初始应力添加与多工况任意组合实例.doc

（一） 初始应力场施加实例实例1要在分层的SHELL181单元中的一指定层上施加初始应力,可以使用指定层的材料ID号。 本文介绍了ANSYS施加初始应力场的相关方法在用ANSYS做结构分析时,可以把初始应力指定为一项载荷，只在静态分析和全瞬态分析中被承认(分析可以是线性,也可以是非线性), 初始应力载荷只能在分析的第一载荷步中施加.恒应力可以用ISTRESS命令指定.运用ISFILE命令从输入文件中获取初始应力值,为了列表或是删除初始应力,命令变元允许初始应力被限制为具体的材料类型.要在分层的SHELL181单元中的一指定层上施加初始应力,可以使用指定层的材料ID号。在初始应力命令中使用MATx 字段可以根据层的材料ID号施加需要的应力，或者可以在SHELL181单元的所有层上施加初始应力，然后删除那些不希望有初始应力的层上的初始应力。用delete, elementID, 层号命令，还可以用初始应力命令列表或删除分层SHELL181单元上指定层上的初始应力值。初始应力功能只支持以下单元类型:PLANE2, PLANE42, SOLID45, PLANE82, SOLID92, SOLID95, LINK180, SHELL181, PLANE182, PLANE183, SOLID185, SOLID186, SOLID187, BEAM188,还有BEAM189.ISFILE命令可以将合成初始应力写入文件。这些命令可以在/SOLUTION处理器中运用，在ANSYS Commands Reference(ANSYS命令参考手册)中可以看到所有初始应力命令的描述。【1】首先将初始应力数据用一个外部的ASII文件给出，假设文明名为istress.ist，内容如下/CSYS,0! ELEM ID ELEM INTG LAY/CELL SECT INTG SX SY SZ SXY SYZ SX1,all,all,all,100,0,0,0,0,02,all,all,all,100,0,0,40,0,03,all,all,all,100,0,0,0,0,04,all,all,all,100,0,0,0,0,405,all,all,all,100,20,0,0,0,0【2】读取应力场文件/prep7/title, Example of Initial stress import into ANSYSet,1,182! Plane stress PLANE182 elementmp,ex,1,1.0e9mp,nuxy,1,0.3! Define the nodes!n,1n,2,2.0n,3,4.0n,4,6.0n,5,8.0n,6,10.0n,7,1.0n,8,2.0,1.0n,9,4.0,1.0n,10,6.0,1.0n,11,8.0,1.0n,12,10.0,1.0! Define the 5 elements!e,1,2,8,7e,2,3,9,8e,3,4,10,9e,4,5,11,10e,5,6,12,11! Constrain all dofs on all nodes at x=0 to be zeronsel,s,loc,x,d,all,allnallfinish!/solu!读应力文件inis,read,istress,ist! List the initial stressesinis,listoutres,all,allsolvefinish!/post1set,lastPLNSOL,S,EQV,0,1.0finish实例2 一个岩土工程中常用的岩层简化平面模型同时受重力和地表均压作用，比较以下两种方法所获的结果。 1.常规方法，同时施加重力加速度和均压。 2.初应力载荷法，先计算模型在重力作用下的结果，同时输出初应力文件，然后在全新的模型中调入此初应力文件，计算等效节点力反力；施加等效节点力，进行求解，得到与只有重力场作用下的模型同样的受力和变形;最后施加均压，求解。finish/filename,try01,1/prep7et,1,42mp,ex,1,2e11mp,nuxy,1,0.3mp,dens,1,7800blc4,1,2esize,0.1amesh,all /solu nsel,s,loc,y,0d,all,uy,0nsel,s,loc,x,0nsel,a,loc,x,1d,all,ux,0allsel acel,10,inistate,write,1,ssolve!得到只有重力作用下的初应力文件finish/clear,nostart /filename,try02,1/prep7et,1,42mp,ex,1,2e11mp,nuxy,1,0.3mp,dens,1,7800blc4,1,2esize,0.1amesh,all /solu d,all,all isfile,read,try01,ist,2isfile,list outres,all,all allsel solve!计算等效节点力反力finish/filename,try03,1/solu lsclear,all nsel,s,loc,y,0d,all,uy,0nsel,s,loc,x,0nsel,a,loc,x,1d,all,ux,0allsel ldread,reac,1,1,try02,rstsolvesfl,3,pres,1e5allsel solve/post1plnsol,u,y 实例3ANSYS中关于初应力和荷载步设置的算例算例为一个地基+地基上面的一块方块墙吧，先通过一次计算仅加边界条件和自重，计算得到自重应力场，并输出初应力文件用来模拟初应力场。然后施加应力和自重并进行计算，此时的位移基本为0，即消除了初位移，所得应力场即为自重应力场。在些基础上进一步施加墙上法向面荷载，并进行第二步计算，得到的位移应该是仅有面荷载引起的位移。关于初应力想说明的几点：1、初应力只能加在第一个荷载步，用命令流和GUI方式均可。但在求解前不能退出求解器，如果加了初应力后退出求解器到前处理器或者后处理器后再回到前处理器，刚才施加的初应力就没有了，必须再次施加。2、也可以不用初应力而直接分两个荷载步进行计算，如第一步仅计算自重，第二步再加面荷载后进行计算，在后处理中用工况组合来得到“净位移”，但工况组合中的应力结果似乎是不正确的。3、如果用LSSOLVE从荷载文件进行求解，在写荷载文件时初应力的设置并不会写入荷载文件，所以，在命令流或者GUI方式下在求解前必须显示指定加载初应力。