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Posts tagged with "ansys"

[ansys] vm4 铰接支承变形

,

两根相同的钢材料棒,铰接在一起,铰接处施加一个向下的力F,求解钢棒中的应力和铰接点的位移,忽略钢棒的自重。

静态分析,使用Link1单元模拟。 这个问题相当简单,没有太多内容要研究的。

/COM,ANSYS MEDIA REL. 10.0 (05/31/2005) REF. VERIF. MANUAL: REL. 10.0
/VERIFY,VM4
/PREP7
/TITLE, VM4, DEFLECTION OF A HINGED SUPPORT
C***     STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 1, 3RD ED., PAGE 10, PROB. 2
L=15*12                         ! LENGTH OF BAR IN INCHES
*AFUN,DEG                       ! TRIG FUNCTIONS IN DEGREES 
THETA=30                        ! ANGLE TO BE USED TO CALCULATE A AND B
A=2*L*COS(THETA)                ! CALCULATED X LOCATION - NODE 3
B=L*SIN(THETA)                  ! CALCULATED Y LOCATION - NODE 2
ET,1,LINK1
R,1,.5
MP,EX,1,30E6
N,1
N,2,A/2,-B                      ! X LOCATION = A/2; A AND B AS ABOVE
N,3,A                           
E,1,2
E,2,3
D,1,ALL,,,3,2
F,2,FY,-5000
OUTPR,,1
FINISH
/SOLU    
SOLVE
FINISH
/POST1 
MID_NODE = NODE (A/2,-B,0 )
*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,Y 
LEFT_EL = ENEARN (MID_NODE) 
ETABLE,STRS,LS,1  
*GET,STRSS,ELEM,LEFT_EL,ETAB,STRS 

*DIM,LABEL,CHAR,2
*DIM,VALUE,,2,3
LABEL(1) = 'STRS_psi','DEF_in'
*VFILL,VALUE(1,1),DATA,10000,-0.120
*VFILL,VALUE(1,2),DATA,STRSS,DISP
*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS /10000 ) ,ABS( DISP /0.120 )
/OUT,vm4,vrt
/COM
/COM,------------------- VM4 RESULTS COMPARISON ---------------------
/COM,
/COM,         |   TARGET   |   ANSYS   |   RATIO
/COM,
*VWRITE,LABEL(1),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3)
(1X,A8,'   ',F10.3,'  ',F10.3,'   ',1F5.3)
/COM,----------------------------------------------------------------
/OUT

FINISH
*LIST,vm4,vrt

[ansys] vm9 不等刚度弹簧横向大变形

,

Large Lateral Deflection of Unequal Stiffness Springs

两弹簧系统,受力F (F=5*sqrt(2)) 作用,求系统的应变能以及节点位移。

此问题的求解是通过增加质量,和slow dynamics技术(包括估计临界阻尼)。组合单元(COMBIN40)用于提供x, y方向的阻尼。阻尼系数分别为 cx = 2 * sqrt(Kx * m) ,cy = 2 * sqrt(Ky * m) 这里 m 是任意值,这里假定为1, Kx 和 Ky 在求解之前不能得到,所以用 `Ky = k2 = 1N/cm` 和 `Kx = Ky/2 = 0.5 N/cm` 来近似。

注意到cx和cy的定义都是临界阻尼的定义式,根据临界阻尼的性质,当时间无限长时,单自由度系统的自由振动响应趋于0。kx和ky是如何选择的呢?如果更换别的值,得出的结果就完全不对了。 对此疑问很大:confused:

