表面效应单元.docx
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表面效应单元.docx
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表面效应单元
【讨论】表面效应单元的使用方法
这是一个加表面效应单元的例子,你看一下有没有帮助。
FINISH
/CLEAR
!
!
!
gauss加载
/title,thesimulateoflasercladdingprocess
*SET,P,2000, !
thepowerofthelaser
*SET,V,0.008 !
scanningspeed
!
*SET,RADIUS,0.003 !
radiusofthelaserbeam
*SET,R,0.003
*set,k,0.6 !
thecoefficientoftheabsorb
*SET,L,0.05 !
thelengthoftheblock
/prep7
!
熔覆层高5mm=0.005m
!
基体高10mm=0.01m,长x=50mm=0.05,宽=20mm=0.02m
BLOCK,0,0.05,0,-0.0105,-0.01,0,
Vsel,all
vplot
!
/USER,1
/VIEW,1,-0.198026943995E-01, 0.382677277552 , 0.923669829831
/ANG, 1,-0.107453019382
/REPLO
!
ET,1,SOLID70
ET,2,Surf152
DOF,TEMP
KEYOPT,2,3,0
KEYOPT,2,4,1
KEYOPT,2,5,0
KEYOPT,2,6,0
KEYOPT,2,7,0
KEYOPT,2,8,4 !
根据固体表面温度计算对流系数
KEYOPT,2,9,0
!
用温度表方式定义材料性能
Mp,kxx,1,82.9
Mp,dens,1,8900
Mp,c,1,471
mptemp,1,20,300,600,750,900,1200,1500,1800,2000
mpdata,hf,1,1,6,50,120,180,200,250,378,700,850
!
!
Mshkey,0 !
自由网格化
Mshape,1,3d
type,1
esize,0.002,
Vmesh,all
eplot
!
!
asel,s,loc,y,0 !
对流边界条件要施加在5个面的周围
asel,a,loc,z,-0.01
asel,a,loc,x,0
asel,a,loc,x,0.05
type,2 !
定义属性
amesh,all
esel,s,type,,2 !
选择表面效应单元
sf,all,conv,-1,25 !
确定对流边界条件,表格加载
!
sf,all,conv,200,25 !
确定对流边界条件
!
!
底面也施加轻微的对流
allsel,all
asel,s,loc,y,-0.0105
type,2 !
定义属性
amesh,all
esel,s,type,,2
sf,all,conv,3,25
allsel,all
!
nsel,all
/psf,hflux,,2,0 !
以箭头方式显示载荷
!
finish
/SOLU
!
!
!
!
!
antype,transient,new
TRNOPT,FULL
Nropt,,,off !
关闭自适应下降
LUMPM,0
Solcontrol,on
Autots,on
Kbc,1
Outres,all,last,
Lnsrch,on
neqit,50 !
每一子步中方程的迭代次数限值
!
loadstep1,initialconditions25
time,0.001
deltim,0.001,0.001,0.001
allsel,all
timint,off
tunif,25 !
均匀的节点初始温度25,只对分析的第一个子步有效
solve
EPLOT
!
!
loadstep2………,applymovingheatflux
allsel
nsel,all
t=0
dt=0.5
local,11,1,0.001+0.005,0,0,0,-90,0
CSYS,11
esel,s,type,,1
nsel,r,loc,x,0,0.003
nsel,r,loc,y,0,180
nsel,r,loc,z,0
sf,,hflux,7000000
!
sf,,hflux,%flux2%
csys,0
t=t+dt
time,t !
每一载荷步结束时的时间
deltim,0.1,0.05,0.1,on
kbc,1 !
设定为阶越载荷
!
neqit,25 !
每个子步的默认次数
autots,on !
打开自动时间步长
timint,on,therm !
时间积分效果
TINTP,,,,1
Lnsrch,on
!
outres,all,all
outres,all,last
!
outres,all,10
allsel
solve
save
这是一个加表面效应单元的例子,你看一下有没有帮助。
FINISH
/CLEAR
!
!
!
gauss加载
/title,thesimulateoflasercladdingprocess
*SET,P,2000,!
thepowerofthelaser
*SET,V,0.008!
scanningspeed
!
*SET,RADIUS,0.003!
radiusofthelaserbeam
*SET,R,0.003
*set,k,0.6!
thecoefficientoftheabsorb
*SET,L,0.05!
thelengthoftheblock
/prep7
!
熔覆层高5mm=0.005m
!
