第7章 后处理17.docx
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第7章后处理17
第7章后处理
7.1后处理功能概述
后处理是指检查分析的结果。
这可能是分析中最重要的一环,因为用户总是试图搞清楚作用载荷如何影响设计、设计是否可行以及网格划分的好坏等。
7.1.1ANSYS后处理类型
检查分析结果可使用两个后处理器:
通用后处理器(POST1)和时间—历程后处理器(POST26)。
POST1用于检查整个模型在某一载荷步和子步或对某一特定时间点或频率的结果。
POST26用于检查模型的指定点的特定结果与时间、频率或其他结果项的变化。
但是ANSYS的后处理器仅是用于检查分析结果的工具,仍然需要使用用户的工程判断能力来分析解释结果。
7.1.2结果文件
在求解中,可使用OUTRES命令指引ANSYS求解器按指定时间间隔将选择的分析结果写入结果文件中,结果文件的名称取决于分析类型。
✧Jobname.RST:
结构分析和耦合场分析。
✧Jobname.RTH:
热分析和diffusion分析。
✧Jobname.RMG:
电磁场分析。
✧Jobname.RFL:
FLOTRAN分析。
对于FLOTRAN分析,文件的扩展名为.RFL;对于其他流体分析,文件扩展名为.RST或.RTH,取决于是否给出结构自由度。
对不同的分析使用不同的文件标识有助于在耦合场分析中使用一个分析的结果作为另一个分析的载荷。
7.1.3后处理可用的数据类型
求解阶段计算两种类型结果数据。
✧基本数据包含每个节点计算自由度解:
结构分析的位移、热力分析的温度、磁场分析的磁势等(见表7-1)。
这些被称为节点解数据。
✧派生数据是由基本数据计算得到的数据,如结构分析中的应力和应变;热力分析中的热梯度和热流量;磁场分析中的磁通量等。
程序可以在单元的节点、单元积分点和单元质心处计算派生数据。
派生数据也称为单元解数据。
在这些情况下,它们被称为节点解数据。
表7-1不同分析的基本数据和派生数据
7.2通用后处理器
使用通用后处理器(POST1)可观察整个模型或模型的一部分在某一时间点(或频率)上针对指定载荷组合时的结果。
7.2.1数据文件选项
如果用户己经完成求解并且已经保存,则用户可以在通用后处理中直接读入结果文件,然后可进行其他后处理操作。
用户可用下列方法打开“DataandFileOptions(数据和文件选项)”对话框。
GUI方式MainMenu>Genera>Postproc>Date&FileOpts,打开图7-1所示的“数据和文件选项”对话框。
该对话框中主要包括两个选项:
需读入的数据类型(Datatoberead)和读入的结果文件类型(Resultsfiletoberead)。
用户可以读入以下数据类型:
所有数据项(Allitems)、基本数据项(Basicitems)、节点自由度结果(NodalDOFsolution)、节点反力载荷(Elemreactionload)、单元求解结果(Elemsolution)、单元节点载荷(Elemnodalloads)、单元节点应力(Elemnodalstresses)、单元弹性应变(Elemelasticstrain)、单元热应变(Elemthermalstrain)、单元塑性应变(Elemplasticstrain)、单元蠕变应变(Elemcreepstrain)、单元节点梯度(Elemnodalgradients)、单元节点通量(Elemnodalflux)和混合数据单元(miscelemdata)。
用户可以读入单个结果文件(Readsingleresultfile)或读入多个CMS结果文件(ReadmultipleCMSresultfiles)。
图7-1“数据和文件选项”对话框
7.2.2查看结果总汇
用户可以通过以下路径查看结果总汇,包括模态分析中的固有频率和瞬态分析或非线性分析中的载荷步和子步。
GUI方式为MainMenu>GeneralPostproc>ResultsSummary,弹出图7-2所示的“SET.LISTCommand(结果汇总)”对话框,该对话框中包括数据列表号(SET)、时间/频率(TIME/FREQ)列表、载荷步(LOADSTEP)列表、子步(SUBSTEP)列表和积累量(CUMULATIVE)列表。
图7-2“结果汇总”对话框
7.2.3读入结果
图7-3所示为通用后处理中的读入结果列表,用户使用读入结果列表可以进行以下操作。
(1)读入结果汇总中的第一个结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>FirstSet。
(2)读入结果汇总中的下一个结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>NextSet。
(3)读入结果汇总中的前一个结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>PreviousSet。
(4)读入结果汇总中的最后一个结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>LastSet。
