实体单元后处理中的求内力.doc

实体单元后处理中的求内力1.采用实体单元计算(有时不得不采用实体单元)有其优点，但因实体单元无法直接得到结构的内力(M,N,Q)，所以对于混凝土结构想进行配筋计算就带来了难度，这是本题目提出的缘由。2.考察了本论坛和其它几个论坛，似乎大家都知道用后处理中的“积分”，编制一些APDL，但又没有给出比较详细的说明和方法，这是本题目讨论的必要性。为方便讨论，这里做了个简支梁受均布荷载的分析。finish/clearb0=200h0=300l0=3000ec=3.3e5p0=0.2/prep7et,1,solid95mp,ex,1,ecmp,prxy,1,0.167blc4,b0,h0,l0/view,1,1,1,1/ang,1vplotlsel,s,loc,x,1,b0-1lsel,r,loc,y,0dl,all,uyksel,s,loc,x,0ksel,r,loc,y,0dk,all,uxksel,r,loc,z,0dk,all,uzasel,s,loc,y,h0sfa,all,1,pres,p0allsel,allesize,50vsweep,allfinish/solusolvefinish/post1pldisp,2 ! 显示变形的结构 ! kund： 0 仅显示变形后的结构 !1 显示变形前和变形后的结构 ! 2 显示变形结构和未变形结构的边缘!-可以在下面添加语句完成(要求使用积分命令)!A.跨中弯矩!B.1/4跨剪力经过摸索，讨论如下：1.积分命令流如下：path,kz,2 !定义路径属性, PATH，NAME，nPts，nSets，nDivppath,1,b0/2,0,l0/2 ! PPATH，POINT，NODE，X，Y，Z，CS（定义路径上的点）ppath,2,b0/2,h0,l0/2pdef,sigmz,s,z ! PDEF，Lab，Item，Comp，Avglab（将数据影射到路径上）plpath,sigmz ! PLPATH，Lab1，Lab2，Lab3，Lab4，Lab5，Lab6 !（绘制路径上一数据项关于另一数据项的变化曲线图）!跨中轴力nfor1=-2.55e-5pcalc,intg,nfor,sigmz,yg,b0 ! PCALC，Oper，LabR，Lab1，Lab2，FACT1，FACT2，CONST ! （路径上数据的数学运算）INTG（积分）、（自然对数）、*get,nfor1,path,last,nfor ! *GET, Par, NODE, N, Item1, IT1NUM, Item2, IT2NUM !（得到数值并将其存储为标量参数或者数组中元素）!跨中剪力qfor1=-4.039e-9pdef,sigmyz,s,yzplpath,sigmyzpcalc,intg,qfor,sigmyz,yg,1*get,qfor1,path,last,qfor!跨中弯矩mfor1=-45251688误差0.6%pcalc,mult,md1,sigmz,s !相乘计算pcalc,intg,mfor,md1,s,b0 !积分计算*get,mfor1,path,last,mfor!1/4截面剪力qz(分条计算)=-30083.11误差0.3%*dim,qq,20*do,i,1,20path,pname,2ppath,1,(i-1)*10,0,l0/4ppath,2,i*10,h0,l0/4pdef,sigmyz,s,yzpcalc,intg,qfor,sigmyz,yg,10*get,qq(i),path,last,qfor*enddoqz=0*do,i,1,20qz=qz+qq(i)*enddo*stat2.关于pcalc,intg,varname,lab1,lab2,fact1的探讨varname-积分结果变量lab1,lab2-变量，可取xg,yg,zg(总体坐标),s(当前路径)及定义的变量(如上述中的md1);fact1-系数即varname=fact1lab1d(lab2)，积分路径为当前路径S的长度3.对于较复杂的截面如何进行呢？例如箱形截面，可否用面积直接积分呢？并且path是断的是否也可以呢？请继续探讨，也不知对否，这里仅为抛砖引玉而已。不好意思，差不多都忘记了。1.*get,mfor1中的mfor1是自己任意定义的变量名；2.yg是整体坐标的标识符，可参见哪个讨论；轴力和剪力可沿Y轴积分得到；而M积分时，使用的是路径，所以用s符号表示。该例子很简单，应该可以读懂，只要你仔细分析每一句即可明白。1.跨中弯矩计算中的几个语句解释pcalc,mult,md1,sigmz,s !相乘计算，其中的s是路径长度变量，即zi*si(i=路径上的点数)pcalc,intg,mfor,md1,s,b0 !积分计算,mfor=b0*zi*si*ds,其中的s是路径长度变量，即沿路径长度积分!假定了在宽度方向同高纤维应力相同，否则不能乘b0;!理论上用分条计算更好些，例如1/4截面的剪力计算。注意：使用s积分概念更明确！不必使用XG,YG等。2.因为这里是特例(没有轴力)，对于没有轴力的断面，没有必要必须取中性轴进行积分计算，因为取何处都是一样的。对于一般情况，也没有必要找中性轴，因为用实体计算，其应力的分布不同于传统的计算，其不同竖向线上的应力零点可能是不同的(例如剪力滞等影响)，给确定中性轴带来困难，且在路径上找零应力点也不方便。为方便可取路径起点，这样积分后，再进行移轴是一样的，相当于力素都对路径起点，然后移到某个轴上(例如重心)。另外，应力为零的点就不在截面之内时呢？3.有些算法是否正确，可通过简单的例子计算即可证明。