粘弹性人工边界在ANSYS中的实现

粘弹性人工边界在ANSYS中的实现(2007-11-0700:25:58)标签：知识/探索ansys粘弹性人工边界动力边界条件分类：FEM软件

粘弹性人工边界在ANSYS中的实现

从半空间无限域取一4X2的矩形平面结构，顶部中间一定范围内受随时间变化的均布荷载，荷载如下p(t)=t

当0<DIV>p(t)=2-t

当1<=t<=2时p(t)=0

当t>2时材料弹性模量E=2.5，泊松比0.25，密度1网格尺寸0.1X0.1，在网格边界上所有结点加法向和切向combin14号单元用以模拟粘弹性人工边界（有关理论可参考刘晶波老师的相关文章）。combine14单元的两个结点，其中一个与实体单元相连，另一个结点固定。网格图如图1所示

时程分析的时间步长为0.02秒，共计算16秒。计算得到四个控制点位移时程图如图2所示，控制点坐标A(0,2)、B(0,1)、C(0,0)、D(2,2).计算所用命令流如下：/PREP7

L=4

!水平长度

H=2

!竖起深度

E=2.5

!弹性模量

density=1

!密度

nu=0.25

!泊松比

dxyz=0.1

!网格尺寸G

=E/(2.*(1.+nu))

!剪切模量

alfa=E*(1-nu)/((1.+nu)*(1.-2.*nu))

!若计算平面应力，此式需要修改

Cp=sqrt(alfa/density)

!压缩波速

Cs=sqrt(g/density)

!剪切波速

R=sqrt(L*L/4.+H*H/4.)

!波源到边界点等效长度KbT=0.5*G/R*dxyz

KbN=1.0*G/R*dxyz

CbT=density*Cs*dxyz

CbN=density*Cp*dxyzET,1,plane42,,,2

!按平面应变计算

et,2,combin14,,,2

!切向

et,3,combin14,,,2

!法向

r,2,KbT,CbT

r,3,KbN,CbN

MP,EX,1,E

MP,PRXY,1,nu

MP,DENS,1,densityrectng,-L/2.,L/2,0.,Hasel,all

aesize,all,dxyz

mshape,0,2D

mshkey,1

amesh,all!以下建立底边界法向和切向弹簧阻尼单元

nsel,s,loc,y,0.

*get,np,node,,count

!得到选中的结点数，存入np

*get,npmax,node,,num,maxd

!得到已经定义的最大结点数，存入npmax

*do,ip,1,np

npnum=node((ip-1)*dxyz-L/2.,0.,0.)

x=nx(npnum)

y=ny(npnum)

z=nz(npnum)

npmax=npmax+1

n,npmax,x.,y-dxyz/2,z

!定义底边界法向结点以便与边界点形成法向单元

type,3

real,3

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

npmax=npmax+1

n,npmax,x-dxyz/2.,y,z

!定义底边界切向结点以便与边界点形成切向单元

type,2

real,2

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

*enddo!以下建立左边界法向和切向弹簧阻尼单元

nsel,s,loc,x,-L/2

*get,np,node,,count

!得到选中的结点数，存入np

*get,npmax,node,,num,maxd

!得到已经定义的最大结点数，存入npmax

*do,ip,2,np

!侧边界最下面一个点按底边界上处理

npnum=node(-L/2,(ip-1)*dxyz,0.)

x=nx(npnum)

y=ny(npnum)

z=nz(npnum)

npmax=npmax+1

n,npmax,x-dxyz/2.,y,z

!定义左边界法向结点以便与边界点形成法向单元

type,3

real,3

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

npmax=npmax+1

n,npmax,x,y-dxyz/2.,z

!定义左边界切向结点以便与边界点形成切向单元

type,2

real,2

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

*enddo!以下建立右边界法向和切向弹簧阻尼单元

nsel,s,loc,x,L/2

*get,np,node,,count

!得到选中的结点数，存入np

*get,npmax,node,,num,maxd

!得到已经定义的最大结点数，存入npmax

*do,ip,2,np

!侧边界最下面一个点按底边界上处理

npnum=node(L/2,(ip-1)*dxyz,0.)

x=nx(npnum)

y=ny(npnum)

z=nz(npnum)

npmax=npmax+1

n,npmax,x+dxyz/2.,y,z

!定义右边界法向结点以便与边界点形成法向单元

type,3

real,3

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

npmax=npmax+1

n,npmax,x,y-dxyz/2.,z

!定义右边界切向结点以便与边界点形成切向单元

type,2

real,2

e,npnum,npmax

d,npmax,all,0.

!约束新生成的点

*enddoallsel,all

/pnum,type,1

/number,1

eplot

finish/soluANTYPE,trans

!*

TRNOPT,FULL

LUMPM,0btime=0.02

etime=16.00

dtime=0.02

*DO,itime,btime,etime,dtime

TIME,itime

nsel,s,loc,y,H

!选中需要加荷载的点

nsel,r,loc,x,-L/4,L/4

*if,itime,lt,1.,then

f,all,fy,1*itime

*elseif