ANSYS中初应力场的获得和施加PPT课件

1、1 初应力场的获得和施加 陈坤 2 初应力载荷概述 n在使用ANSYS进行结构分析时，可以把初始应力指定为一 项载荷，但只能在静态分析和瞬态分析中使用（分析可以 是线性,也可以是非线性），初始应力载荷只能施加在分 析的第一个载荷步中，执行初始应力命令一次以上将覆盖 先前的初始应力指定。 n初应力载荷可以是初应力，初应变或者初塑性应变。 3 ANSYS11.0版本以前施加初始应力的命令 （ISTRESS,ISWRITE,ISFILE），被现在的INSTATE 命令所取代。 INISTATE命令只能对新-技术单元施加初始应力。 所以在使用的时候只能将初始应力施加在新-技术单元 上。在ANSYS帮助

2、里已经查不到旧的施加初始应力的 命令。（但好像还能使用。） 4 平面单元体单元杆及梁单 元 壳单元 PLANE182, PLANE183 SOLSH19 0 SOLID185, SOLID186, SOLID187 SOLID285 LINK180, BEAM188, BEAM189, REINF264, REINF265 SHELL181, SHELL209, SHELL208, SHELL281, 初始应力场所支持的单元初始应力场所支持的单元 5 命令： INISTATE nINISTATE, Action, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7

3、, Val8, Val9 SET 用Action = SET 定义初始应力状态坐标系，数据类型和材料类 型参数。 DEFINE 用Action = DEFINE 定义真实的状态值, 和相对应的单元，积分 点，或层信息。 WRITE 当solve命令执行之前，用 Action = WRITE 将初应力值写入文件 READ 用 Action = READ 读入文件中的初始应力值。 LIST 用 Action = LIST读出初始应力状态。 DELETE 用Action = DELE 删除所选择单元的初始应力状态数据。 6 Val1 = Val2 = CSYS 坐标系. Val2 是与坐标系一致的整

4、数。 -2 单元坐标系 -1 材料坐标系 0 整体笛卡尔坐标系 0 - 10 任何ANSYS 定义的坐标系. = 11 用户定义的坐标系编号. DTYP 数据类型： STRE = 应力数据 (默认) EPEL = 应变数据 EPPL = 塑性应变数据 MAT 材料类型. Val2 是材料编号. 用Val2 = -1 使基于材料的初始 应力状态无效并使 基于积分点的初始应力状态数据有效。 INISTATE, SET, Val1, Val2 7 ELID 单元编号. 如果为空，表示选择在单元选择集中的所 有单元。 Eint 高斯积分点 (默认是全部). 在基于材料的初始应力状 态下无效。 Klay

5、er 层编号 (for 层实体/壳单元) 或者梁单元的 cell number. 对不分层、无梁单元的为空, 在基于材料的初始应 力状态下无效（被忽略）. ParmInt 层的截面积分点, 或 梁的cell-积分点(一般4个). 默认是全部(ALL).在基于材料的初始应力状态下无效. Cxx, Cyy, Czz, Cxy, Cyz, Cxz 应力 (S), 应变(EPEL), 或 者塑性应变 (EPPL) 值. INISTATE, DEFINE, ELID, Eint, Klayer, Parmint, Cxx, Cyy, Czz, Cxy, Cyz, Cxz 8 FLAG 等于1即输出初始状

6、态文件, 或等于0则不输出初始状态文 件. CSID 定义初始状态的坐标系: 0 (默认默认)对实体单元在整体笛卡尔坐标系中写. -1 (或或 MAT) 在材料坐标系中写. -2 (或或 ELEM)对杆，梁和层单元在单元坐标系中写对杆，梁和层单元在单元坐标系中写 Dtype 设置写入ist文件中的数据类型: S 输出应力. EPEL输出应变. EPPL输出塑性应变. INISTATE, WRITE, FLAG, , , , CSID, Dtype 注意：对实体单元默认是注意：对实体单元默认是0，对杆、梁或者壳单元默认是，对杆、梁或者壳单元默认是-2. 9 删除编号为ELID的单元的初始状态数据

