K,37,-40.4299,0.97128
K,34,-40.4299,-52.02872
K,35,80.6,-52.02872
K,38,80.6,1

a,15,14,18,19
a,19,18,13,12,11,10,17,16
a,9,20,15,14,18,13,12,21,5,6,7,8,31,30
a,20,15,19,16,17,10,11,12,21,4,3,2,1
a,22,27,26,25,36,24,23
asba,4,5
a,22,27,26,25,36,24,23
a,23,33,26,27,22
asba,4,5
a,37,34,35,38,4,3,2,1,32


dl,36,,ux,0
dl,38,,ux,0
dl,37,,all,0

wprota,,-90
wpoff,6,,8
asbw,2
wpoff,11.51815,,-1.8
asbw,8

wpoff,9.58185,,-4.7
asbw,6
wpoff,-21.1,,-0.5
asbw,10
wpoff,-6,,7
asbw,11
wpcsys,-1



esize,1        
mshape,0,2d
mshkey,1
allsel
asel,s,,,5
amap,5,18,19,16,39
amesh,5
allsel
asel,s,,,2
amap,2,39,17,40,13
amesh,2
allsel
asel,s,,,9
amap,9,40,10,11,12
amesh,9

esize,1      
mshape,0,2d
mshkey,1
asel,s,,,8
amesh,8
asel,s,,,12
amap,12,42,43,41,4
amesh,12
asel,s,,,6
amap,6,43,1,2,3
amesh,6
asel,s,,,10
amap,10,44,16,15,20
amesh,10

esize,1
mshape,0,2d
mshkey,0
asel,s,,,13
amesh,13

esize,2   
mshape,0,2d
mshkey,1
asel,s,,,4
amap,4,37,34,35,38
amesh,4

esize,0.1   
mshape,0,2d
mshkey,1
asel,s,,,7
amap,7,24,23,26,25
amesh,7

esize,0.5           
mshape,0,2d
mshkey,1
asel,s,,,1
amesh,1

esize,1         
mshape,0,2d
mshkey,0
asel,s,,,3
amesh,3

acel,,9.8

allsel
sfl,41,pres,gm*9.8*h1
sftran
allsel
sfl,39,pres,gm*9.8*h2
sftran

nsel,all
nsel,s,loc,x,0
sfgrad,pres,,y,0,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h1+1)

nsel,all
nsel,s,loc,x,27.6
nsel,r,loc,y,1,9.3
sfgrad,pres,,y,1,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*h2

nsel,all
nsel,s,loc,y,9.3
sfgrad,pres,,x,27.6,1
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-9.3)

nsel,all
nsel,s,loc,x,11.7611,16.5011
nsel,r,loc,y,10.16,16.48
sfgrad,pres,,y,16.48,-gm*9.8
sf,all,pres,

nsel,all
nsel,s,loc,x,16.5011,22.1811
nsel,r,loc,y,7.32,10.16
sfgrad,pres,,y,10.16,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-10.16)

nsel,all
nsel,s,loc,x,22.1811,27.1
nsel,r,loc,y,7.32,9.3
sfgrad,pres,,y,9.3,-gm*9.8
sf,all,pres,gm*9.8*(h2-9.3)

esel,all
esel,s,,,411,416,1
sfgrad,pres,,x,0,-24777
sfe,all,3,pres,0,308201
esel,all
sfe,411,4,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*2
esel,all
sfe,405,4,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*3
esel,all
esel,s,,,381,404,1
sfgrad,pres,,x,0,-1524.22
sfe,all,2,pres,0,0.24*gm*9.8*(h1-h2)+9.8*gm*h2-1524.22*4

/solu
allsel
solve

Rainyboy

回复 suking_2009 的帖子

答1：零频就是固有频率是0的模态……我自己还有周围的同学都这么简称的，好像不是什么术语。

答3：振型和固有频率合起来叫“模态信息”，有些时候简称“模态”，也叫“固有特性”，咱们论坛有非常非常多的资源可以帮助你理解，最近我看到了一个很清晰的：
http://forum.vibunion.com/thread-96738-1-1.html
当然，你也可以翻翻《振动力学》（倪振华编著），讲得也很清晰，但是跟上面这个链接的思路不同，可以互为补充。

