(ANSYS分析经验讨论篇之结构分析.docVIP

一、求解分析（结构分析）（一）求解设置（二）边界条件l对称与反对称边界条件——实体和单元1）针对对称边界条件下实体结构的分析，可利用ANSYS对称边界条件设置，求解半个或者1/4实体结构，将所得结果对称/循环，得到整体结果分析；2）针对反对称边界条件下实体结构的分析，可利用ANSYS反对称边界条件设置，求解半个实体结构，将所得结果按180度CYCLIC循环对称定义，注意反对称要求如下因素亦满足反对称条件：材料、约束方程、载荷、外形。l位移边界条件——实体和单元1. 位移约束与强制位移位移约束（displacement constraint）是在节点、或关键点（自由点）上施加某种条件以限制其沿某一自由度方向的运动强制位移（enforced displacement）是在约束点（节点或关键点）上施加某种条件以促使其沿某一自由度方向运动。2. 限制刚体位移问题一：分析中有时会遇到这样一种情况：即外加载荷是整体平衡的，从理论上来说不会引起刚体位移，只会引起结构变形。但在进行静力分析时，如果不施加任何约束却会由于刚度矩阵的奇异无法计算，这是怎么回事？这种情况下约束应该如何施加？答1：这种情况叫做Pure Neumann boundary value problem。这种情况下所得到的位移都是相对位移加上一个常数，常数即为刚体位移。一个很简单的例子就是一根一维杆两端加大小相等方向相反的力，杆内任意两点之间有相对位移，但每一点的绝对位移却是整个杆的刚体位移加上相对位移。但是固定杆上的一个点，就会使这个常数即刚体位移为零。对于Pure Neumann boundary value problem，讨论位移或者温度没有意义，有意义的量是位移和温度的导数的函数。 梁，杆，壳单元可以通过固定任意一个节点，如固定刚体，刚体转动。对于体单元或者二维平面单元，固定一个点，会导致应力奇异。应该固定一个面或一条线，这样就不会发生应力奇异了。答2：这种情况下仍然必须施加约束，但要求这种约束只约束刚体位移，而不能约束任何的结构变形。要想达到这样的目的，我们可以找出模型中的任意三个点（不共线）来约束其刚体位移。如下图所示，这样的约束在载荷自身平衡的情况下只约束结构的刚体位移，而不会约束变形，即不会产生支反力。? 这种约束也可以这么描述，找出不共线的三点1、2、3，三点组成一个平面，点1约束三个平动自由度，点2约束垂直于点1/2连线的两个线外平动自由度，点3约束垂直于点1/2/3连线平面的一个面外平动自由度。问题二：按照问题一解法所做，发现在约束点处出现应力奇异的现象，怎么解决？检查一下支反力，如果有较大的约束反力，则说明约束点取得不合适，或者看其和是否为零，特别是所有支反力是否会构成非零弯矩。平衡力系中也应该包括弯矩平衡，而这一点往往容易出问题。或者，也可以这样验算一下：六个约束刚体运动的自由度，施加位移约束：依次取其中一个为非零值 (可以取大一点)，其余为零，计算后看是否有应力和约束反力存在，如果有应力和约束反力，则说明该约束自由度取的不合适。如果都没有问题，则毛病肯定出在模型本身或载荷不平衡上。l载荷边界条件——实体和单元面压力命令的比较：SF和SFA命令1：SF, Nlist, Lab, VALUE, VALUE2，节点命令2：SFA, AREA, LKEY, Lab, VALUE, VALUE2，几何实体面这两个命令SF和SFA中，VALUE都等于力F除以面积A；SF命令中，要求节点组必须能形成一个面。二、后处理与结果分析（一）后处理操作l路径操作常见错误1：***** PATH DATA STATUS *****USE UNIFORM LINE DIVISIONSDIRECTIONMAXMIN?X0.404000.40400Y0.88500E-010.88500E-01Z7.91500.75100TOTAL PATH LENGTH21.445上面数据中，路径线两端Z坐标的差值为（7.915-0.715），相应的路径线实际长度也应该是（7.915-0.715）；而数据显示总的路径长度为21.445？这是由于节点选取的时候，没有按顺序从一端依次选到另一端，造成节点路径线往返多次。l*.out文件Batch方式下，自动放置到求解文件夹里GUI方式下，采用命令：/OUTPUT, filename, out，打印到屏幕（二）结果分析l应力奇异（结构奇异和单元/数值奇异）与应力集中（结构和人为）很经典的问题，也讨论过多次，一直没有得到合理的解释，有兴趣的话，可以开个专栏。三、专项讨论与分析（一）子结构l主自由度和载荷向量(1)与