基体高10mm=0.01m,长x=50mm=0.05,宽=20mm=0.02m
BLOCK,0,0.05,0,-0.0105,-0.01,0,
Vsel,all
vplot
!
/USER,1
/VIEW,1,-0.198********5E-01,0.382677277552,0.923669829831
/ANG,1,-0.107453019382
/REPLO
!
ET,1,SOLID70
ET,2,Surf152
DOF,TEMP
KEYOPT,2,3,0
KEYOPT,2,4,1
KEYOPT,2,5,0
KEYOPT,2,6,0
KEYOPT,2,7,0
KEYOPT,2,8,4!
根据固体表面温度计算对流系数
KEYOPT,2,9,0
!
用温度表方式定义材料性能
Mp,kxx,1,82.9
Mp,dens,1,8900
Mp,c,1,471
mptemp,1,20,300,600,750,900,1200,1500,1800,2000
mpdata,hf,1,1,6,50,120,180,200,250,378,700,850
!
!
Mshkey,0!
自由网格化
Mshape,1,3d
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esize,0.002,
Vmesh,all
eplot
!
!
asel,s,loc,y,0!
对流边界条件要施加在5个面的周围
asel,a,loc,z,-0.01
asel,a,loc,x,0
asel,a,loc,x,0.05
type,2!
定义属性
amesh,all
esel,s,type,,2!
选择表面效应单元
sf,all,conv,-1,25!
确定对流边界条件,表格加载
!
sf,all,conv,200,25!
确定对流边界条件
!
!
底面也施加轻微的对流
allsel,all
asel,s,loc,y,-0.0105
type,2!
定义属性
amesh,all
esel,s,type,,2
sf,all,conv,3,25
allsel,all
!
nsel,all
/psf,hflux,,2,0!
以箭头方式显示载荷
!
finish
/SOLU
!
!
!
!
!
antype,transient,new
TRNOPT,FULL
Nropt,,,off!
关闭自适应下降
LUMPM,0
Solcontrol,on
Autots,on
Kbc,1
Outres,all,last,
Lnsrch,on
neqit,50!
每一子步中方程的迭代次数限值
!
loadstep1,initialconditions25
time,0.001
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allsel,all
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tunif,25!
均匀的节点初始温度25,只对分析的第一个子步有效
solve
EPLOT
!
!
loadstep2………,applymovingheatflux
allsel
nsel,all
t=0
dt=0.5
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!
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time,t!
每一载荷步结束时的时间
deltim,0.1,0.05,0.1,on
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设定为阶越载荷
!
neqit,25!
每个子步的默认次数
autots,on!
打开自动时间步长
timint,on,therm!
时间积分效果
TINTP,,,,1
Lnsrch,on
!
outres,all,all
outres,all,last
!
outres,all,10
allsel
solve
save
问题:
在热分析中,有的用户经常问,用表面效应单元和不用表面效应单元,计算得到的
温度分布差异比较大,为什么?
解答:
Ansys的表面效应单元是非常有特色的,主要用于表面载荷的处理。
在进行热分析时
,模型的面载荷(如热流密度、热对流等)既可以直接施加在模型的表面,也可以在模型
的表面建立表面热效应单元(SURF151、SURF152),将这些面载荷施加在表面效应单元上
。
用表面效应单元和不用表面效应单元,计算得到的温度分布差异比较大,主要问题在于
对表面效应单元使用不当。
在应用表面效应单元,施加面载荷时,要注意单元选项。
比如
对于SURF152号单元,选项k8是指定施加在SURF152单元的载荷类型,K8=0,表示在这个表面单元上忽略任何面载荷;K8=1,表示在这个单元上施加热流密度;K8=2,表示在这个单元上施加对流载荷。
我们要根据实际施加的表面载荷类型对选项K8进行设置。
比如,有的用户已经将对流条件直接施加在模型的表面了,但是,为了计算表面的散热和吸热,又在这个表面建立了表面效应单元,并且将该表面效应单元选项K8=2,那么这就不对了,该SURF152单元就将这些边界条件再处理一次,所以计算结果就与实际情况不符合。
对这种情况,正确的应该置K8=0或1。
模型的某个表面和这个表面建立的表面效应单元可以同时施加表面载荷,程序在处理时将这些载荷按照一定的规则进行叠加,所以建议它们施加不同类型的面载荷,并且通过单元选项按实际情况进行设置。