还有，一般算动力学响应（就是受力随时间变化时系统的响应）之前，都会算一算模态，看看结构在激励频率附近最容易响应的阵型是什么。但是我在这里算模态是为了检验你模型的约束是不是足够，结果发现有3阶固有频率为0，说明结构存在刚体位移，欠约束，又通过检查振型，来查看是哪一部分出现了刚体为题，就可以快速定位问题，发现是由于网格没有共节点造成的。这是我一贯采用的检查你第二个错误的方法，呵呵。

答2：学有限元的时候，老师就强调说，相邻的两个单元之间必须共节点，而不能出现一个单元的节点在另一个单元的边上的情形，因为这样会在单元插值函数构造时造成很大的误差，因此，即使楼主调整到计算收敛，我仍然建议你处理好每一处单元不共节点的地方，这样的计算结果才可信（至少我这么认为）。

Rainyboy

回复 suking_2009 的帖子

我看了一下，你所计算的东西我不是很了解，但是网格啊什么的应该都没问题了吧（至少没有你发帖时存在的问题）。

suking_2009

1、嘻嘻~那个振型啊固频啊模态啊，我还是要花点时间多看看书了，非常非常感谢你对我的提醒。让我收获一些新的概念，然后想办法消化，人就该这么一点一点提高。
2、我分析的是一个大坝非溢流坝段应力应变的变化，看它的变形，也可以这么说吧，就是廊道啊材料分区附近的一些应力应变的大小，也希望你可以对我的后期分析提出一些建议，我在分析这一块也很弱，面对一大堆的数据，我本科只是的不扎实就暴露了~~
3、我的模型还存在一个问题就是初始位移的清零，就是在实际情况中，所有外部荷载作用之前，由重力产生的沉降是已经发生了的，所以必须把沉降这部分做为初始位移清零。目前的情况是，我还不懂清零~正在学习ing...


PS：望继续得到你的支持!

Rainyboy

回复 suking_2009 的帖子

能详细说说“消零”这个概念么？

是因为你想从总的响应变形里除去由重力影响的那个部分么？

suking_2009

Rainyboy 发表于 2010-11-1 09:40

                               
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回复 suking_2009 的帖子

能详细说说“消零”这个概念么？

这么说吧，我分析的大坝，是已经建好了的，那么由重力产生的位移就已经发生了，在水荷载作用之前，这个位移已经发生了，但是重力还在。所以在计算时候，必须将这个位移场清零。呵呵，这是我的理解啦。

Rainyboy

回复 suking_2009 的帖子

是不是说，要保留由重力产生的应力场，而要把由重力产生的变形归零？

suking_2009

Rainyboy 发表于 2010-11-1 12:14

                               
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回复 suking_2009 的帖子

是不是说，要保留由重力产生的应力场，而要把由重力产生的变形归零？

Bingo~~~~我就是这么理解的。事实上也是这样的，我在书上看到的。

发你一段命令流看：
finish
/clear
/filname,cant1
/prep7
et,1,plane42
mp,ex,1,2e5
mp,nuxy,1,0.3
blc4,,,10,1
esize,0.5
amesh,all
nsel,s,loc,x,0
d,all,all
allsel
f,2,fy,-10
finish        
/solu
iswrite,on
solve
/post1
pldisp
plnsol,s,x
/solu
isfile,read,cant1,ist,,2
!fdele,all,all
solve
/post1
pldisp
plnsol,s,x


PS：我还不会用。

Rainyboy

回复 suking_2009 的帖子

这段命令流最终就是消去了端点力产生的位移，而只保留了其产生的应力么？
我运行之后觉得不全是啊，能说说它的来源么？

suking_2009

Rainyboy 发表于 2010-11-1 17:23

                               
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回复 suking_2009 的帖子

这段命令流最终就是消去了端点力产生的位移，而只保留了其产生的应力么？

这是我在一本书上看的。介绍给你，王敏新老师的《ansys工程结构数值分析》。真的非常好用，很适合我这样的新手。
那么我给你的这段命令流呢，出自P251。这就是那一小整段命令流...
其实我也不大懂呢。
我想应该是查看结果的方式吧~~~

suking_2009

回复 Rainyboy 的帖子

我想，我对于荷载步的相减我已经会了。但是对于荷载工况的组合还没有具体的去学习。我想先把我的论文整理出来之后再做这个。
现在我的模型的主要问题是，似乎基岩的弹性模量有点大了~
和你交流很开心