由于对载荷的抵抗是变形位置的函数,所以进行大变形分析。使用 POST1 获得结果

/COM,ANSYS MEDIA REL. 10.0 (05/31/2005) REF. VERIF. MANUAL: REL. 10.0
/VERIFY,VM9
/PREP7
/TITLE, VM9, LARGE LATERAL DEFLECTION OF UNEQUAL STIFFNESS SPRINGS
/COM, REF: G.N. VANDERPLAATS, "NUMERICAL OPTIMIZATION TECHNIQUES FOR
/COM,      ENGINEERING DESIGN", PP 72-73, MCGRAW-HILL, 1984
ET,1,COMBIN14,,,2          ! UX AND UY DOF ELEMENT
ET,3,COMBIN40,,,,,,2       ! ALL MASS IS AT NODE J, UX DOF ELEMENT
ET,4,COMBIN40,,,2,,,2      ! ALL MASS IS AT NODE J, UY DOF ELEMENT
R,1,1                      ! SPRING STIFFNESS = 1
R,2,8                      ! SPRING STIFFNESS = 8
/COM USE COMBIN40 MASS, K, AND DAMPING C, TO APPROX. CRITICAL DAMPING
R,3,,1.41,1                ! C = 1.41, M = 1
R,4,,2,1                   ! C = 2, M = 1
N,1
N,2,,10
N,3,,20
N,4,-1,10
N,5,,9
LOCAL,11,0,0,0,0,45        ! 定义一个局部坐标系,将 x 轴移动45度
NROTAT,2                   ! 将节点 2 的节点坐标系旋转到当前的局部坐标系,这样即将施加的45度载荷就与局部坐标系x轴一致了。
E,1,2                      ! ELEMENT 1 IS SPRING ELEMENT WITH STIFFNESS 1
REAL,2
E,2,3                      ! ELEMENT 2 IS SPRING ELEMENT WITH STIFFNESS 8
TYPE,3
REAL,3
E,4,2                      ! ELEMENT 3 IS COMBINATION ELEMENT WITH C = 1.41
TYPE,4
REAL,4
E,5,2                      ! ELEMENT 4 IS COMBINATION ELEMENT WITH C = 2
NSEL,U,NODE,,2
D,ALL,ALL
NSEL,ALL
FINISH
/SOLU    
ANTYPE,TRANS               ! 瞬态动力学分析 FULL TRANSIENT DYNAMIC ANALYSIS
NLGEOM,ON                  ! 大变形 LARGE DEFLECTION
KBC,1                      ! STEP BOUNDARY CONDITION
F,2,FX,7.071068            ! 载荷在旋转后的节点坐标系内 FORCE IS IN ROTATED NODAL COORDINATE SYSTEM 
AUTOTS,ON
NSUBST,20
OUTPR,,20
OUTPR,VENG,20
TIME,15                    ! ARBITRARY TIME FOR SLOW DYNAMICS
SOLVE
FINISH
/POST1
SET,,,,,15                 ! USE ITERATION WHEN TIME = 15
ETABLE,SENE,SENE           ! 应变能 STORE STRAIN ENERGY
SSUM                       ! 相加 SUM ALL ACTIVE ENTRIES IN ELEMENT STRESS TABLE
*GET,ST_EN,SSUM,,ITEM,SENE
PRNSOL,U,COMP              ! PRINT DISPLACEMENTS IN GLOBAL COORDINATE SYSTEM
*GET,DEF_X,NODE,2,U,X
*GET,DEF_Y,NODE,2,U,Y
*DIM,LABEL,CHAR,3,2
*DIM,VALUE,,3,3
LABEL(1,1) = 'STRAIN E','DEF_X (C','DEF_Y (C'
LABEL(1,2) = ', N-cm  ','m)      ','m)      '
*VFILL,VALUE(1,1),DATA,24.01,8.631,4.533
*VFILL,VALUE(1,2),DATA,ST_EN ,DEF_X,DEF_Y
*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(ST_EN/24.01), ABS(8.631/DEF_X), ABS(DEF_Y/4.533 )
/COM
/OUT,vm9,vrt
/COM,------------------- VM9 RESULTS COMPARISON ---------------------
/COM,
/COM,                 |   TARGET   |   ANSYS   |   RATIO
/COM,
*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3)
(1X,A8,A8,'   ',F10.3,'  ',F10.3,'   ',1F5.3)
/COM,----------------------------------------------------------------

/OUT
FINISH
*LIST,vm9,vrt

[ansys] vm3 热载荷结构

,

Thermally Loaded Support Structure

铜线和钢线悬挂在墙上,下面连接刚性的梁,通过梁施加一个力Q, 同时有一个dT的热载荷。求解铜线和钢线的应力

分析
使用了2D spar单元,下面的三个节点4, 5, 6使用CP进行y方向位移的耦合处理。另外,对于加热造成的热膨胀,设定任意的参考温度70F, 和加载的温度80F(意味着+10F的温度载荷)。结果通过ETABLE进行处理。

