2021年有限元与ANSYS基础培训.ppt

使用单元
经常遇到使用直接使用单元的情况:
特殊类型的表面载荷，诸如不与表面垂直的压力
梁的后处理和特定单元数据
复合（层）单元
Link 及combination单元诸如spars, springs, and convection links
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…使用单元
A. 单元坐标系
B. 表面效应单元
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使用单元A. 单元坐标系
模型中每一个单元都有一个单元坐标系与之相关
目的在于确定下列量的方向:
各向异性材料熟悉(EX, KXX, etc.)
求解中应变和应力的计算(EPX, SX, SY, etc.)
ESYS是单元的另一种属性
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使用单元…单元坐标系
缺省单元方向取决于单元类型，如:
线单元的取向从节点I到J是单元的X轴
壳通常缺省为:
从节点I到J是单元的X轴
单元的平面上Y垂直于 X
单元的Z通过右手定则垂直于X-Y
实体单元缺省为总体笛卡尔
I
J
X
X
Y
Z
I
J
K
L
I
J
K
P
M
N
O
Xg
Yg
Zg
X
Y
Z
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使用单元…单元坐标系
需要改变单元坐标系的情况:
实体单元的材料属性方向，代表玻璃纤维，不与总体笛卡尔坐标系平行
给施加在表面效应单元上的切向压力取向
Xg
Yg
Zg
X
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使用单元…单元坐标系
改变缺省的单元坐标系ESYS, 需要将其对应一个定义的局部坐标系(CSYS 11 或更大)
步骤如下:
1. 定义一个合适方向的局部坐标系
位置一般是任意的
Utility Menu > WorkPlane > Local Coordinate Systems > Create Local CS
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使用单元 …单元坐标系
2. 选择需要的单元
3. 修改所选单元的单元坐标系到步骤1中定义的局部坐标系号
Preprocessor > Move/Modify > -Elements- Modify Attrib
或 EMODIF 命令(如emodif,all,esys,11)
4. 重新激活所有的单元并将其变换到前面的坐标系(CSYS).
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使用单元B. 表面效应单元
如何定义这样的压力载荷:
与表面相切，诸如剪切载荷?
沿表面空间变化的载荷，诸如螺栓载荷?
与一表面成一定角度，诸如屋顶的冰载荷?
表面效应单元 提供了一种有效的处理途径
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使用单元 ...表面效应单元
它们覆盖在划分了网格的表面象一层“皮肤”
作用如同是表面载荷的导轨
生成十分容易:
选择表面上的节点
激活适当的单元类型
执行ESURF (or Preprocessor > Create > Elements > Surf Effect > ...).
选择所有节点
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使用单元 ...表面效应单元
对二维和三维模型都可用:
SURF151及153 是线单元(热和结构) 用于二维模型的边界
SURF152及154 是面单元(热和结构) 用于三维模型的表面
这里只讨论SURF154单元
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