(5)拾取结果汇总中的任意结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>ByPick,弹出图7-4所示的“ResultsFile:
file.rst(结果文件显示)”对话框,用户使用鼠标左键选择结果汇总中的任意子步结果,然后单击Read按钮。
(6)通过载荷步号读入结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>ByloadStep,弹出图7-5所示的图"ReadResultsbyLoadNumber(通过载荷步号读入结果)”对话框。
该对话框中包括4个选项:
读入结果来源(Readresultsfor)、载荷步号(Loadstepnumber)、子步号(Substepnumber)和比例因子(Scalefactor)。
图7-3读入结果列表
(7)通过时间/频率读入结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>ByTime/Freq,弹出图7-6所示的“ReadResultsbyTimeorFrequency(通过时间或频率读入结果)”对话框,该对话框包括5个选项:
读入结果来源(Readresultsfor)、时间或频率点值(Valueoftimeorfreq)、读入时间点或靠近时间点的结果(ResultsatornearTIME)、比例因子(Scalefactor)和圆周位置(Circumferentiallocation)。
图7-4“结果文件显示”对话框
图7-5“通过载荷步号读入结果”对话框
图7-6“通过时间或频率读入结果”对话框
(8)通过数据列表号读入结果
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ReadResults>BySetNumber,弹出图7-7所示的“ReadResultsbyDataSetNumber(通过数据列表号读入结果)”对话框。
该对话框包括4个选项:
读入结果来源(Readresultsfor)、数据列表号(Datasetnumber)、比例因子(Scalefactor)和圆周位置(CircumferentialLocation)。
图7-7“通过数据列表号读入结果”对话框
7.2.4图形显示结果
1.图形显示模型变形形状
命令:
PLDISP。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape,弹出图7-8所示的“PlotDeformedShape(画出变形形状)”对话框。
该对话框包括3个选项:
仅仅显示已变形后的形状(Defshapeonly),显示变形后的形状和未变形的形状(Def+undeformed)以及显示变形后的形状和未变形体的边界(Def+undefedge)。
图7-8“画出变形形状”对话框
2.云图显示
用户通过云图显示功能可以查看以下结果项:
位移、应力、速度、温度、磁场磁通密度等。
(1)节点解云图显示
命令:
PLNSOL。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu,弹出图7-9所示的“ContourNodalSolutionData(节点解云图显示)”对话框。
用户通过该对话框可以选择云图显示的项目:
节点自由度解(DOFSolution)、节点应力(Stress)、总机械应变(TotalMechanicalStrain)、弹性应变(ElasticStrain)、塑性应变(PlasticStrain)、蠕变应变(CreepStrain)、热应变(ThermalStrain)、总机械和热应变(TotalMechanicalSlain)、膨胀应变(Swellingstrain)、能量(Energy)、失效准则云图(FailureCriteria)和体积温度(BodyTemperatures)。
PLNSOL命令生成连续的过整个模型的云图。
该命令或GUI方式可用于原始解或派生解。
对典型的单元间不连续的派生解,在节点处进行平均,以便显示连续的云图。
图7-9“节点解云图显示”对话框
(2)单元解云图显示
命令:
PLESOL.
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>ElementSolu,弹出图7-10所示的“ContourElementSolutionData(单元解云图显示)”对话框。
用户通过该对话框可以选择云图显示的项目:
带点应力(Stress)、总机械应变(TotalMechanicalStrain)、弹性应变(ElasticStrain)、塑性应变(PlasticStrain)、蠕变应变(CreepStrain)、热应变(ThermalStrain)、总机械和热应变(TotalMechanicalStrain).膨胀应变(Swellingstrain)、能量(Energy)、误差估计(ErrorEstimation)、失效准则云图(FailureCriteria)、结构力(StructuralForces)、结构力矩(StructuralMoments)、体积温度(BodyTemperatures)和杂项项目(Miscellaneousitems)。
