ANSYS生死单元模拟路基填筑命令流或者相关资料,不懂的请不要乱回答,能帮忙解决的加100分!

作者&投稿:延和 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
谁能给我传一份ansys模拟路基沉降的实例,不胜感激~

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将刀具设置成刚性材料本构模型(dyna中的*MAT020-Rigid),弹性模量、泊松比、密度按照实际材料性能输入。

单元的生和死

何为单元的生和死?
如果模型中加入(或删除)材料,模型中相应的单元就“存在”(或消亡)。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。(可用的单元类型在表6-1中列出。)本选项主要用于钻孔(如开矿和挖通道等),建筑物施工过程(如桥的建筑过程),顺序组装(如分层的计算机芯片组装)和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。
Table 6-1 Elements with birth and death capability
LINK1 SURF19 SHELL41 SOLID64 PLANE83 SHELL143
PLANE2 PIPE20 PLANE42 SOLID65 SOLID87 SURF151
BEAM3 MASS21 SHELL43 PLANE67 SOLID90 SURF152
BEAM4 SURF22 BEAM44 LINK68 SOLID92 SURF153
SOLID5 BEAM23 SOLID45 SOLID69 SHELL93 SURF154
LINK8 BEAM24 PLANE53 SOLID70 SOLID95 SHELL157
LINK10 PLANE25 BEAM54 MASS71 SOLID96 TARGE169
LINK11 MATRIX27 PLANE55 SOLID72 SOLID97 TARGE170
PLANE13 LINK31 SHELL57 SOLID73 SOLID98 CONTA171
COMBIN14 LINK32 PIPE59 PLANE75 SHELL99 CONTA172
PIPE16 LINK33 PIPE60 PLANE77 PLANE121 CONTA173
PIPE17 LINK34 SOLID62 PLANE78 SOLID122 CONTA174
PIPE18 PLANE35 SHELL63 PLANE82 SOLID123
在一些情况下,单元的生死状态可以根据ANSYS的计算数值决定,如温度,应力,应变等。可以用ETABLE命令(Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table)和ESEL命令(Utility Menu>Select>Entities)来确定选择的单元的相关数据,也可以改变单元的状态(溶和,固结,俘获等)。本过程对于由相变引起的模型效应(如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分),失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。

单元生死是如何工作的?
要激活“单元死”的效果,ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除,而是将其刚度(或传导,或其他分析特性)矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。因子缺省值为1.0E-6,可以赋为其他数值(详见“施加载荷并求解”一章)。死单元的单元载荷将为0,从而不对载荷向量生效(但仍然在单元载荷的列表中出现)。同样,死单元的质量,阻尼,比热和其他类似效果也设为0值。 死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。
与上面的过程相似,如果单元“出生”,并不是将其加到模型中,而是重新激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元,包括后面要被激活的单元。在求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元,先杀死它,然后在合适的载荷步中重新激活它。
当一个单元被重新激活时,其刚度,质量,单元载荷等将恢复其原始的数值。重新激活的单元没有应变记录(也无热量存储等)。但是,初应变以实参形式输入(如LINK1 单元)的不为单元生死选项所影响。而且,除非是打开了大变形选项[NLGEOM,ON],一些单元类型将以它们以前的几何特性恢复(大变形效果有时用来得到合理的结果)。单元在被激活后第一个求解过程中同样可以有热应变(等于a*(T-TREF)),如果其承受热量体载荷。

如何使用单元生死特性
可以在大多数静态和非线性瞬态分析中使用单元生死,其基本过程与相应的分析过程是一致的。对于其他分析来说,这一过程主要包括以下三步:
? 建模
? 施加载荷并求解
? 查看结果
修改基本分析步骤如下以包括单元生死特征:

建模:
在PREP7 中,生成所有单元,包括那些只有在以后载荷步中才激活的单元。在PREP7外不能生成新的单元。

施加载荷并求解:
在SOLUTION中完成以下操作:
? 定义第一个载荷步:
在第一个载荷步中,用户必须选择分析类型和所有的分析选项。用下列方法指定分析类型:
Command: ANTYPE
GUI: Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis
在结构分析中,大变形效果应打开。用下列命令设置该选项:
Command: NLGEOM,ON
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
对于所有单元生死应用,在第一个载荷步中应设置牛顿-拉夫森选项,因为程序不能预知EKILL命令出现在后面的载荷步中。用下列命令完成该操作:
Command: NROPT
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
杀死[EKILL] 所有要加入到后续载荷步中的单元,用下列命令:
Command: EKILL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements
单元在载荷步的第一个子步被杀死(或激活),然后在整个载荷步中保持该状态。要注意保证使用缺省的矩阵缩减因子不会引起一些问题。有些情况下要考虑用严格的缩减因子。用下列方法指定缩减因子数值:
Command: ESTIF
GUI: Main Menu>Solution>Other>StiffnessMult
不与任何激活的单元相连的结点将“漂移”,或具有浮动的自由度数值。在一些情况下,用户可能想约束不被激活的自由度[D,CP等]以减少要求解的方程的数目,并防止出现位置错误。约束非激活自由度,在重新激活的单元要有特定的(或温度等)时很有影响,因为在重新激活单元时要删除这些人为的约束。同时要删除非激活自由度的结点载荷(也就是不与任意激活的单元相连的结点)。同样,用户必须在重新激活在自由度上施加新的结点载荷。
下面是第一个载荷步中命令输入示例:
!第一个载荷步
TIME,... !设定时间值(静力分析选项)
NLGEOM,ON !打开大位移效果
NROPT,FULL !设定牛顿-拉夫森选项
ESTIF,... !设定非缺省缩减因子(可选)
ESEL,... !选择在本载荷步中将不激活的单元
EKILL,... !不激活选择的单元
ESEL,S,LIVE !选择所有活动单元
NSLE,S !选择所有活动结点
NSEL,INVE !选择所有非活动结点(不与活动单
                                 元相连的结点)
D,ALL,ALL,0 !约束所有不活动的结点自由度(可
                                 选)
NSEL,ALL !选择所有结点
ESEL,ALL !选择所有单元
D,... !施加合适的约束
F,... !施加合适的活动结点自由度载荷
SF,... !施加合适的单元载荷
BF,... !施加合适的体载荷
SAVE
SOLVE
请参阅TIME,NLGEOM,NROPT,ESTIF,ESEL,EKILL,NSLE,NSEL,D,F,SF和BF命令得到更详细的解释。
? 后继载荷步
在后继载荷步中,用户可以随意杀死或重新激活单元。象上面提到的,要正确的施加和删除约束和结点载荷。
用下列命令杀死单元:
Command:EKILL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements
用下列命令重新激活单元:
Command: EALIVE
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Activate Elem
!第二个(或后继)载荷步:
TIME,...
ESEL,...
EKILL,... !杀死选择的单元
ESEL,...
EALIVE,... !重新激活选择的单元
...
FDELE,... !删除不活动自由度的结点载荷
D,... !约束不活动自由度
...
F,... !在活动自由度上施加合适的结点载荷
DDELE,... !删除重新激活的自由度上的约束
SAVE
SOLVE
请参阅TIME,ESEL,EKILL,EALIVE,FDELE,D,F和DDELE命令得到更详细的解释。

查看结果
对于大多数部分来说,用户在对包含不激活或重新激活的单元操作时应按照标准的过程来做。但是必须清楚的是,“杀死”的单元仍在模型中,尽管对刚度(传导)矩阵的贡献可以忽略。因此,它们将包括在单元显示,输出列表等操作中。例如,不激活的单元在结点结果平均(PLNSOL命令或Main Menu>General Postproc>lot Results>Nodal Solu)时将“污染”结果。整个不激活单元的输出应当被忽略,因为很多项带来的效果都很小。建议在单元显示和其他后处理操作前用选择功能将不激活的单元选出选择集。

