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3-D 各向异性结构实体单元培训
 
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课程大纲
 

SOLID64可用于各向异性实体结构的3D建模。单元有8个结点,每个结点3个自由度,即沿x、y、z的平动自由度。该单元有应力刚化和大变形能力。其他选项有:禁用额外位移形状、定义结果输出位置等。该单元可应用于各种领域,如模拟晶体和复合材料等。
SOLID64可用于各向异性实体结构的3D建模。单元有8个结点,每个结点3个自由度,即沿x、y、z的平动自由度。

该单元有应力刚化和大变形能力。其他选项有:禁用额外位移形状、定义结果输出位置等。该单元可应用于各种领域,如模拟晶体和复合材料等。更详细的介绍参见 ANSYS理论参考 中的SOLID64部分。

图64.1 SOLID64几何描述

SOLID64输入数据
SOLID64的几何描述、结点位置、坐标系等参见图64.1: "SOLID64几何描述"。该单元由8个结点组成,有各向异性或者正交各向异性材料特性。正交各向异性的应力-应变关系的输入方式参照SOLID45。

各向异性应力应变关系由[D]矩阵在数据表中定义。若未输入该矩阵的值,则默认采用标准的正交各向异性材料。由于对称性,仅需定义该矩阵的下三角部分。用TB命令的TBOPT来决定矩阵的形式采用逆阵(译注:“柔度”阵)还是非逆阵(“刚度”阵)。根据TB定义的6×6[D]矩阵中各项的含义参见“各向异性弹性材料”部分。材料输入和应力输出的方向对应于单元坐标方向,参见“坐标系”部分。

单元荷载的施加参见“结点力和单元力”部分。压力可以作为表面荷载施加在单元各面上,如图64.1: "SOLID64几何描述"圈中的数字所示。默认是指向单元内部的正压力。温度可作为单元的体力施加在结点上。结点I的温度T(I)默认为TUNIF。若所有其他温度值都未明确定义,则默认都等于T(I)。对于任何其他输入方式,未指定的温度默认都是TUNIF。

KEYOPT(1)用来包含或者禁止额外位移形状。

KEYOPT(5)控制积分点输出(参见“单元求解”部分)。

你可以使用命令“SOLCONTROL,,,INCP”在几何非线性分析中引入压力荷载刚度效应。在线性特征值屈曲分析中,已自动考虑压力荷载刚度效应。若在考虑压力荷载刚度效应时为非对称矩阵,可采用命令“NROPT,UNSYM”。

SOLID64的输入信息概要参见"SOLID64 输入信息概要",一般性的描述参见“单元输入”部分。

SOLID64输入信息概要
结点

I, J, K, L, M, N, O, P

自由度

UX, UY, UZ

实常数

没有

材料特性

ALPX, ALPY, ALPZ, DENS, DAMP (若用TB命令定义各向异性材料的话), 否则: EX, EY, EZ, ALPX, ALPY, ALPZ (或者: CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ), PRXY, PRYZ, PRXZ (或者: NUXY, NUYZ, NUXZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP

表面荷载

压力 --

表面 1 (J-I-L-K), 表面 2 (I-J-N-M), 表面 3 (J-K-O-N),

表面 4 (K-L-P-O), 表面 5 (L-I-M-P), 表面 6 (M-N-O-P)

体力

温度 --

T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)

特殊性能

应力刚化

大变形

单元生死

自适应下降

KEYOPT(1)

额外位移形状:

0 --

包含额外位移形状

1 --

禁用额外位移形状

KEYOPT(5)

额外的应力输出:

0 --

基本的单元输出

1 --

在所有积分点重复基本输出

2 --

结点应力输出

KEYOPT(6)

单元坐标系:

0 --

单元坐标系与整体坐标系平行

1 --

单元坐标系与单元平行(X平行于I-J边,Y在IJK面内,Z为法向)

4 --

单元的X轴由用户子程序USERAN确定

注意
有关用户子程序的编写,参见Guide to ANSYS User Programmable Features。

SOLID64数据输出
数据输出有两部分:

· 全部结点的位移

· 附加的单元输出(参见表 64.1: "SOLID64单元输出定义")

数据输出的其中几项如 图64.2: "SOLID64 应力输出"所示。应力方向平行于单元坐标方向。材料特性矩阵可用TBLIST命令查看。结果数据输出的一般性描述参见“结果输出”部分。参看结果的一般方法参见ANSYS基本分析指南。

Figure 64.2 SOLID64应力输出

单元输出定义表采用如下符号约定:

在“名称”一列中,冒号(:)表示该项能通过成分名称方法[ETABLE, ESOL]提取。“O”列表示该项可由Jobname.OUT文件提取。“R”列表示该项可由结果文件提取。

在“O”列或者“R”列中,Y表示该项总是可以获取的;数字和脚注表示该项有时是可以获取的;“-”表示该项不能获取。

Table 64.1 SOLID64 单元输出定义表

名称

定义

O

R

EL

单元号

Y

Y

NODES

结点 - I, J, K, L, M, N, O, P

Y

Y

MAT

材料号

Y

Y

VOLU:

体积

Y

Y

XC, YC, ZC

结果输出点位置

Y

1

PRES

压力 P1 在结点 J, I, L, K上; P2 在 I, J, N, M上; P3在 J, K, O, N上; P4 在 K, L, P, O上; P5 在 L, I, M, P上; P6 在 M, N, O, P上

Y

Y

TEMP

温度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)

Y

Y

S:X, Y, Z, XY, YZ, XZ

应力

Y

Y

S:1, 2, 3

主应力

Y

Y

S:INT

应力强度

Y

Y

S:EQV

等效应力

Y

Y

EPEL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ

弹性应变

Y

Y

EPEL:1, 2, 3

主弹性应变

Y

-

EPEL:EQV

等效弹性应变 [2]

Y

Y

EPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ

热应变

Y

Y

EPTH:EQV

等效热应变 [2]

Y

Y

1. 仅可通过*GET命令获取质心项。

2. 等效应变采用有效泊松比:对于弹性分析和热分析该值由用户用(MP,PRXY)定义。

Table 64.2 SOLID64 杂项单元输出

描述

输出项

O

R

结点应力输出

TEMP, S(X, Y, Z, XY, YZ, XZ), SINT, SEQV

1

-

1. 若KEYOPT(5) = 2,则在每个结点处输出。

表 64.3: "SOLID64 输出项和序列号"列出了可用ETABLE命令采用序列号方法输出的内容列表。更多信息见"ANSYS 基本分析指南" 中 一般后处理 (POST1) 部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。在表64.3: "SOLID64输出项和序列号" 中使用如下标识符:

名称

与表64.1: "SOLID64 单元输出定义"相同定义的输出项名称。

由ETABLE命令定义的名称。

I,J,...,P

对应于结点I,J,...,P的序列号数据。

Table 64.3 SOLID64输出项和序列号

输出量的名称

ETABLE 和 ESOL 命令的参数

I

J

K

L

M

N

O

P

P1

SMISC

P2

SMISC

P3

SMISC

P4

SMISC

P5

SMISC

P6

SMISC

S:1

NMISC

S:2

NMISC

NMISC

S:INT

NMISC

S:EQV

NMISC

SOLID64采用的假定和使用限制
· 不允许采用体积为零的单元。

· 单元可以象图64.1: "SOLID64几何描述"中那样编号,也可将IJKL和MNOP编号互换。注意单元编号不能导致扭曲,因为这会导致单元有两个分离的体积(通常在单元编号错误时会发生这种情况)。

· 所有单元必须有8个结点。

· 棱柱形单元可以通过定义重合的K、J和O、P结点得到(参见三角形、棱柱形、四面体单元)

· 四面体形状也是允许的。对于四面体单元,额外形状被自动删除。

SOLID64 产品限制

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fpga图像处理
曙海培训实验设备
fpga培训班
 
本课程部分实验室实景
曙海实验室
实验室
曙海培训优势
 
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Altera全球合作培训机构



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