PLESOL命令在单元边界上生成不连续的云图,该显示主要用于派生的解数据。
图7-10“单元解云图显示”对话框
(3)单元线性结果云图显示
命令:
PLLS。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>LineElemRes,弹出图7-11所示的“PlotLine-ElementResults(单元线性结果云图显示)”对话框。
该面板中包括4个选项:
节点I处的单元表项(ElemtableitematnodeI)、节点J处的单元表项(ElemtableitematnodeJ)、比例因子选项(Optionalscalefactor)和是否显示变形体(Itemstobeplottedon)。
图7-11“单元线性结果云图显示”对话框
3.矢量显示
矢量显示用箭头显示模型中某个矢量大小和方向的变化。
平动位移(U)、转动位移(ROT)、磁力矢量势(A)、磁通密度(B)、热通量(TF)、温度梯度(TG)、液流速度(V)、主应力(S)等都是矢量的例子。
用户可用下列方法可产生矢量显示。
命令:
PLVECT。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>PredefinedorUser-Defined。
用户可用下列方法改变矢量箭头长度比例。
命令:
NSCALE。
GUI:
UtilityMenu>P1otCtrls>Style>VectorArrowScaling。
4.混凝土裂缝显示
若在模型中有SOLID65单元,用户可以使用下列方法查看混凝土单元己断裂或碎开裂纹分布情况。
命令:
FLCRACK。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Coneplot>Crack/Crush,弹出图7-12所示的“CrackingandCrushingLocationsinConcreteElements(查看混凝土裂纹分布)”对话框。
该对话框包括两种选项:
查看裂纹位置(Plotsymbolsarelocatedat),用户可以选择在积分点处显示裂纹(Integrationpts)和在单元中心处显示裂纹(Elementcentroid);设置显示裂纹模式(Plotcrackfacesfor),用户可以选择显示所有类型裂纹(Allcracks)、仅显示第一类裂纹(Onlyfirstcrack)、仅显示第二类裂纹(Onlysecondcrack)和仅显示第三类裂纹(Onlythirdcrack)。
图7-12“查看混凝土裂纹分布”对话框
7.2.5列表显示结果
1.列表显示计算误差估计
有限元分析中的主要考虑之一是有限元网格数量是否足够,网格是否细到能获得好的计算结果?
若不是,模型哪一部分网格要进行进一步划分?
用ANSYS误差分析技术可得到该问题的答案,该技术用于评估生成有限元模型过程中产生的数值误差。
该技术只对使用二维或三维实体单元或板壳单元的线性结构和线性/非线性温度场可用。
在后处理器中,程序为模型中每个单元计算能量误差。
能量误差在概念上与应变能相似。
结构能量误差(以SERR为标识)是单元到单元应力场跃变的度量。
热能误差(TERR)是单元到单元热能跃变的度量。
用SERR和TERR,ANSYS软件可计算能量级的百分误差(SEPC表示结构的百分误差,TEPC表示热能的百分误差)。
注意,误差估计是基于参考温度(TREF)下被计算的刚度及传导矩阵之上的。
因此,如果单元在与参考温度(TREF)相差很大的温度下,误差估计对于与温度有关的材料特性的单元有可能不正确。
在很多情况下,用户通过关闭误差估计可以大大提高程序运算速度。
在热分析中关闭误差估计时,性能改善尤为显著。
因此,可只在需要时才用误差分析。
例如,想确定网格是否易于得到良好的结果时。
在默认情况下,误差估计是激活的。
用户可用下列方法显示结构误差。
命令:
PRERR。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>PercentError。
2.列出节点求解数据
用户可用下列方法列出指定的节点求解数据(原始解及派生解)。
命令:
PRNSOL。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution.
3.列出单元求解数据
用户可用下列方法列出所选单元的指定结果。
命令:
PRESOL.
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ElementSolution。
要获得一维单元的求解输出,在PRNSOL命令中指定ELEM选项,程序将列出所选单元的所有可行的单元结果。
4.列出反作用载荷及作用载荷
用户可用下列方法列表显示模型中约束节点处的反作用力。
命令:
PRRSOL。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu。
用户可用下列方法列表显示模型中约束节点处的作用力。
命令:
PRNLD.
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalLoads.