使用ANSYS结果控制单元生死
在许多时候,用户并不清楚的知道杀死和重新激活单元的确切位置。例如,用户要在热分析中“杀死”熔融的单元(在模型中移去溶化的材料),事先不会知道这些单元的位置;用户必须根据ANSYS计算出的温度确定这些单元。当决定杀死或重新激活单元依靠ANSYS计算结果时(如温度,应力,应变等),用户可以使用命令识别并选择关键单元。
用下列方法识别关键单元:
Command: ETABLE
GUI: Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table
用下列方法选择关键单元:
Command:ESEL
GUI: Utility Menu>Select>Entities
然后用户可以杀死或重新激活选择的单元。(也可以用ANSYS APDL语言编写宏以完成这些操作。)
用下列方法杀死选择的单元:
Command:EKILL,ALL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements
用下列方法重新激活选择的单元:
Command:EALIVE,ALL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Activate Elem
下面的例子是杀死总应变超过许用值的单元:
/SOLU !进入求解器
...
... !标准的求解过程
SOLVE
FINISH
!
/POST1 !进入POST1
SET,...
ETABLE,STRAIN,EPTO,EQV !将总应变存入ETABLE
ESEL,S,ETAB,STRAIN,0.20 !选择所有总应变大于或等于0.20的单元
FINISH
!
/SOLU !重新进入求解器
ANTYPE,,REST
EKILL,ALL !杀死选择(超过允许值)的单元
ESEL,ALL !读入所有单元
...
... !继续求解
请参阅ETABLE,ESEL,ANTYPE和EKILL命令得到更详细的解释。

进一步的说明
不活动的自由度上不能施加约束方程[CE,CEINTF等]。(不活动的自由度当结点不与活动的单元相连时出现)。
可以通过先杀死然后重新激活单元的方法做应力松弛(如退火)操作。
在非线性分析中,注意不要因为杀死或重新激活单元引起奇异性(如结构分析中的尖角)或刚度突变。这将使得收敛困难。
在有单元生死的分析中打开FULL 牛顿-拉夫森方法的适应下降选项将得到好的结果。用下列方法:
Command: NROPT,FULL,,ON
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
可以通过一个参数值来指示单元生死状态[*GET,Par,ELEM,n,ATTR,LIVE]
(Utility Menu>arameters>Get Scalar Data)。该参数可以用于APDL逻辑分支(*IF等),或其他要控制单元生死的应用场合中。
用户可能想通过改变材料特性来杀死或重新激活单元[MPCHG](Main Menu>reprocessor>Material Props>Change Mat Num)。但是,在这个过程中要特别小心。软件保护系统和限制使得“杀死”的单元在求解器中改变材料特性时将不生效。(单元集中载荷不能自动删除;应变,质量,比热等也不能删除。)不当的使用MPCHG命令将带来许多问题。例如,如果将单元的刚度缩减到近于0,而保留其质量,在有加速度和惯性载荷的问题中将产生奇异性。
一个MPCHG的应用是在建立模型时涉及“出生”单元的应变历程的情况下。使用MPCHG可以得到单元在变形的结点构造中的初始应变。
在单元生死中不能用多载荷步求解[LSWRITE],因为不激活或重新激活的单元状态将不写入载荷步文件中。有多个载荷步的生死单元分析应该用一系列的SOLVE命令(Main Menu>Solution>Current LS)来做。

单元生死应用实例(命令行格式)

问题描述
    等截面杆两端固定,承受均匀的温度载荷时将其中间1/3段移去。过程是将其应变自由化并移去均匀温度。分析其热应力和应变情况。材料特性和几何模型参数见下图。

  /PREP7
  /TITLE, ELEMENT BIRTH/DEATH IN A FIXED BAR WITH THERMAL LOADING
  ET,1,LINK1 !二维杆单元
  MP,EX,1,30E6 !材料特性
  MP,ALPX,1,.00005
  MP,EX,2,30E6
  MP,ALPX,2,.00005 !重新‘出生’单元的特性
  MP,REFT,2,100 !单元出生的参考温度
  R,1,1.0
  N,1
  N,4,10
  FILL
  E,1,2
  EGEN,3,1,-1 !生成三个单元
  FINISH
   
  /SOLU
  ANTYPE,STATIC
  D,1,ALL,,,4,3 !固定杆的两端
  TREF,0 !参考温度0度
  TUNIF,100 !均匀温度载荷
  NROPT,FULL
  OUTPR,BASIC,ALL
  SOLVE
  EKILL,2 !‘杀死’中间的单元
  SOLVE
  EALIVE,2 !重新激活中间单元
  MPCHG,2,2 !将材料特性改为2以生成自由应变单元
  SOLVE
  TUNIF,0 !删除温度载荷
  SOLVE
   
《ANSYS Verification Manual》中的示例:
VM194 承受热载荷的固结杆的单元生死


ansys中何为单元生死?
“单元生死”的功能只有在你有这方面的需求时才能用到。打个比方:在有限元中某个单元在一定的条件下存在,而在某个条件不满足时应该不存在,(如建筑结构的施工模拟时,在施工层上方的楼层不存在,在有限元中上部单元就应该不存在,但是建立有限元模型时又必须将所有的单元一次建立起来,那么为了满足“...