平常计算弯矩或剪力，一般用剖面法，即用一个剖面将体剖开，分析剖面左边或右边的受力情况。 尝试用较为简单的方法，不用积分来求弯矩，曾试过计算简支梁与悬臂梁，外荷载所括集中力、面荷载、体荷载（自重），结果准确。对别的结构未曾算过，不知可行与否？同样用三月雨先生的例子，为了后处理方便，但略作改动，主要为了后理方便，计算结果未变！finish/clearb0=200h0=300l0=3000ec=3.3e5p0=0.2/prep7csys,0et,1,solid95mp,ex,1,ecmp,prxy,1,0.167blc4,b0,h0,l0wpoffs,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分vsbw,allwpoffs,750!为了后处理中选择单元方便，故将体剖分vsbw,all/view,1,1,1,1/ang,1vplotlsel,s,loc,y,0lsel,r,loc,z,0dl,all,uylsel,s,loc,y,0lsel,r,loc,z,l0dl,all,uyksel,s,loc,x,0ksel,r,loc,y,0dk,all,uxasel,s,loc,y,h0sfa,all,1,pres,p0allsel,allesize,50vsweep,allfinish/solusolvefinish/post1!首先求跨中弯矩spoint,0,0,1500!将计算点移至跨中nsel,s,loc,z,0,1500!选择计算截面某一侧的全部节点fsum!此时求得支座反力以及作用在模型上的外力（仅算集中力,面荷载及体荷载如重力等未计算在内）对跨中截面的力矩Mxallsel,allvsel,s,loc,z,0,1500eslv,r !选择计算截面某一侧全部单元，在命令流中利用位置选单元无法实现，故先选择体，再选与体相联的单元，但在gui模式中较易做到fsum!此时求得外力（仅算面荷载及体荷如重力等）对跨中截面的力矩Mx!求得上面两个值后，将后一个值反号与前一个值相加即得跨中截面力矩Mx（正负号的规定参看ansys帮助，与材料力学中的不一定相同）!求1/4截面的剪力spoint,0,0,750!将计算点移到1/4截面nsel,s,loc,z,0,750!选择计算截面某一侧的全部节点fsum !此时求得支座反力以及作用在模型上的外力（仅算集中力,面荷载及体荷载如重力等未计算在内）对1/4截面的剪力fyallsel,allvsel,s,loc,z,0,750eslv,r!在命令流中利用位置选单元无法实现，但在gui模式中较易做到fsum !此时求得外力（仅算面荷载及体荷如重力等）对1/4截面的剪力fy!求得上面两个值后，将后一个值反号与前一值相加即得剪力fy（正负号的规定参看ansys帮助，与材料力学中的不一定相同）很久没有来了，很抱歉许多没有回复。最早的3D实体单元内力计算是迫不得已而编制的，适合于较早的版本。现在新版本出来的很快，功能上也有增加。对于3D实体单元的内力计算，可采用面操作（应该是V8以上吧，没有细考！）。例如用悬臂梁采用3D实体单元，其某个截面的的内力计算如下，并具有详细解释。这种方法较原来的更方便，大家不放一用。!*!EX4.31 面操作及悬臂梁的内力计算FINISH/CLEAR$/PREP7ET,1,SOLID95MP,EX,1,2E11MP,PRXY,1,0.3!定义单元类型、材料特性BLC4,2,3,0.2,0.3,4DA,2,ALLFK,1,FY,-2E4FK,3,FY,-2E4!创建几何模型、加约束和荷载FK,3,FX,0.8E4FK,4,FX,0.8E4SFA,1,1,PRES,1E6!施加荷载ESIZE,0.05$VMESH,ALLFINISH/SOLUSOLVE!生成有限元模型并求解FINISH/POST1!进入后处理层WPOFFs,2 ! WPOFFS，XOFF，YOFF，ZOFF（偏移工作平面）SUCR,SUZ2,CPLANE,3!移动工作平面、创建面SUZ2SUMAP,MYSX,S,XSUMAP,MYSY,S,Y!映射X和Y方向应力SUMAP,MYSZ,S,ZSUMAP,MYSXY,S,XY!映射Z和XY方向应力SUMAP,MYSYZ,S,YZSUMAP,MYSXZ,S,XZ!映射YZ和XZ方向应力SUPL,SUZ2$SUPL,SUZ2,MYSZ!显示面本身、面项MYSZSUPL,SUZ2,MYSYZSUPL,SUZ2,MYS!显示面项MYSYZ，矢量显示应力SUPR,ALL,MYSZ!列表显示MYSZ面项SUEVAL,XFORCE,MYSXZ,INTG!求截面上FX，理论结果为-16000,误差1%SUEVAL,YFORCE,MYSYZ,INTG!求截面上FY，理论结果为40000，误差0.5%SUEVAL,ZFORCE,MYSZ,INTG!求截面上FZ，理论结果为-6000，没有误差SUEVAL,MYA,DA,SUM!求截面面积并赋给MYA变量SUEVAL,MYYA,GCY,INTG!求关于X轴的面积矩并赋给变量MYYAMYYA=MYYA/MYA!得到面积重心到X轴的距离=面积矩/面积SUEVAL,MYXA,GCX,INTG!求关于Y轴的面积矩并赋给变量MYXAMYXA=MYXA/MYA!得到面积重心到Y轴的距离=面积矩/面积SUCALC,SZGCY,MYSZ,MULT,GCY!计算MYSZGCY，并赋给面项SZGCYSUEVAL,MX1,SZGCY,INTG!对面项SZGCY在面上积分得到MX1SUCALC,SZGCX,MYSZ,MULT,GCX!计算