列出反作用载荷及作用载荷是检查平衡的一种好方法。
在求解后检查模型的平衡状况总是好的做法。
也就是说,在给定方向上所加的作用力应总等于该方向上的反力。
如果反力不是所期望的,建议用户检查加载情况,看加载是否恰当。
约束方程也能造成明显的平衡丧失。
如前所述,属于约束方程约束DOF处的反力不包括该方程的力。
这将影响单个反力和总反力。
同样,对属于某个约束方程的节点力之和也不应包括该方程的节点力,这将影响单个反力和总反力。
在批处理求解中可得到约束方程反力的单独列表,但这些反作用不能在POST1中进行访问。
对大多数恰当联立的约束方程,FX、FY,、FZ方向合力应为零。
可能见到失衡的其他情况有四节点壳单元,其4个节点不是位于同一平面内;有弹性基座指定的单元;发散的非线性求解。
5.列出矢量数据
用户可用下列方法列出所有被选单元指定的矢量大小及其方向余弦。
命令:
PRVECT。
GUI:
:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>VectorData。
6.列出路径数据
用户可用下列方法列出沿预先定义的几何路径上的数据。
命令:
PRPATH。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>PathItems。
7.列出线性应力
用户可用下列方法计算,然后列出沿预定的路径线性变化的应力。
命令:
PRSECT。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>LinearizedStrs。
7.2.6查询结果
1.查询单元结果
用户可用下列方法查看单元结果。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>QueryResults>ElementSolu,弹出图7-13所示的“QueryElementSolutionData(查看单元求解结果)”对话框。
对于结构分析,该对话框中只有能量(Energy)一个选项,并且用户可查看以下4种能量:
单元应变能(StrainenrgSENE)、动能(KmetcenrgKENE)、塑性功(PlastworkPLWK)和塑性状态变量(plasStateVarPSV)。
用户选择需查看的能量后,单击OK按钮,弹出对话框,根据需要用户再进行单击选择。
图7-13“查看单元求解结果”对话框
2.查询节点结果
用户可用下列方法查看节点结果。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>QueryResults>SubgridSolu,弹出图7-14所示的“QuerySubgridSolutionData(查看节点求解结果)”对话框。
该对话框中包括主变量选择框和子变量选择框。
例如,主变量框包括自由度解(DOFsolution)对应的子变量选择框,即X方向平动位移(TranslationUX),Y方向平动位移(TranslationUY)等,用户选择需查看的能量后,单击OK按钮,弹出对话框,根据需要用户再进行单击选择。
图7-14“查看节点求解结果”对话框
7.2.7输出选项
用户可用下列方法设置结果输出。
命令:
RSYS/AVPRIN/AVRES/SHELL。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>OptionsforOutp,弹出图7-15所示的“OptionsforOutput(输出选项设置)”对话框。
通过该对话框用户可实现以下功能。
1.将计算结果旋转到不同坐标系中
用户可以在设置对话框中将结果坐标系选项(Resultscoordsystem)设为总体笛卡儿坐标系(GlobalCartesian)、总体柱坐标系(Globalcylindric)、总体球坐标系(Globalcylindric)或局部坐标系(Localsystem)。
用户如果选择局部坐标系,则需在局部坐标系参考号(Localsystemreferenceno.)文本框中输入已定义的局部坐标系参考号。
图7-15“输出选项设置”对话框
2.设置如何计算主应力和矢量和
对话框中主应力计算选项(Principalstresscalcs)可以设置如何计算主应力及矢量和。
该选项有两个子选项:
使用分量计算(Fromcomponents),该选项使用平均单元共有节点处的分量值,并且根据这些分量平均值计算单元主应力或矢量和;使用主应力计算(Fromprincipals),该选项在每一个单元的基础上计算主应力或矢量和后,再把这些计算值在单元共有节点处进行平均。
3.设置计算结果如何平均
该选项用来指定在PowerGraphics打开时,计算结果数据如何进行平均。
用户可以设置4种平均方法:
在单元共有节点处平均所有类型数据(Alldata);除了材料属性外,在单元共有节点处平均其他数据(AllbutMatProp);除了实常数外,在单元共有节点处平均其他数据(AllbutRealCons);除了材料类型和实常数外,在单元共有节点处平均其他数据(AllbutMat+Real)。
4.体结果来源
该选项用来选择一个壳体单元或壳体层位置来输出结果。
用户可以设置3种壳体结果来源:
壳体结果来源于壳体或复合材料顶层,这是程序的默认值;壳体结果来源壳体单元中间层(Middlelayer),该选项的默认方法是壳体单元的顶端和底端的平均值;壳体结果来源壳体底层(Bottomlayer)。
5.设置复合材料层输出数据
该选项用来设置输出复合材料的那一层的计算结果。
用户选择指定层数选项(Specifiedlayer),根据需要在“指定层数”(Specifiedlayernumber)框中输入层数。
7.2.8单元表
ANSYS程序中单元表有两个功能:
第一,它是在结果数据中进行数学运算的工具;第二,它能够访问其他方法无法直接访问的单元结果。
1.定义单元表
用户可用下列方法定义单元表。
命令:
ETABLE。
GUI:
MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable,弹出“定义单元表数据”面板(ElementTableData)。
单击Add按钮,弹出图7-16所示的“DefineAdditionalElementTableItems(定义附加单元表项)”对话框。
该对话框包括3个选项:
定义有效泊松比(EffNUforEQVstrain),用户在该选项后面输入有效泊松比,范围在0~0.5之间;定义附加单元项的名字(Userlabelforitem);结果数据项(Resultsdataitem)。
图7-16“定义附加单
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- 第7章 后处理17 处理 17