ANSYS生死单元...ppt

第十章
单元死活
1. 单元死活的定义
2. 单元死活的应用范畴
3. 单元死活在ANSYS中的实现
4. 单元死活的使用过程
5. 使用ANSYS结果控制单元生与死
6. 排错
本章目标
在本章结束时将能够描述和论证以下内容:
Session
Objective
January 30, 2001
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单元生与死的定义
如果在加载过程中需要在结构中加入或移除材料,这时或许希望能使模型中的某些单元“不存在”或“存在”。
在这种情况下,可以在模型加载过程中的某一指定时间(载荷步)中利用单元的生与死选项来杀死或重新激活选定的单元。
单元的生与死被定义为一种状态变化的非线性(类似于接触问题)。
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单元生与死的应用范畴
可能的应用包括:
挖掘(如隧道或泥墙挖掘)
层级建筑( 如无支撑桥梁架设)
连续装配(如分层计算机芯片的制作,环氧处理等)
焊接
退火
可以根据它们的已知位置来确定有效单元和无效单元的其它应用
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单元生与死的实现
单元在一个载荷步中的第一个子步既被杀死或被激活,然后在整个载荷步中保持该状态。
杀死的单元实际上并没有被移走,它们只是变得无效而已。
被杀死单元的刚度被乘以一个很小的缩减因子。
在载荷矢量中,和死亡单元相联系的单元载荷(如压力与温度)为零。
类似地, 死亡单元的质量、阻尼和应力刚化效果被设置为零。
当单元被杀死时,单元的应变亦被设置为零(可以利用这一特征来模拟退火)。
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单元生与死的实现
出生单元也不是被真正加入模型中,它们只不过重新被激活了而已。
所有单元,包括在分析的后一阶段产生的单元,都必须在前处理阶段就被生成。
单元被重新激活时,它们的刚度、质量、阻尼及单元载荷都恢复原值。
被激活的单元无应变历史记录(它们被生与死操作““退火”了,被激活时它们的应力与应变均为零)。
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单元生与死的使用过程
和其它分析时一样,单元生与死的使用也包括三个主要步骤:
建模
加载并求解
查看结果
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建模
当在前处理器(PREP7)中建模时,应在分析开始就创建所有单元-甚至一些到载荷结束也不会被激活的单元。
并非所有单元都支持生与死的操作,只能杀死或激活那些具有生死能力的单元。请参考ANSYS高级分析技术手册,那里列出了所有支持生死操作的单元类型。
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求解
单元的生与死载荷步选项可以在既定的载荷步杀死或激活单元。
推荐使用的分析选项:
打开几何非线性(NLGEOM,ON),激活大变形效果。
单元生与死不能使用缺省的 Newton-Raphson 选项,使用完全Newton-Raphson选项。
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求解
在一个载荷步内杀死和激活单元可用以下菜单路径进行:
Solution > Load Step Opts > Other > Birth & Death >
注意: 在以后的载荷步中“增加”的单元,在第一个载荷步中就应被杀死。
单元生与死选项
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