無初位移的ansys實現(xiàn)方法

無初位移的ansys實現(xiàn)方法姚再興投稿日期：投稿日期：2016-03-24作者〔1北京力算科技北京100011〕摘要：以一個算例說明了ansys實現(xiàn)初始作用下無初位移、無初應(yīng)變的方法和過程。比照了重力作用、無初位移、只有初應(yīng)力三種工況的計算結(jié)果。計算結(jié)果從豎向位移、豎向應(yīng)變、豎向應(yīng)力三個方面表示。并含有全部命令流代碼。關(guān)鍵詞：無初位移；無初應(yīng)變；初應(yīng)力；ansys引言很多計算對象在初始狀態(tài)下是有力的作用的,從而在其內(nèi)部的應(yīng)力并不為零.但這一狀態(tài)下的位移,認(rèn)為是處處為零,應(yīng)變也是處處為零.其后的受力和變形都是相對于這一狀態(tài)而言的.例如,要計算橋梁在某重型卡車作用下的變形.在卡車作用在橋上之前,橋體已經(jīng)受到重力的作用,內(nèi)部有應(yīng)力存在,相對于不受力的狀態(tài),存在位移和應(yīng)變.但我們通常要保存橋體的應(yīng)力狀態(tài),而要去掉重力引起的位移和變形.ansys的無初位移功能可以很好地實現(xiàn)這類計算。本文通過一個算例說明ansys的這一功能和需要注意的事項。本文中用到的算例是在ansys14.0下通過的。實現(xiàn)思路對這一類問題，ansys首先在初始作用力下進(jìn)行計算，然后把初始作用力產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)出到文件里備用，其后在所有載荷〔包括初始作用力〕和初始應(yīng)力〔從先前產(chǎn)生的文件中導(dǎo)入〕共同作用下進(jìn)行計算。這樣，初始作用力下的位移和應(yīng)變消除了，初始作用下的應(yīng)力得到保存。算例問題描述邊長為1m的立方體平放在水平面上，底部完全約束，初始作用力是重力，求在沒有其它作用力情況下的位移、應(yīng)變和應(yīng)力，如REF_Ref365294703\h圖1。材料參數(shù)如下：彈性模量300E9Pa泊松比0.3密度2000kg/m3重力加速度10m/s2圖SEQ圖\*ARABIC1計算無初位移的立方體形成初應(yīng)力文件形成初應(yīng)力文件的命令流如下：/PREP7/PREP7ET,1,SOLID185!選185號單元!以下定義材料參數(shù)MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,3e11MPDATA,PRXY,1,,0.3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,2000!生成立方體BLOCK,,1,,1,,1,!單元劃分MSHAPE,0,3DMSHKEY,1CM,_Y,VOLUVSEL,,,,1CM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!加約束FLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,3/GODA,P51X,ALL,!底部約束FINISHsave!形成擴(kuò)展名為db的文件，以備后續(xù)計算時使用/SOLacel,,10,!加重力ISWRITE,1!形成初應(yīng)力文件solvefinish當(dāng)程序運行到solve命令時，產(chǎn)生擴(kuò)展名為ist的初應(yīng)力文件。在重力作用下，豎向位移、應(yīng)變和應(yīng)力分別如下三圖。圖SEQ圖\*ARABIC2重力作用下的立方體豎向位移云圖圖SEQ圖\*ARABIC3重力作用下的立方體豎向應(yīng)變云圖圖SEQ圖\*ARABIC4重力作用下的立方體豎向應(yīng)力云圖無初位移計算在形成擴(kuò)展名為ist的初應(yīng)力文件和擴(kuò)展名為db的數(shù)據(jù)文件后，進(jìn)行無初位移的命令流如下。/clear/clearresume!讀入數(shù)據(jù)finish/SOLUacel,,10,!施加自重荷載isfile,read,,ist,,2!讀取初始應(yīng)力SOLVE無初位移計算所得的豎向位移、應(yīng)變和豎向應(yīng)力如下兩圖。圖SEQ圖\*ARABIC5重力無初位移的立方體豎向位移云圖從REF_Ref446500810\h圖5與REF_Ref446500818\h圖2比擬可看出，位移幾乎為零，到達(dá)了無初位移。圖SEQ圖\*ARABIC6重力無初位移的立方體豎向應(yīng)變云圖從REF_Ref446513339\h圖6與REF_Ref446513350\h圖3相比擬可以看出，應(yīng)變也幾乎為零，到達(dá)了無初應(yīng)變。圖SEQ圖\*ARABIC7重力無初位移的立方體豎向應(yīng)力云圖從REF_Ref446513428\h圖7與REF_Ref446513439\h圖4比擬可以看出，應(yīng)力沒什么區(qū)別。初應(yīng)力單獨作用計算為了比照，將REF_Ref446507362\n\h3.3中命令流“acel,,10,”改為“acel,,0,”或直接去掉，重新計算。這樣相當(dāng)于載荷只是重力作用下的初應(yīng)力，然后去掉重力，其結(jié)果如下三圖。圖SEQ圖\*ARABIC8初應(yīng)力單獨作用下立方體豎向位移云圖REF_Ref446513871\h圖8說明，無初位移狀態(tài)下，去掉重力后到達(dá)平衡，立方體有與重力方向相反的位移。圖SEQ圖\*ARABIC9初應(yīng)力單獨作用下立方體豎向應(yīng)變云圖REF_Ref446513882\h圖9說明，在無初位移狀態(tài)下去掉重力，豎向有伸長的現(xiàn)象，原來壓縮越大，伸長也越大。圖SEQ圖\*ARABIC10初應(yīng)力單獨作用下立方體豎向應(yīng)力云