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发信人: rhc (土藤), 信区: Mechanics
标题: ANSYS问题解答
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Sat Jul 30 19:09:03 2005)

从其它论坛转贴过来的一些ANSYS精华。

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Q：我是个ANSYS初学者，现在碰到下面几个问题，请各位高手帮忙看一下：
1：是什么原因使得相邻ELEMENT的共用节点解得的力不一样，应该是方法步骤的原因而不
是误差吧？请简单介绍一下。
2：假如我想用ANSYS模拟陶瓷的烧结过程，是不是有实际*作的可能性？如果有，其基本的
原理和模型怎样？
3：ANSYS可以用来模拟热循环下的应力分配不均造成的焊点（63%Sn&37%Pb)失效的过程，
我看到有一篇文献介绍用在Sn球里随机分布Pb相和其它共晶相的方法建模的，那么，这个
随机过程在ANSYS中怎么实现的？而且如果要生成足够多的晶相小颗粒，是不是只能手动一
个一个的建立？
A：可能是你提取数据的时候思路有问题，比如说，当你提取的是有多个连接单元的节点数
据，而实际上你提取的是各个单元的。
A：相邻ELEMENT的共用节点你MERGE了吗？ANSYS是通过单元的节点传递数值的，从而得出
结果的。

Q:模态分析得到的结果是不是某个方向上的各阶频率啊？我要得到各个方向的一阶频率能
做到吗？
A：模态分析得到的结果是你所选择的自由度内的振型。如果需要得到某一个方向内的振型
，用RUDECED法，选择你所希望的主自由度，如UX。将所求的频率值设置为一即可。
Q：不过大型复杂结构的振型一般都不是一个方向的，应该是一个方向为主，其它方向为次
，如果把所要求的方向设为主自由度，会不会跟真是实际结果有出入？
Q：对于复杂的大型实体，其主自由度无法给出，此时就无法应用reduce法。可不可以改约
束？还是就认为一次得到前3阶频率就是x,y,z方向的一阶频率啊？
A：正是因为复杂结构的主自由度不好确定，所以我还是倾向于用SUBSPACE和BLOCK LANCZ
OS法。约束不要随便改，它应该描述结构真实的状态。不能说前3阶频率即为X、Y、Z方向
的第一阶频率。你可以好好想想所用方程中[K]和[M]的意义。
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Q：轴承是用来支撑要研究的对象，把轴承等价为弹簧，将其刚度加在对象的节点上。这样
就要定义刚度的大小在加。是否还要定义单元类型，然后才能定义其刚度？
A：我曾经用LINK8单元模拟过，根据K=EA/L确定刚度，我当时取E=210e9,L=0.1,然后A=KL
/E。经过检验，是可行的。
A：1、用link单元模拟其刚度，k=EA/L，通过假定E,A,L的值使之和k相等，其密度要＝0
；2、用combin14模拟其刚度，阻尼＝0
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Q：ANSYS处理动力问题（如土层地震响应、或基础振动反应），可否从边界施加加速度荷
载？若可以，如何？瞬态动力反应分析，时间子步为>200?
A：如果你所希望求的最高频率的周期为f，则ANSYS取时间步长为1/20f为默认值。

Q：板单元的后处理的显示在单元坐标还是在总体坐标? 比如位移,应力？
A：应力位移在总体坐标，弯矩不一定。
A：应力、位移是显示在结果坐标系的，顺便说明一下，节点信息显示在显示坐标系。
不过结果坐标系默认为全局坐标系，而显示坐标系也是默认为全局坐标系。
你可以这样修改结果坐标系：
Main Menu:General Postprocessor>Options for Output...
你可以这样修改显示坐标系：
Utility Menu:Workplane>Change Display CS to
A：你可以用ETABLE命令，先存储对应于各单元的位移，等等，再用ANSYS的柱状图，或是
别的画图软件PLOT出图形，你认为如何
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Q：我现在需分析一个板梁结构，板已用SHELL63单元划分好；梁我是用板上的一条线划分
单元并添加截面而生成的。但现在运算时，发现板和梁是分开的，它们之间互不影响。请
教各位高手，怎样将板和梁合并为一个整体？
A：Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items里element and node 合并
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Q: 用SHELL63单元划分的板结构，想加垂直于板面的匀布载荷?
A: 找到如下位置：ANSYS HELP->ANSYS ELEMENTS REFERENCE-
>ELEMENT LIBRARY->SHELL63 ELASTIC SHELL。
在INPUT SUMMARY 中，有SURFACE LOADS PRESSURES。
其中，face 1 (I-J-K-L)(bottom,in +Z direction)的意思为：当Load Key=1时,pressur
e加在由节点IJKL确定的面上，在单元坐标中以+Z方向为正，也可以说垂直指向面IJKL时为
正。
至于均布，则将几个值都填成一样的就可以了，或者只填主要参数如VALUE at I。自己多
看看帮助文件，做一个例子验证一下。
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Q: ANSYS可以自己定义输出格式吗?
A: 可以，先打开一个文件*cfopen，再用*vwrite,label
通过打开一个文件，读出数据，或以追加的方式写入数据，并可控制输入和输出的格式