关于荷载步设置的几点建议：1、在GUI方式下，每次进入求解器进行求解似乎都是开始一个新的分析（这一点偶也不是很明白）。如果不退出求解器，即便不改变约束和荷载，只要求解一次，就会多一个荷载步结果，但所有结果是一样的；如果退出求解器后再进来，求解就重新开始（根据时间值）。2、对点、线、面、体荷载都有替换和叠加两种方式，在替换方式下，在同一位置重复加荷载，只有最后一次加的荷载有效；在叠加方式下，在同一位置重复加荷载，所有荷载会叠加后共同作用在结构上。/BATCHKEYW,PR_SET,1 KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_THERM,0KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0 KEYW,MAGEDG,0 KEYW,MAGHFE,0 KEYW,MAGELC,0 KEYW,PR_MULTI,0KEYW,PR_CFD,0 /GO!*/prep7!* define material protertiesmp,dens,1,2490mp,ex,1,20e9mp,prxy,1,.167mp,dens,2,2660mp,ex,2,10e9mp,prxy,2,.28!* define element typeet,1,solid45!* define geometryblock,-5,-0.5,-5,5,-5,0block,-0.5,0.5,-5,5,-5,0block,0.5,5,-5,5,-5,0block,-0.5,0.5,-5,5,0,5vglue,allvsel,s,loc,z,-6,0vatt,1,1,0vsel,invevatt,2,1,0!* mesh geometryESIZE,0,10lsel,s,loc,x,-0.4,0.4lesize,all,4allsel,allvmesh,allASEL,S,LOC,Z,-6,-0.1ASEL,U,LOC,X,-0.6,-0.4ASEL,U,LOC,X,0.4,0.6cm,uxyz,areaasel,s,loc,z,0,5asel,r,loc,x,0.4,0.6cm,sfload,areaALLSEL,ALLFINISH/SOLU !*ANTYPE,0!* the zero load step only for get initial stress filelsclear,allTIME,1AUTOTS,-1 NSUBST,1, , ,1KBC,0!* define constrainscmsel,s,uxyzda,all,all,0.!* deifine gravityacel,0.,0.,10.allsel,alliswrite,on !* open option for write initial stress filesolveFINISH/SOLU !*ANTYPE,0!* the first load steplsclear,allTIME,1AUTOTS,-1 NSUBST,1, , ,1KBC,0!* define constrainscmsel,s,uxyzda,all,all,0.!* deifine gravityacel,0.,0.,10.allsel,allISFILE,READ,AINIStress,ist, ,1!*初应力仅在第一个荷载步施加iswrite,offsolve!* the second load steplsclear,allTIME,2AUTOTS,-1 NSUBST,1, , ,1KBC,0!* define constrainscmsel,s,uxyzda,all,all,0.!* deifine gravityacel,0.,0.,10.!* define surface loadcmsel,s,sfloadsfa,all,1,pres,10000allsel,alliswrite,offsolve/prep7set,firstplnsol,u,z,0,1.0 !* 查看初位移应该基本为0plnsol,s,z,0,1.0 !* 可以查到初应力是存在的set,lastplnsol,u,z,0,1.0 !* 查看仅面荷载引起的位移plnsol,s,z,0,1.0 !* 查看应力结果(二)多工况任意组合实例对单层或二层框架进行弹性分析，需要考虑四种荷载 恒荷载，活荷载，风荷载和吊车荷载 1,几何模型(beam3和beam54)建立后，定义所需的element table，主要包括杆端力和最大应力，最小应力等。 然后保存数据库。分别施加四种荷载的标准值（不乘分项系数），并分别存成四个load step file。 2,使用solutionfrom ls files，求解四种荷载 3,荷载组合，命令流如下： /post1 lcdef,1,1 lcdef,2,2 lcdef,3,3 lcdef,4,4 !定义四种工况，分别为四种荷载下的计算结果 lcfact,1,1.2 lcfact,2,1.4 lcfact,3,1.19 lcfact,4,1.4 !指定各工况的组合系数 lcase,1 !读入工况1，database1 sumtype,prin !指定加操作的对象 lcoper,add,2 !荷载组合，databasedatabase2 lcoper,add,4 !荷载组合，databasedatabase4 lcoper,lprin !计算线性主应力 lcwrite,11 !把database结果写到工况11,即恒荷载活荷载吊车荷载的结果 lcase,1 lcfact,2,1.19 lcfact,4,1.19 !改变组合系数 sumtype,prin lcoper,add,2 lcoper,add,3 lcoper,add,4 lcoper,lprin lcwrite,12 !把database结果写到工况12,即恒荷载活荷载吊车荷载风荷载的结果 !. .其他荷载组合 !之后使用lcase,n 就可调入工况n，并查看它的变形和内力 !可使用如下命令流得到工况11和12，13的较大者99,进而查看最大应力 lcase,11 lcase,min,12 lcase,min,13 lcwrite,98 lcase 98 !查看工况98的应力分布. . lcase,11 lcase,max,12 lcase,max,13 lcwrite,99 lcase 99 !查看工况99