Q为问A为回复
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Q:
模态分析得到的结果是不是某个方向上的各阶频率啊我要得到各个方向的一阶频率能做到吗
A模态分析得到的结果是你所选择的自由度内的振型如果需要得到某一个方向内的振型用RUDECED法选择你所希望的主自由度如UX将所求的频率值设置为一即可
Q不过大型复杂结构的振型一般都不是一个方向的应该是一个方向为主其它方向为次如果把所要求的方向设为主自由度会不会跟真是实际结果有出入
Q对于复杂的大型实体其主自由度无法给出此时就无法应用reduce法可不可以改约束还是就认为一次得到前3阶频率就是x,y,z方向的一阶频率啊
A正是因为复杂结构的主自由度不好确定所以我还是倾向于用SUBSPACE和BLOCKLANCZOS法约束不要随便改它应该描述结构真实的状态不能说前3阶频率即为XYZ方向的第一阶频率你可以好好想想所用方程中[K]和[M]的意义
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Q轴承是用来支撑要研究的对象把轴承等价为弹簧将其刚度加在对象的节点上这样就要定义刚度的大小在加是否还要定义单元类型然后才能定义其刚度
A我曾经用LINK8单元模拟过根据K=EA/L确定刚度我当时取E=210e9,L=0.1,然后A=KL/E经过检验是可行的
A1用link单元模拟其刚度k=EA/L通过假定E,A,L的值使之和k相等其密度要02用combin14模拟其刚度阻尼0
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QANSYS处理动力问题如土层地震响应或基础振动反应可否从边界施加加速度荷载若可以如何瞬态动力反应分析时间子步为>200?
A如果你所希望求的最高频率的周期为f则ANSYS取时间步长为1/20f为默认值
Q板单元的后处理的显示在单元坐标还是在总体坐标?
比如位移,应力
A应力位移在总体坐标弯矩不一定
A应力位移是显示在结果坐标系的顺便说明一下节点信息显示在显示坐标系
不过结果坐标系默认为全局坐标系而显示坐标系也是默认为全局坐标系
你可以这样修改结果坐标系
MainMenu:
GeneralPostprocessor>OptionsforOutput...
你可以这样修改显示坐标系
UtilityMenu:
Workplane>ChangeDisplayCSto
A你可以用ETABLE命令先存储对应于各单元的位移等等再用ANSYS的柱状图或是别的画图软件PLOT出图形你认为如何
Q我现在需分析一个板梁结构板已用SHELL63单元划分好梁我是用板上的一条线划分单元并添加截面而生成的但现在运算时发现板和梁是分开的它们之间互不影响请教各位高手怎样将板和梁合并为一个整体
APreprocessor>NumberingCtrls>MergeItems里elementandnode合并
Q:
用SHELL63单元划分的板结构想加垂直于板面的匀布载荷?
A:
找到如下位置ANSYSHELP->ANSYSELEMENTSREFERENCE->ELEMENTLIBRARY->SHELL63ELASTICSHELL
在INPUTSUMMARY中有SURFACELOADSPRESSURES
1
其中face1(I-J-K-L)(bottom,in+Zdirection)的意思为当LoadKey=1时,pressure加在由节点IJKL确定的面上在单元坐标中以+Z方向为正也可以说垂直指向面IJKL时为正
至于均布则将几个值都填成一样的就可以了或者只填主要参数如VALUEatI自己多看看帮助文件做一个例子验证一下
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Q:
ANSYS可以自己定义输出格式吗?
A:
可以先打开一个文件*cfopen再用*vwrite,label
通过打开一个文件读出数据或以追加的方式写入数据并可控制输入和输出的格式
*cfopen,,
*vread,,,,,
(f12.6)
*vwrite,
(f12.6)
*cfclos,,
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Q:
作模态分析时就是集中质量单元和刚度加法
A在选用求解方法时例如SUBSPACE和BLOCKLANCZOS会有一个选项[LUMPM]默认为选用一致质量矩阵你可以选为集中质量矩阵
A用mass21通过meshkeypoint来把点划分成mass21单元即可
Q我在原有的静态分析的基础上想继续作一下结构的模态分析应该采取那些步骤啊
我用solution>newanalysis-modal,thencurrentLS,出现如下的提示
1.theeigenvalueextractionmethodmustbespecifiedonMODOPTcommand.SUBSPorLANBareusuallyrecommanded.
2.pleaseexpandmodesifanydownstreamMODALanalysisbasedcalculationsneedtobeperformed.
这是怎么一回事
A你最好先看看帮助文件中的ANSYSSTRUCTUREREFERENCE中的BUCKLINGANALYSIS
如果你对理论不清楚我劝你不要盲目计算不然结果也许并不可信这是我的建议
A系统默认为0阶!