ANSYS中的生死单元是什么意思啊?何时会用到?
在ANSYS中,单元的生死功能被称为单元非线性,是指一些单元在状态改变时表现出的刚度突变行为。1单元生死的原理:在ANSYS中,单元的生死功能是通过修改单元刚度的方式实现的。为了达到让单元死掉的效果,ANSYS程序并不是真正去掉“死”的单元,二是通过给单元刚度乘以一个很小的系数,此系数系统默认为1.0...

Ansys用生死单元方法处理一条焊缝,怎么选择整条焊缝上的所有单元?
Ansys用生死单元方法处理一条焊缝,按照坐标范围或按照单元类型选择整条焊缝上的所有单元。ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件,能与多数计算机辅助设计(CAD,computer Aided design)软件接口,实现数据的共享和交换,如Creo, NAST...

Ansys生死单元法(Birth and Death)
生死单元法的核心思想是通过单元的“生”或者“死”来模拟一些特殊的工况,可以简单的理解“生”就是单元存在,起作用,“死”就是单元,挂了,在该阶段的整个分析过程中,不起作用。从而可以完美的模拟实际建设中的阶段施工。由于本人刚刚接触ansys单元生死法刚刚几天,有什么表述不当地方,还请大家指正。

ansys中生死单元是怎么回事
同样,死单元的质量,阻尼,比热和其他类似效果也设为0值。 死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变同时也将设为0。单元的生就是重新激活单元,参与有限元分析。可用于钻孔(如开矿和挖通道等),建筑物施工过程(如桥的施工过程),顺序组装(如分层的计算机芯片组装)等等。

ansys workbench 里面能不能实现生死单元
可以,需要插入APDL命令流 将要杀死单元命名NAME NROPT,FULL EKILL,NAME ESEL,S,LIVE NSLE,S 选择要杀死的单元杀死,选择剩余存在的单元 选择相应单元上的节点 进行后续分析

如何用ANSYS模拟基坑开挖施工过程的各个开挖步骤
用ansys模拟基坑开挖必须用生死单元,分析类型为restart。第一步先计算初始地应力,加重力后将应力导出,然后读入,再算一遍,这时可以将在重力作用下的位移抵消。在abaqus中也是用这个方法,但可以用*geostatic进行自动平衡,其地应力的系数并不是像ansys是通过土体泊松比计算的。然后ekill一步一步的挖了。每...

ansys模拟焊接时是不是必须要生死单元?还是只是有填充金属的时候需要...
应该是用单元生死吧,把还没焊接的部分杀死,再模拟焊接,一点点复活--;主要就是这个过程

ansys,ic命令施加的初始条件,在用ekill语句杀死相应单元后,初始条件被...
您好,单元生死的原理是将被杀死的单元的弹性模量设置为非常小的数值,仍然参与有限元计算,但是上述单元对于系统刚度阵的贡献微乎其微,谢谢。。。

ANSYS模拟焊接过程一定要用到生死单元?用于不用,结果差别会有多大?有此...
这个问题,可能一不定说要用到生死单元,但是没有不用的,我还真没有看见过。我只能说,个人强烈建议你用。至于差别,应该不会很大, 要是很大的情况下,就不会有那么多人用生死单元了。这个算是经验吧。望采纳。

南川市17298232291: 如何用ANSYS模拟基坑开挖施工过程的各个开挖步骤 -
豆卢柳塞诺: 用ansys模拟基坑开挖必须用生死单元,分析类型为restart. 第一步先计算初始地应力,加重力后将应力导出,然后读入,再算一遍,这时可以将在重力作用下的位移抵消.在abaqus中也是用这个方法,但可以用*geostatic进行自动平衡,其地应...