7、。 如果ELID为空， 则删除所有已选择的单元的初始状态数据。 INISTATE, READ, Fname, Ext, Path 从单独的初始状态文件中读取初始状态数据，初始状态 文件名（fname）,后缀名（ext）, 路径（path）.初始状态 文件必须是一个用逗号隔开的ASCII码文件格式。对每个应 力/应变项包含单独的行，每行的列用逗号隔开。 对编号为ELID的单元列出初始状态数据。 如果ELID为 空，则对所有已选择的单元列出初始状态数据。 INISTATE, LIST, ELID INISTATE, DELE, ELID 10 inistate,set,mat,3 inis,def

8、i,200 Apply Constant Stress Of SX=200 For All Beams In A Model And Wherever There Is Material=3 inistate,defi,100,200,300,400,500,600 对整个模型施加初始应力 inistate,defi,1,100 对梁单元1施加初始应力 SX=100 inistate,defi,2,3,33.3333 在2号单元的单元积分点3施加初始应力SX=33.333 inistate,defi,2,200 对所有选择的梁单元的cell 2施加初始应力SX=200 初始应力场 11 ini

9、state,set,dtyp,epel inistate,defi,0.1,-0.01,-0.01 对整个模型施加初始应变场 inistate,set,dtyp,epel inistate,defi,1,0.01 对梁单元1施加常应变EPEL X=0.01 inistate,set,dtyp,epel inistate,defi,2,3,0.01 !Apply a Strain of EPEL X=0.01 at Elem Integration Pt 3 within Element 2 inistate,set,dtyp,epel inistate,defi,2,1E-6 !Apply a

10、 Constant Strain Of EPEL X = 1E-6 in Cell 2 For All Selected Beam Elements inis,set,dtyp,epel inis,set,mat,3 inis,defi,1E-3 !Apply a Constant Strain Of EPEL X=1E-3 For All Beams In A Model And Wherever There Is Material=3 初始应变 12 inis,set,dtyp,eppl inis,defi,0.1 inis,set,dtyp,s inis,defi,1000 ! Cons

11、tant Initial Plastic Strain and Stress on the Whole Model inis,set,dtyp,eppl inis,defi,2,3,0.01 !Apply a Strain of EPEL X=0.01 at Elem Integration Pt 3 within Element 2 Here it is assumed that the initial stress is zero. inis,set,dtyp,eppl inis,set,mat,1 inis,defi,2.0 inis,set,mat,2 inis,defi,0.2 !

12、Apply EPS X = 0.1, EPS Y = -0.02, EPS Z = -0.02, for Layers 1,3,5 and EPS X = 0.2, for Layers 2,4,6 Layer 1,3,5 have material 1 and Layer 2,4,6 have material 2. 初始塑性应变 13 举例 n初应力场的处理一直是长期困扰分析工程师 的课题，特别是在岩土工程中更是经常遇到。 下面以一重力场为例，详细描述在ANSYS中初 应力场的获得和施加过程。 14 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

13、。 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。 15 finish /filename,try01,1 /prep7 et,1,42 mp,ex,1,2e11 mp,nuxy,1,0.3 mp,dens,1,7800 blc4,1,2 esize,0.1 amesh,all /solu nsel,s,loc,y,0 d,all,uy,0 nsel,s,loc,x,0 nsel,a,loc,x,1 d,all,ux,0 allsel acel,10, inistate,write,1,s solve!得到只有重力作用下的初应力文件 16 finish /clear,nostart /filename,try02,1 /prep7 et,1,42 mp,ex,1,2e11 mp,nuxy,1,0.3 mp,dens,1,7800 blc4,1,2 esize,0.1 amesh,all /solu d,all,all isfile,read,try01,ist,2 isfile,list outres,all,all a