ANSYS单元和整体刚度矩阵的提取

1、ANSYS 单元和整体刚度矩阵的提取一、单元刚度矩阵的提取/DEBUG命令详细说明:finish/clearPI=3.1415926w1=3w2=10w3=6w4=1.2r=.8t=0.08/PREP7!*ET,1,SHELL63R,1,tET,2,MASS21 R,2,500,500,500,2000,2000,2000,!*UIMP,1,EX, , ,2e11UIMP,1,NUXY, , ,0.3,UIMP,1,DAMP, , ,0.2,UIMP,1,DENS, , ,7800,BLC4,0,0,w2,w1ESIZE,1.5,0,AMESH,allNSEL,S,LOC,X,0.0D,all

2、, , , , , ,ALL, , , , ,allsel,allSFA,all,1,PRES,12FINISH/OUTPUT,cp,out, ! 将输出信息送到 cp.out 文件 /debug,-1,1 ! 指定输出单元矩阵/SOLUSOLVEfinish/OUTPUT, TERM ! 将输出信息送到 output windows中这时用编辑器打开 cp.out 文件,可以看到按单元写出的质量、刚度等矩阵二、整体刚度矩阵的提取(有三种方法:用户程序法、超单元法、 HBMAT 命令法1、用户程序法:需要二次开发(略2、超单元法/soluantype,7 !substructuring分析类型

3、seopt,matname,1 !设置文件名称和刚度矩阵类型 (刚度,质量,阻尼等 nsel,all !选择所有节点m,all,all !定义所有节点自由度为主自由度solve !求解selist,matname,3 !列出整体刚度矩阵3、 HBMAT 命令法提取整体矩阵命令:HBMAT,fname,ext,-,form,matrx,rhs其中:Fname-输出矩阵的路径和文件名,缺省为当前工作路径和当前工作文件名。 ext-输出矩阵文件的扩展名,缺省为 .matrix 。form-定义输出矩阵文件的格式,其值可取:=ASCII:ASCII 码格式;=BIN:二进制格式。matrix-定义输出

4、矩阵的类型,其值可取:=STIFF:输出刚度矩阵。可用于写入了 .FULL 文件的任何类型的分析。 =MASS:输出质量矩阵。可用于特征值屈曲、子结构分析、模态分析。 =DAMP:输出阻尼矩阵。仅用于有阻尼的模态分析。rhs-右边项输出控制(右边项指用矩阵所表示方程的等号右端矢量,这里可为节 点荷载向量,如 rhs=YES则输出,如 rhs=NO则不输出。模态分析时,因仅 LANB 和 QR 法可生成完整的质量矩阵,因此也仅采用这两种 方法时才可使用 HBMAT 命令得到质量矩阵文件。 Harwell-Boeing 文件格式用 HBMAT 命令可输出结构刚度矩阵、 质量矩阵和阻尼矩阵, 其文件

5、记录格式为大 型稀疏矩阵的标准交换格式, 采用索引存储方法仅记录矩阵的非零元素。 文件基本格式是前 面有 4或 5行描述数据,其后为单列矩阵元素值,说明如下:第 1行:格式(A72,为文件头的字符型解释,如刚度矩阵或质量矩阵等标题。第 2行:格式(5I14,分别表示该文件的总行数(不包括文件头、矩阵列指针 的总行数、矩阵行索引的总行数、矩阵元素数值的总行数、右边项总行数。第 3行:格式(A3,11X,4I14,分别为矩阵类型、矩阵行数、矩阵列数、矩阵行 索引数(对组装后的矩阵,该值等于矩阵行索引数、单元元素数(对组装后的矩阵此值为 0。第 4行:格式(2A16,2A20,分别表示列指针格式、行

6、索引格式、系数矩阵数值 格式、右边项数值格式。第 5行:格式 (A3,11X,2I14 , A3各列分别表示右边项格式、 应用高斯起始矢量、 应用 eXact 求解矢量;两个整数分别表示右边项列数、行索引数。三个字符中的第 1个字 符可取:F-全部存贮(如节点荷载向量的全部元素、 M-与系数矩阵相同方法。第 6行后:矩阵元素值(单列。矩阵类型用 3个字符表示,第 1个字符可取:R-实数矩阵、 C-复数矩阵、 P-仅矩阵结构 (无元素数值 ; 第 2个字符可取:S-对称矩阵、 U-不对称矩阵、 H-Hermitian 矩阵、 Z-病态对称矩阵; R-带状矩阵;第 3个字符可取:A-组装的矩阵、

7、E-单元矩阵 (未组装。对称矩阵只存储下三角元素,如结构刚度矩阵为对称矩阵, Harwell-Boeing 格式则仅记录下三角元素。根据 Harwell-Boeing 文件格式,可读取矩阵的任意行列元素的数值,也可编程还 原为满矩阵存储,以便它用,很显然这种提取方式比较方便。如当生成 .FULL 文件后,可采 用命令 /AUX2$FILE,mywork,full$HBMAT,mystiff,txt,ASCII,STIFF,YES$FINISH将二进制 mywork.full 文件输出为 ASCII 码文件 mystiff.txt ,并输出右边项。命令流:/aux2file,hbfile,ful

8、lhbmat,hbfile,txt,ascii,stiff,yesfinish! 从 hbfile.txt 读入数据,并还原为满矩阵存储*dim,contline,5*vread,contline(1,hbfile,txt,5,1(5f14.0totcrd=contline(1ptrcrd=contline(2indcrd=contline(3valcrd=contline(4rhscrd=contline(5*vread,contline(1,hbfile,txt,4,2(a3,11x,4f14.0nrow=contline(2ncol=contline(3strline=*if,rhscr

9、d,eq,0,thenls0=4*elsels0=5*endif*dim,pointr,ptrcrd*dim,rowind,indcrd*dim,values,valcrd*dim,rhsval,rhscrd*vread,pointr(1,hbfile,txt,ptrcrd,ls0(f14.0*vread,rowind(1,hbfile,txt,indcrd,ls0+ptrcrd(f14.0*vread,values(1,hbfile,txt,valcrd,ls0+ptrcrd+indcrd (d25.15*vread,rhsval(1,hbfile,txt,rhscrd,ls0+ptrcrd+indcrd+valcrd (d25.15*dim,smatr,nrow,ncol*do,icol,1,ncolstacol=pointr(icolendcol=pointr(icol+1*do,irow,stacol,endcol-1truerow=rowind(irowsmatr(truerow,icol=values(irow*enddo*enddo*do,irow,1,nrow*