无初位移的ansys实现方法

无初位移的ansys实现方法姚再兴投稿日期：投稿日期：2016-03-24作者〔1北京力算科技北京100011〕摘要：以一个算例说明了ansys实现初始作用下无初位移、无初应变的方法和过程。比照了重力作用、无初位移、只有初应力三种工况的计算结果。计算结果从竖向位移、竖向应变、竖向应力三个方面表示。并含有全部命令流代码。关键词：无初位移；无初应变；初应力；ansys引言很多计算对象在初始状态下是有力的作用的,从而在其内部的应力并不为零.但这一状态下的位移,认为是处处为零,应变也是处处为零.其后的受力和变形都是相对于这一状态而言的.例如,要计算桥梁在某重型卡车作用下的变形.在卡车作用在桥上之前,桥体已经受到重力的作用,内部有应力存在,相对于不受力的状态,存在位移和应变.但我们通常要保存桥体的应力状态,而要去掉重力引起的位移和变形.ansys的无初位移功能可以很好地实现这类计算。本文通过一个算例说明ansys的这一功能和需要注意的事项。本文中用到的算例是在ansys14.0下通过的。实现思路对这一类问题，ansys首先在初始作用力下进行计算，然后把初始作用力产生的应力导出到文件里备用，其后在所有载荷〔包括初始作用力〕和初始应力〔从先前产生的文件中导入〕共同作用下进行计算。这样，初始作用力下的位移和应变消除了，初始作用下的应力得到保存。算例问题描述边长为1m的立方体平放在水平面上，底部完全约束，初始作用力是重力，求在没有其它作用力情况下的位移、应变和应力，如REF_Ref365294703\h图1。材料参数如下：弹性模量300E9Pa泊松比0.3密度2000kg/m3重力加速度10m/s2图SEQ图\*ARABIC1计算无初位移的立方体形成初应力文件形成初应力文件的命令流如下：/PREP7/PREP7ET,1,SOLID185!选185号单元!以下定义材料参数MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,3e11MPDATA,PRXY,1,,0.3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,2000!生成立方体BLOCK,,1,,1,,1,!单元划分MSHAPE,0,3DMSHKEY,1CM,_Y,VOLUVSEL,,,,1CM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!加约束FLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,3/GODA,P51X,ALL,!底部约束FINISHsave!形成扩展名为db的文件，以备后续计算时使用/SOLacel,,10,!加重力ISWRITE,1!形成初应力文件solvefinish当程序运行到solve命令时，产生扩展名为ist的初应力文件。在重力作用下，竖向位移、应变和应力分别如下三图。图SEQ图\*ARABIC2重力作用下的立方体竖向位移云图图SEQ图\*ARABIC3重力作用下的立方体竖向应变云图图SEQ图\*ARABIC4重力作用下的立方体竖向应力云图无初位移计算在形成扩展名为ist的初应力文件和扩展名为db的数据文件后，进行无初位移的命令流如下。/clear/clearresume!读入数据finish/SOLUacel,,10,!施加自重荷载isfile,read,,ist,,2!读取初始应力SOLVE无初位移计算所得的竖向位移、应变和竖向应力如下两图。图SEQ图\*ARABIC5重力无初位移的立方体竖向位移云图从REF_Ref446500810\h图5与REF_Ref446500818\h图2比拟可看出，位移几乎为零，到达了无初位移。图SEQ图\*ARABIC6重力无初位移的立方体竖向应变云图从REF_Ref446513339\h图6与REF_Ref446513350\h图3相比拟可以看出，应变也几乎为零，到达了无初应变。图SEQ图\*ARABIC7重力无初位移的立方体竖向应力云图从REF_Ref446513428\h图7与REF_Ref446513439\h图4比拟可以看出，应力没什么区别。初应力单独作用计算为了比照，将REF_Ref446507362\n\h3.3中命令流“acel,,10,”改为“acel,,0,”或直接去掉，重新计算。这样相当于载荷只是重力作用下的初应力，然后去掉重力，其结果如下三图。图SEQ图\*ARABIC8初应力单独作用下立方体竖向位移云图REF_Ref446513871\h图8说明，无初位移状态下，去掉重力后到达平衡，立方体有与重力方向相反的位移。图SEQ图\*ARABIC9初应力单独作用下立方体竖向应变云图REF_Ref446513882\h图9说明，在无初位移状态下去掉重力，竖向有伸长的现象，原来压缩越大，伸长也越大。图SEQ图\*ARABIC10初应力单独作用下立方体竖向应力云