Q1.在ANSYS中如何设定小数的有效位数比如我输入的应力值为0.0004495568而且我的一组数据都是最后几位差别但是ANSYSY自做聪明把它四舍五入了结果弄的都一样了如何更改这个有效位数呢
2.ANSYS在输出时如何修改输出的数字显示模式比如用科学记数法或者将数字缩放多少倍那样显示在什么地方能够修改呢
3.ANSYS5.7.1中什么地方能够出现那种材料库表就是说不同ANSYS的什么materialmodels对话框生成而是通过table输入材料属性诸如应力应变曲线之类的东西?
A用a.bEn来表示如2.45678e-9材料特性用tb
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Q我是个ANSYS初学者现在碰到下面几个问题请各位高手帮忙看一下
1是什么原因使得相邻ELEMENT的共用节点解得的力不一样应该是方法步骤的原因而不是误差吧请简单介绍一下
2假如我想用ANSYS模拟陶瓷的烧结过程是不是有实际*作的可能性如果有其基本的
2
原理和模型怎样
3ANSYS可以用来模拟热循环下的应力分配不均造成的焊点63%Sn&37%Pb失效的过程我看到有一篇文献介绍用在Sn球里随机分布Pb相和其它共晶相的方法建模的那么这个随机过程在ANSYS中怎么实现的而且如果要生成足够多的晶相小颗粒是不是只能手动一个一个的建立
A可能是你提取数据的时候思路有问题比如说当你提取的是有多个连接单元的节点数据而实际上你提取的是各个单元的
A相邻ELEMENT的共用节点你MERGE了吗ANSYS是通过单元的节点传递数值的从而得出结果的
Q在进行模拟计算结构多阶段施工过程计算时,在ansys里面说可以用死活单元的方法但是死活单元每次只允许选择一个,我的模型比较大,如果采用这个方法不太现实,各位同志有什么比较好的方法没有请赐教
A涉及到两个方面的问题一以TABLE形式定义参数二DO-LOOP循环你可以参考ANSYSGENERALGUIDE中SOLUTION中对多重载荷步的叙述很简单
Q比如在beam4和shell63中显示的输出结果有应力和变形以及节点等效荷载请问如何才能显示截面弯矩扭矩和剪力呢
A在ELEMENTTABLE中首先定义变量注意一你要知道BEAM设置了几个积分点注意二要知道SEQUENCENUMBER值所以你需要参考ELEMENTREFERENCE中的单元介绍
Q最近在计算一个模型管状在地下分析中要施加地层给予的支撑我想简化为弹性支撑可是发现在ansys中找不到这样的支撑情况
A首先你要知道弹性支撑的弹性系数具体的计算方法你应该知道的然后用LINK8单元模拟要注意的是刚度k=EA/L由此确定LINK单元的面积A来体现单元的弹性刚度我对此作过验证结论是可行的
Q用弹簧可是问题很多因为是一个管体整个管壁都有支撑简化为弹簧出现的问题很多了比如用多少个合适隔多长合适线性支撑和非线性支撑能等同吗我最近看校验手册发现V135这个例子可以借鉴可是还是有许多麻烦哪位大侠如果有这方面经验请指点指点
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Q如何梁单元同时施加两个方向分布荷载竖向侧向
A同时施加两个方向的均布荷载相当与分别施加不同的均布荷载即分别加
主要是要选择好均布荷载的ID参考单元参考手册中的说明例如BEAM4INPUTSUMMARY中
SurfaceLoadsPressure:
有face2(i-j)(-Ynormaldirection)这里2就是LOADID以单元坐标的-Y轴为正你试一试看
Q请问如何打印图形结果
A用ANSYA中的功能就可以拉GUI菜单命令PLOTCTRLSCAPTUREIMAGES或RESTOREIMAGES
A我是用plotctrl>hardcopy>tofile,然后在剪贴板中就可以看见了
A我都是用抓图工具抓下来然后再打印的
A/ui,copy,save是一个截取屏幕图形的命令,现在总算又实现了gui肯定可以通过相应的命令方式来实现的观点
AAnsys5.6已经做到了把图形窗口COPY到文件如JPG/BMP...等格式PLOTCTRL/HARDCOPY/TOFILE很好用
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3
Q其实APDL语言是ANSYS的二次开发语言是在FORTRAN编程语言的基础上形成的你只要会FORTRAN语言这就很容易理解APDL语言了也有循环选择等编程结构把枯燥的*作用计算机自动实现然后形
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- 关 键 词:
- 表面 效应 单元
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