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作者:最爱杨梅呀 发表于 2022-1-14 14:37:02
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最近收到很多小伙伴关于ANSYS如何实现从位移加载变为力加载的问题,也即当结构从位移加载变为力加载时,如何保证结构依然是在前面一步结果的基础上继续分析,今日统一解答,希望能对各位小伙伴有所帮助。
这个问题的实质是如何实现边界变化的求解,边界变化主要分为两种:
1、同种类型的边界条件变化,例如X方向约束的增加或者减少。
2、不同类型的边界条件变化,例如题目所阐述的从位移加载变为力加载。先说说增加约束的求解方法,遇到这种情况,同学们只需在后一个荷载步中直接增加约束即可,此时采用多荷载步文件、以及多次使用time命令即可,注意不能退出求解模块。比较难处理的是减少约束以及约束类型转换的问题,这两个问题求解方法类似,其主要思路为获取在减少约束处或者改变约束处前一步加载的支座反力,然后在第二步荷载的情况下施加约束反力即可。
之所以水哥认为这里比较难处理的一个主要原因是ANSYS在求解阶段是不能退出求解阶段的,不然结果就不再是连续结果,也即不能保证结构在前面一步结果的基础上继续分析,然后为了获取支座反力,我们又得必须退出求解阶段进入后处理阶段提取。
一个错误的实例:
/solu &time,1&F,2,FY,10&solve/post1&*get,RFY,node,2,RF,Fy
/solu &&time,2&F,2,FY,RFY&solve上述代码中分别进行了两次求解,中间为了获取支座反力退出了一次求解模块,这么做带来的后果是ANSYS并不认为你是连续计算,即使你最后通过time,2设置了第二个荷载步,但实际上ANSYS还是当做一个荷载步来计算,只是时间指针变为2而已,并没有达到我们想要的效果。解决方法是结合ANSYS多点重启动来进行,思路如下:1、计算结构在前一步约束作用下的结构响应,并设置重启动文件;2、进入通用后处理,获取改变约束处的支座反力,并存储反力变量
3、重开一个分析,设置分析类型为重启动,读入第一步的重启动文件,读取反力变量,删除或者减少指定约束并施加反力,增加新的荷载,继续分析。
下面就以一个小案例来演示操作流程,供大家参考。某两端固定的梁,材料为钢材,跨度为3m,右侧端部首先施加向下位移幅度为10mm的支座位移,然后删掉右侧支座约束,改为施加10kN大小向下的竖向力,求取结构在整个过程的响应内力云图。
第一步:建立模型,求解结果在端部为100mm作用下的响应,并进行重启动设置。

finish

/clear

/filname,qw

/prep7

et,1,beam189

sectype,1,beam,rect

secdata,10,20

mp,ex,1,2.1e5

mp,dens,1,7850e-12

mp,prxy,1,0.3

K,1,0

k,2,3000

L,1,2

lesize,all,,,10

lmesh,all

d,1,all,0

d,2,uy,-100

d,2,ux,0,,,,uz,rotx,roty,rotz

/solu

antype,0

kbc,0

nlgeom,on

rescontrol,define,all,1

time,1

allsel,all

nsubst,5

solve

save

finish

第二步:进入通用后处理,获取在欲删除支座约束处的支座反力,并存储变量

/post1

set,1,last

*get,RFx,node,2,RF,fx

*get,RFy,node,2,RF,fy

*get,RFz,node,2,RF,fz

*get,RRx,node,2,RF,rotx

*get,RRy,node,2,RF,roty

*get,RRz,node,2,RF,rotz

allsel,all

parsav,all,QW

第三步:新开分析,设置分析类型为重启动,读入第一步文件,读取保存的变量,删除约束,施加约束反力与新的荷载工况,注意需要采用FCUM命令设置方式为叠加,默认为替换,不然后续施加的力会替换原来支座的反力。特别提示:重启动边界条件的删除只能通过节点操作来实现,所有的信息都保存在工作目录下一个后缀名为ldhi的文件中,也即你不能通过dadele、dkdele等命令实现,只能通过ddele命令实现。

/clear

/filname,qw

/solu

nsubst,5

antype,,rest,1

parres,new,QW

time,2

ddele,2,all

f,2,fx,RFx

f,2,fy,RFY

f,2,fy,RFY

f,2,rotx,RRX

f,2,roty,RRy

f,2,rotz,RRz

fcum,add

F,2,FY,-10e3

allsel,all

solve

第四步:结果合理性检查与判定

检查第一步,采用set,list命令检查荷载步数对不对;

检查第二步,将结果至于第一个荷载步末尾,查看结果与第一次分析时是否对的上;

检查第三步,查看结果是否合理。

针对本案例,首先采用set,list命令对荷载步数进行了检查,发现荷载步为2步,与目的符合;

结果检查通过弯矩图绘制来检查,由于第一步是有约束约束,故而两端定有弯矩,而第二步改为力加载后,实际上就是悬臂梁,故而端部是没有弯矩的,图形如下:

/post1

set,1,last

plnsol,u,y

etable,wj1,smisc,3

etable,wj2,smisc,16

plls,wj1,wj2


set,2,last

plnsol,u,y

etable,wj1,smisc,3

etable,wj2,smisc,16

plls,wj1,wj2

第一步弯矩图
第二步弯矩图

写在最后:如果你的是实体单元,有很多节点,这时候只需将支座约束处的节点写成一个数组,利用循环即可解决,Good luck~


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