*cfopen,,
*vread,,,,,
(f12.6)
*vwrite,
(f12.6)
*cfclos,,
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Q:作模态分析时，就是集中质量单元和刚度加法？
A：在选用求解方法时，例如SUBSPACE和BLOCK LANCZOS，会有一个选项：[LUMPM]，默认为
选用一致质量矩阵，你可以选为集中质量矩阵。
A：用mass21，通过mesh keypoint来把点划分成mass21单元即可
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Q：我在原有的静态分析的基础上，想继续作一下结构的模态分析。应该采取那些步骤啊？

我用solution>new analysis-modal,then current LS,出现如下的提示：
1.the eigenvalue extraction method must be specified on MODOPT command. SUBSP
or LANB are usually recommanded.
2.please expand modes if any downstream MODAL analysis based calculations need
to be performed.
这是怎么一回事？
A：你最好先看看帮助文件中的 ANSYS STRUCTURE REFERENCE中的BUCKLING ANALYSIS。

如果你对理论不清楚，我劝你不要盲目计算。不然结果也许并不可信。这是我的建议。

A：系统默认为0阶!
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Q：1.在ANSYS中如何设定小数的有效位数？比如我输入的应力值为0.0004495568而且我的
一组数据都是最后几位差别，但是ANSYSY自做聪明把它四舍五入了，结果弄的都一样了，
如何更改这个有效位数呢？
2.ANSYS在输出时如何修改输出的数字显示模式？比如用科学记数法，或者将数字缩放多少
倍那样显示？在什么地方能够修改呢？
3.ANSYS5.7.1中什么地方能够出现那种材料库表？就是说不同ANSYS的什么material mode
ls对话框生成，而是通过table输入材料属性诸如应力应变曲线之类的东西?
A：用a.bEn来表示，如2.45678e-9。材料特性用tb
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Q：在进行模拟计算结构多阶段施工过程计算时,在ansys里面说可以用死活单元的方法，但
是死活单元每次只允许选择一个,我的模型比较大,如果采用这个方法不太现实,各位同志有
什么比较好的方法没有？请赐教！
A：涉及到两个方面的问题：一、以TABLE形式定义参数。二、DO-LOOP循环。你可以参考A
NSYS GENERAL GUIDE中SOLUTION中对多重载荷步的叙述，很简单。
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Q：比如在beam4和shell63中显示的输出结果有应力和变形，以及节点等效荷载。请问如何
才能显示截面弯矩，扭矩和剪力呢？
A：在ELEMENT TABLE 中，首先定义变量。注意一：你要知道BEAM设置了几个积分点。注意
二：要知道SEQUENCE NUMBER值。所以你需要参考ELEMENT REFERENCE 中的单元介绍。
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Q：最近在计算一个模型，管状，在地下，分析中要施加地层给予的支撑，我想简化为弹性
支撑。可是发现在ansys中找不到这样的支撑情况！
A：首先，你要知道弹性支撑的弹性系数，具体的计算方法你应该知道的。然后，用LINK
8单元模拟，要注意的是刚度k=EA/L，由此确定LINK单元的面积A来体现单元的弹性刚度。
我对此作过验证，结论是可行的。
Q：用弹簧，可是问题很多，因为是一个管体，整个管壁都有支撑。简化为弹簧出现的问题
很多了。比如，用多少个合适？隔多长合适，线性支撑和非线性支撑能等同吗？我最近看
校验手册发现V135这个例子可以借鉴，可是还是有许多麻烦。哪位大侠如果有这方面经验
请指点指点！
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Q：如何梁单元同时施加两个方向分布荷载，（竖向，侧向）？
A：同时施加两个方向的均布荷载相当与分别施加不同的均布荷载，即分别加。
主要是要选择好均布荷载的ID，参考单元参考手册中的说明。例如：BEAM4 INPUT SUMMAR
Y 中：
Surface Loads Pressure: 有 face2(i-j)(-Y normal direction) 这里，2就是LOAD ID，
以单元坐标的-Y轴为正。你试一试看。
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Q：请问如何打印图形结果？
A：用ANSYA中的功能就可以拉，GUI菜单命令：PLOTCTRLS》CAPTURE IMAGES或RESTORE IM
AGES
A：我是用plotctrl>hard copy>to file,然后在剪贴板中就可以看见了。
A：我都是用抓图工具抓下来，然后再打印的。
A：/ui,copy,save是一个截取屏幕图形的命令,现在总算又实现了gui肯定可以通过相应的
命令方式来实现的观点。
A：Ansys 5.6已经做到了把图形窗口COPY到文件如：JPG/BMP...等格式，PLOTCTRL/HARD