INP

finish
/clear
/COM,ANSYS MEDIA REL. 10.0 (05/31/2005) REF. VERIF. MANUAL: REL. 10.0
/VERIFY,VM3
/PREP7
/TITLE, VM3, THERMALLY LOADED SUPPORT STRUCTURE
C***      STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 1, 3RD ED., PAGE 30, PROB. 9
ANTYPE,STATIC             ! STATIC ANALYSIS
ET,1,LINK1
R,1,.1
MP,EX,1,16E6
MP,ALPX,1,92E-7           ! alpx, alpy, alpz 热膨胀系数?
MP,EX,2,30E6
MP,ALPX,2,70E-7
TREF,70                   ! REFERENCE TEMPERATURE
N,1,-10                   ! DEFINE NODES AND ELEMENTS
N,3,10   
FILL
N,4,-10,-20
N,6,10,-20   
FILL
E,1,4   
E,3,6
MAT,2
E,2,5
CP,1,UY,5,4,6             ! 耦合4, 5, 6三个节点的Y向位移
D,1,ALL,,,3               ! BOUNDARY CONDITIONS AND LOADING
F,5,FY,-4000
BFUNIF,TEMP,80            ! UNIFORM TEMPERATURE (TREF+10)
FINISH
/SOLU    
OUTPR,BASIC,1       
OUTPR,NLOAD,1             
NSUBST,1
SOLVE
FINISH
/POST1                                
STEEL_N  = NODE (,,,)                      ! 选择节点
COPPER_N = NODE (10,0,0)      
STEEL_E = ENEARN (STEEL_N)                 ! 选择单元
COPPER_E = ENEARN (COPPER_N)
ETABLE,STRS_ST,LS,1                        ! LINK1单元的ls,1表示SAXL: Axial stress in the element
ETABLE,STRS_CO,LS,1   
*GET,STRSS_ST,ELEM,STEEL_E,ETAB,STRS_ST  
*GET,STRSS_CO,ELEM,COPPER_E,ETAB,STRS_CO

*DIM,LABEL,CHAR,2,2
*DIM,VALUE,,2,3
LABEL(1,1) = 'STRSS_ST','STRSS_CO'
LABEL(1,2) = ' (psi)  ',' (psi)  '
*VFILL,VALUE(1,1),DATA,19695,10152 
*VFILL,VALUE(1,2),DATA,STRSS_ST,STRSS_CO
*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS_ST/19695 ) ,ABS( STRSS_CO/10152 )
/COM
/OUT,vm3,vrt
/COM,------------------- VM3 RESULTS COMPARISON ---------------------
/COM,
/COM,                 |   TARGET   |   ANSYS   |   RATIO
/COM,
*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3)
(1X,A8,A8,'   ',F10.0,'  ',F10.0,'   ',1F5.3)
/COM,----------------------------------------------------------------
/OUT

FINISH
*LIST,vm3,vrt

[ansys] 宏命令编写建议 (转载)

,

使用ANSYS的过程中,我们常常需要写各种各样的宏。有的宏可以写得很快而且很粗糙,因为当时用完就可以将其删除了。但大多数时候,我们写的宏都可以好好保存以备将来之需,对这样的宏,就需要合理并且规范的编写。下面是我的一些建议。

命名宏
宏的名字应尽量以字母开始,并且能够与该宏的功能有所联系。比如,一个将单个的PIPE16单元分为n份的宏可以取名“E16SPLIT.MAC”。也可以简称为“SPLIT16.MAC”,但是如果六个月后,当你想再搜索这个宏时,那么由于是想对单元进行操作,所以如果名字以“E”开始,搜索就非常方便了。宏的数量很少的话,这样命名倒不是很必要;但如果你有几百个宏的话,并且又不记得宏的名字了,这时你就可以在很快的时间里找到你需要的宏。

宏的介绍和使用信息
在宏的顶端,应该列出宏的名字、功能、使用的变量和任何对你自己和其他用户有用的信息。
在宏中加入编写者的名字、编写的日期、针对的ANSYS版本也是非常有用的。因为可以帮助其他用户了解该宏,并根据最新的版本进行更新。记住编写宏的第一定律:今天的宏在明天就会变异成象形文字。现在看起来充满逻辑和显而易见的事,下周就会需要三个小时来破解,半年后的难度可能就仅次于曼哈顿计划了。现在花一、两分钟在宏的开始添加的信息会让你和其他使用者以后更轻松。

注释
根据上面的第一定律,我们应该把正在做的和为什么这样做都完全写入注释,就象将来的使用者对这个宏毫无了解一样。因为六个月后,你可能就是这个使用者。

参数的使用
以下划线开始的参数是ANSYS用于UIDL菜单、追踪信息(写入CDWRITE,LSWRITE文件,关键字状态等)的保留参数。因此最好不要以下划线开始来命名参数,以避免和现在或以后ANSYS会使用的参数冲突。

跟踪下划线参数
这种情况发生在编写的宏将来会被其他人使用的情况,实质上我们一般都会和同事共享宏,因此几乎所有的宏都是这样的。每一个宏都应该在宏的开始和结尾通过“*DEL,,PRM”命令清除参数。这会使你在宏中创建的参数不会与已定义的参数产生冲突或带来问题。