南川市17298232291: ansys workbench 里面能不能实现生死单元 -
豆卢柳塞诺: 可以,需要插入APDL命令流 将要杀死单元命名NAME NROPT,FULL EKILL,NAME ESEL,S,LIVE NSLE,S 1. 选择要杀死的单元杀死, 2. 选择剩余存在的单元 3. 选择相应单元上的节点 4. 进行后续分析

南川市17298232291: ansys中何为单元生死? -
豆卢柳塞诺: “单元生死”的功能只有在你有这方面的需求时才能用到.打个比方:在有限元中某个单元在一定的条件下存在,而在某个条件不满足时应该不存在,(如建筑结构的施工模拟时,在施工层上方的楼层不存在,在有限元中上部单元就应该不存在,但是建立有限元模型时又必须将所有的单元一次建立起来,那么为了满足“不存在”的情况,就只能暂时让这个上层的单元“死去”,在施工到此楼层后再让其“活过来”),实际工程中有很多这方面的应用.单元生死是通过将其刚度进行折减到很小的程度来模拟的.

南川市17298232291: abaqus 如何施加初始残余应力,好像是model change,那位能具体说一下 -
豆卢柳塞诺: model change是控制单元生死的,我做路基填筑这一块,用的很多.*model change remove是杀死单元,*model change add是增加单元.对于初始残余应力不太了解,不好意思- -

南川市17298232291: 帮我写一个ansys模型的命令流(比较简单) -
豆卢柳塞诺: bed_l=20 ! 长度m bed_w=6 ! 宽度 bed_t1=4e-2 ! 厚度1 bed_t2=6e-2 bed_t3=18e-2 bed_t4=15e-2 bed_t5=15e-2 bed_t6=20e-2 bed_t7=2.5 ex_1=1500e6 ! 弹性模量pa ex_2=1300e6 ex_3=1600e6 ex_4=800e6 ex_5=600e6 ex_6=90e6 ex_...

南川市17298232291: ansys中生死单元是怎么回事 -
豆卢柳塞诺: 杀死单元就是将其刚度(或传导,或其他分析特性)矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF],因子缺省值为1.0E-6.死单元的单元载荷将为0,从而不对载荷向量生效.同样,死单元的质量,阻尼,比热和其他类似效果也设为0值. 死单元的质量和能量将不包括在模型求解结果中.单元的应变同时也将设为0.单元的生就是重新激活单元,参与有限元分析.可用于钻孔(如开矿和挖通道等),建筑物施工过程(如桥的施工过程),顺序组装(如分层的计算机芯片组装)等等.

南川市17298232291: ANSYS做基坑开挖数值模拟,消除自重作用下初始应力产生的变形和重启动生死单元技术怎么同时应用? -
豆卢柳塞诺: 在第一次运行完成后也许要重新启动分析过程,例如想将更多的载荷步加入到分析中,在线性分析中也许要加入别的加载条件,或在瞬态分析中加入另外的时间里程加载曲线,或者在非线性分析收敛失败时需要恢复.ANSYS 允许两种不同类型的重启:单架构重启与用于静态和全瞬态结构分析的多架构重启.单架构重启只允许你在一个工作停止点恢复它,而多架构重启可以在分析的任何点恢复工作,条件是保存了信息.

南川市17298232291: 【急求】ANSYSY solid65单元,我想用这个单元模拟混凝土,但是不会GUI操作,去定义材料属性和实常数 -
豆卢柳塞诺: 可以试用free mesh,但是因为solid65是非线性单元,最好采用扫略网格画出规则的六面体网格,求解才容易收敛,不然很可能不收敛.至于定义属性,在前处理直接定义单元就可以了

南川市17298232291: 我需要用ANSYS来建立一个路基或者地基的3D模型,在下是初学者,请高手帮忙,多谢了. -
豆卢柳塞诺: 注意材料设置 以及模型的选择 建议 先从简单模型入手 参考其他一些现有的例子 由浅入深的学习~~

南川市17298232291: ANSYS计算中如何知道各种单元的实常数,比如beam3单元,要知道面积和惯性矩,如何获得? -
豆卢柳塞诺: 最具体实例的时候,会有具体的参数;如果beam3单元模拟衬砌,厚度是30cm,那取断面一个单位长,即h=1m,b=0.3m,面积就是A=1*0.3=0.3;惯性矩L=hb^3/12=1*0.3^3/12=0.00225.就这样得到的.

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