COPY/TO FILE。很好用！
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Q：其实APDL语言是ANSYS的二次开发语言，是在FORTRAN编程语言的基础上形成的，你只要
会FORTRAN语言，这就很容易理解APDL语言了，也有循环，选择等编程结构，把枯燥的*作
用计算机自动实现。然后形成一个宏*作拉。
Q：是的，APDL语言确实很方便，而且和FORTRAN语言类似，很容易读懂。在计算电机电磁
场中电机的反电势更加方便，前几天刚算了一个需要循环运算288次的程序。使用APDL语言
使的我可以让电脑自己运行程序，保存结果数据，而我的任务就是睡一觉醒来，对结果数
据进行处理。
Q: 我看见好多人在讨论用命令流处理程序，很不明白命令流和gui的形式有很大区别吗？
在什么情况下更适用命令呢？
A：很容易控制Ansys，且结果文件小；功能很强大；可以进行循环控制，分支等*作；运算
速度快，充分利用APDL语言，对ansys进一步开发。
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Q：用ansys5.6.2计算一个压力容器,划分网格9万余个.运行环境win2000,cpu:1G,内存640
M,硬盘40G,模型建立,网格划分均无问题.但是运行到占用硬盘大约9.2G的时候,就出错.提
示内存无法read.请问该如何解决?是内存的问题?还是ansys本身问题?还是系统问题?硬件
问题?模型建立实在无法简化.
A：我的硬盘是30G的，内存1G，OS windowsNT,Total Workingspace是1400M,再高就控制不
了，Database 是２56,我能解的有效节点数是140000,只是因为磁盘空间不够，工作的分区
是１0G,当ansys探测到磁盘空间已满，就自动退出。尽量大的增大节点数，并不是好办法
，因为运行速度太慢了。利用对称性减小求解区域，利用Lesize,esize等控制网格，都是
好的办法。
A：选用对称性的时候要注意边界条件。但的确是个好办法。
A：以前在使用ALGOR时也遇到过类似情况，当时有10万个结点。对WIN2000来说，已不存在
WIN9X中文件最大只能2G的瓶颈，但在处理超大虚拟内存需求时仍然会出问题。处理方法有
二：
1：使用PQMAGIC划分出一个20G的逻辑分区（一定要跟WIN2000系统在不同的分区），再在
控制面板-系统中将虚拟内存文件指定到这个大分区上，以尽量避免发生系统堆栈错误（虚
拟文件大小仍交WINDOWS控制）。
2：将至少两个分区的硬盘升级至NTFS，由于NTFS文件可以跨分区存储，且要小10%左右，
比FAT32要好用得多。
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Q：我在求解是出现如下的提示：
1.real constant 1 referenced by at least element types 1 and 2.
2.coefficient ratio exceeds 1.0e8.
我全部忽略上述提示，得出了结果。结果能可信吗？我有错在哪里呢？模型我都检查了数
遍了，还是和初始文件名有关？我是在一个初始名下面建立若干相关的模型。
由于我的单元只是板梁的结合，所以，我重新检查了一下。删除了一个影响不大的扁梁，
（很扁，尺寸不大，系统可能认为是板了）运行就通过了。上述的提示可能是因为系统对
某些单元有默认的尺寸限制。
A：有些单元类型在默认值状态下不需要输入REAL CONSTANT。但是当你改变了某项选项，
你就需要重新输入REAL CONSTANT。你可以用UTILITY>SELECT>ENTITIES命令中的SELECT E
LEMENT BY ATTRIBUTE来查看单元材料，REAL CONSTANT等等是否定义明确，然后用APPLY
， REPLOT命令来显示每个不同材料的单元。
A：我试了一下，按照你所说的步骤。出现了如下提示：a default command range is no
t provided for the ESEL
command.the ESEL command is ignored.所以，没有任何结果可见。是不是需要对某些de
fault的命令做些改动呢？
A：.real constant 1 referenced by at least element types 1 and 2.此句意思好象是
说，你为1号单元和2号单元或是别的单元定义的real constant 均为1，你需要检查你的模
型的单元类型和实常数部分。
A：第二个问题经常出现.第一个问题有点问题,你看看单元定义对没有如果单元都没有划分
对,结果当然不可靠啦。
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Q：slab on girder highway bridge 桥板为SOLID单元，由于girder上部flange嵌贴在板
的下表面，所以建模时，我将桥板定义为SOLID单元，桥板下表面AREA定义为SHELL63单元
。但SOLID和SHELL单元的自由度不同，这样建模肯定有不对的地方。运算结果与实验结果
也相差了40%。有什么好的解决办法。
A：你可以根据需要为不同的单元增加自由度（DOF），顺便问一句，你的模型的两个部分
的节点是否完全重合，提高计算精度要用更细的网格划分，另外，要保证模型中每个单元
的长宽比和理，是否有使用大应变的需要，在ANSYS非线形手册中有影响精度的说明。
A：本来SOLID体的下表面被我定义为SHELL，这时面单元的节点同时也是体单元下表面的节