局部参数
任何人都可以在自己的宏中使用如AR20-AR99的局部参数。局部参数只能在指定的宏中使用,并且在该宏完成以后自动消失。局部参数还可以用于嵌套的宏中。

普通参数
如果你编写的宏只是自己使用,那么你可以使用任何你喜欢的参数名。如果你的宏已经调试并且运行成功,你可以在宏的开始使用“/NOPR”使无用的信息不出现在输出窗口中。而在运行完宏以后,使用“/GOPR”重新激活输出窗口。确保在“IF“命令之后使用“ENDIF”来结束;使用“*EXIT”而不要使用“*GO”来退出IF循环。

状态信息
在每一个宏的开始使用命令*MSG来写一个信息到输出窗口中,使使用者知道现在运行了一个宏,这个宏的输入参数是什么。对一些比较长的宏,在宏的运行过程中打印附加信息是很有用的。也可以图形化使用状态条来显示DO循环的进程。

编辑器
使用不同的编辑器,也能够得到一些附加的功能。如果,你的编辑器支持颜色显示,你可以在一个DO循环内使用同一种颜色。

还有很多其他的方面,可以使宏更加的可靠和便于我们的工作。在编写宏之前好好思考一下,一定会有更多的好点子。

[ansys] vm2 梁应力与变形

,

Beam Stresses and Deflections

一根标准工字梁在中部有两处支撑,同时部分段受到均布载荷,要求梁中点位置的应力和位移

  • 分析使用2D梁单元(beam3: 两节点,每个节点3个自由度ux, uy, rotz)
  • 注意均布载荷为线载荷 (N/M)
  • 单元输出位置是at 9 intermediate locations
  • 根据beam3的单元说明,是用于etable的输出选项,确定table里各输出项的意义。


/SHOW, JPEG 将输出指向JPEG图形,所以在GUI模式下看不到输出。可以将这句注释掉。

/TITLE 设定此次分析的名称,可在输出图形上显示。

KEYOPT 与单元相关的选项设置。不同单元具有不同的附加功能,通过此命令设定。

MID_NODE = NODE (240,,, ) 获取坐标为(240,0,0)的节点标号

MID_ELM = ENEARN (MID_NODE) 获取靠近节点MID_NODE的单元的标号

ETABLE,STRS,LS,3 怎么解?

COM,ANSYS MEDIA REL. 10.0 (05/31/2005) REF. VERIF. MANUAL: REL. 10.0
/VERIFY,VM2
JPGPRF,500,100,1             ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS
/SHOW,JPEG
/PREP7    
MP,PRXY,,0.3
/TITLE, VM2, BEAM STRESSES AND DEFLECTIONS
C***        STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 1, 3RD ED., PAGE 98, PROB. 4
ANTYPE,STATIC                
ET,1,BEAM3
KEYOPT,1,9,9                  ! OUTPUT AT 9 INTERMEDIATE LOCATIONS
R,1,50.65,7892,30
MP,EX,1,30E6
N,1                           ! DEFINE NODES AND ELEMENTS
N,5,480
FILL
E,1,2
EGEN,4,1,1
D,2,UX,,,,,UY                 ! BOUNDARY CONDITIONS AND LOADING
D,4,UY
SFBEAM,1,1,PRES,(10000/12)      
SFBEAM,4,1,PRES,(1E4/12)
FINISH
/SOLU    
OUTPR,BASIC,1
SOLVE
FINISH
/POST1
SET,1,1
PRNSOL,U,COMP
PRNSOL,ROT,COMP
PLDISP,1
MID_NODE = NODE (240,,, )               
*GET,DISP,NODE,MID_NODE,U,Y         
MID_ELM = ENEARN (MID_NODE)       
ETABLE,STRS,LS,3              
*GET,STRSS,ELEM,MID_ELM,ETAB,STRS

*DIM,LABEL,CHAR,2
*DIM,VALUE,,2,3
LABEL(1) = 'STRS_psi','DEF_in'
*VFILL,VALUE(1,1),DATA,-11400,0.182
*VFILL,VALUE(1,2),DATA,STRSS,DISP
*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(STRSS /11400 ) ,ABS( DISP /0.182 )
/OUT,vm2,vrt
/COM
/COM,-------------------VM2 RESULTS COMPARISON ---------------------
/COM,
/COM,         |   TARGET   |   ANSYS   |   RATIO
/COM,
*VWRITE,LABEL(1),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3)
(1X,A8,'   ',F10.3,'  ',F10.3,'   ',1F5.3)
/COM,---------------------------------------------------------------
/OUT
FINISH
*LIST,vm2,vrt