点。但由于两种不同的单元自由度不同，所以我放弃了这个模型。另建模型的SHELL单元和
SOLID单元相贴面节点坐标完全相同，节点号不同，这样才可能把它们耦合，但是结果仍不
理想。可有什么方法?
A：比较麻烦,可以通过编程输入命令流!
QA：我已经把SHELL和SOLID对应点的UX，UY，UZ全部耦合起来，让这些NODE的X，Y，Z三个
方向的位移相同。但是结果仍然不理想。我想约束方程的功能也进乎如此，有没有更进一
步的建议，十分感谢。
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Q：ansys有没有评价一个网格划分好坏的参数或命令？请告知菜单*作。
A：PREPROCESSOR>MESHING>CHECK MESH>两个命令中一个用来CHECK网格划分，另一个用来
CHECK连贯性。只是CHECK完了别哭就好。
A：PLOT BAD ELEMENT!
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Q：(1)在gui下运行宏时,重新定义原来已有的数组,ansys就会有个提示,想不要这个提示,
怎么办?
(/uis,msgpop,3这个行不通,我试过了)
(2)ansys中数组的定义为a*b*c a<10040 b<255 c<7 而我实际上要定义更大的有什么好办
法,难道非要写到文件里再读进来?
A：q1:有两种办法（1）在ultility menu / menuctrls/ message controls下设 (2)将 /
uis,msgpop,3 加入到start.ans文件中去，以后每一次运行ansys时都会默认这个设置
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Q：我现在做一个板壳的屈曲分析，想要得到该结构在荷载作用下的极限承载力，利用非线
性屈曲分析，请问极限承载力的荷载比例因子在什么命令下可以查到。
A：非线性屈曲分析与特征屈曲的不同之处是，它一开始就挠屈变形，随着荷载的增大，变
形日益增大。我们认为结构最危险点的变形——时间历程曲线中变形若从某点开始发生较
大的转折，与先前完全不一样，就发生了屈曲，此时的荷载就是屈曲荷载。故不存在荷载
比例因子，即特征值问题。
A：要进行非线性屈曲,必须加到可以使结构发生屈曲的荷载,即荷载要比结构的实际承载力
要大,在进行非线性屈曲分析(极限承载力分析)时荷载逐步增加到破坏为止.计算时一定要
输出每一步的计算结果,这样在post1中就会有一系列的荷载系数,而最后收敛的那个系数就
是相对于极限承载力的系数,极限承载力=系数和总荷载的乘积。
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Q：如果材料一定为各向异性，我用的材料为钢板，该如何选用单元类型？
A：只要材料参数中有Ex,Ey,Ez单独输入项，就能考虑各向异性。
A：波纹板的EX、EY可以输入，但是EZ该如何确定呢？我自己练习了一下，如果不输入EZ，
则计算就不能进行下去，提示我材料的弹性模量要输入正值。这是为什么？
A：如果是钢板，一般认为是各向同性的。厚板因轧制次数少，晶体不密实存在着Z向（厚
度方向）弱化。对厚板，一般地Ex=Ey，Ez较小，通过试验确定。对薄板<16mm，认为各向
同性。
A：不管是什么板，材料的本构关系是微小单元之间应力与应变的关系。因此波纹板的几何
构成是用几何模型->有限元模型计算的，而不是用比较大块的板试验得出的Ex,Ey来输入。
你说的波纹板是不是压型钢板？
A：是压型钢板，EX、EY是通过拉伸试验确定的，EX与EY不相等。但是既然是考虑板壳，为
什么还要输入EZ，况且EZ并没有试验数据。
A：波纹板的Ex=Ey=Ez
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Q：怎样使梁单元把弯矩传给实体单元？实体单元只有应力，使它与相连的梁单元保持连续
性真是件很难的事情，还请各位大侠指教。
A：关键不是实体单元只有应力，而是实体单元每个点只有三个平动自由度。能不能模拟成
将梁插入到实体中一小段，用两个或多个实体单元节点固定梁单元？根据Sevant原理，忽
略掉两种不同类型单元连接处的计算结果。
A：关键问题在于传递弯矩是为了保持变形的连续性。实体单元中尽管没有弯矩，但同一截
面各点处的应力实际已构成了弯矩，但这弯矩是多大，怎样传递给相邻的梁，恐怕不是简
单的插入嵌固可以解决的。从各结构杂志来看，这一问题似乎很普遍，还请各位一起深入
探讨。
A：上述方法实质上就是施加了人工约束：单元相邻近点的连线几乎是梁的切线，这样就能
保证转角和位移连续。弯矩相等并不意味着位移和一阶导数相等，这是因为两种单元的位
移函数相差太大。
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Q：弹性地基梁中的弹簧(2维)在ANSYS 中应采用那一个单元?又如何*作?
A：很久以前我用过弹簧单元，好象是COMBIN（2D），你试试看。
Q：我在平面应变的有限元分析中,要使用初始应力这个条件,该初始应力在没加重力的时候
在各点的应力是相同的.于是我在WIN2000 中相当于DOS的平台上用EDIT生成了初始应力文
件,在第一个载荷步中用constsnt stress 这个选项读入初始应力并逐步调整边界条件,使
计算的结果与初始应力相差不大.然后我在第二个载荷步中施加重力,进一步形成迭加应力
场;在完成了上述步骤之后在第三载荷步中进行开挖,然而, 在这一步中无论挖掉多少,要么
结果十分不可靠或不收敛,请众同行不惜赐教,指出错误之处.本人对您们的帮助万分感激!

模型大概如下:
模型边界为四方形,其边界取足够大,中间有圆孔需要在一定的初始应力条件下挖掉,这个初
始应力条件为正应为SX=12.7MPa,SY=14.7MPa,SZ=10.2MPa,剪应力SXY=1.7MPa,SYZ=2.1MPa
,SZX=3.0MPa,在下边界及左右边界法向约束,上部边界施加稍大于SZ值的力.
A：可能实施加重力时,单位不一致
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Q：ANSYS里椭圆有没有命令可以直接画？
A：你可以利用ansys的局部坐标系,非常方便
gui:workplane>local coordinate systems>creat local cs>at wp origin
选择cylindrical 1,再用part1,part2,设置长短轴
这种方法在工作平面原点产生局部椭圆坐标系,在局部椭圆坐标系下产生2 keypoints,连点
成线即可.
Q：在椭圆坐标系下生成怎样两个点
A：每一种坐标系的坐标都用x,y,z来表示,但是当你设为不同的坐标系时,x,y,z表示不同的
含义
例如,在圆柱坐标下,x,y,z非别代表R,θ,z,输入相应的值即可.
更简单,现在直角坐标系下生成两个点,然后在生成椭圆坐标系.
可以参阅ansys基本过程手册关于坐标系的讲解.
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Q：一个圆锥形曲面刚架屋顶，怎样加风荷载？
A：在Ansys中，施加面荷载时，可以设置倾斜度，首先用SFGRAD命令设置倾斜度和0点位置
，然后选择面或节点施加压力，0点位置的压力等于施加的压力，其他点的压力值等于，由
距0点的坐标差（笛卡尔坐标系：X轴或Y轴或Z轴；球面坐标系：R或θ），乘于倾斜度再加
上施加的压力值。如水荷载，倾斜度等于水的比重。

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