搜索ANSYS Workbench对积分点应力的几种处理方法？你应该知道的高级功能
2017-02-08 by:CAE仿真在线 来源:互联网
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在ANSYS Workbench的结构分析后处理中,我们经常会关注应力。在选择一个对象并查看某种应力后,会在其细节视图中出现一个积分点结果的显示选项,说明要观察应力的哪种结果,如下图。
这里面有七种查看应力的方式。那么这些方式分别是什么含义呢?
由于应力是我们做结构力学分析时最为关注的对象,因此弄清楚ANSYS所给的应力究竟是什么意思也就变得非常重要。这七种应力的含义及相互关系如下图。
从上图中可以看到,在计算出积分点的应力以后,其它应力都是在其基础上推算出来的。下面说明每一个选项的推算过程。
(1)unveraged---------没有平均化的应力。此时在单元内部,基于积分点的应力根据形函数推算该单元几个节点的应力。因为它是在积分点应力的基础上做的第一次运算,所以相对准确。此时如果一个节点周围毗邻几个单元,那么这几个单元在同一点处会有不同的应力值。
(2)areraged--------节点的平均化应力。在对所有单元进行计算,得到其节点的应力后,此时对于共享节点,对该点的几个应力进行平均,得到该点的应力。
(3)nodal difference------节点应力差的最大值。对于共享节点,还没有进行应力平均时,它有几个应力,对这几个应力排序,得到最大值,最小值;用最大值减去最小值,得到的值称为nodal difference.
(4) nodal fraction------对于一个共享节点,用(3)除以(2),得到一个比率,就是nodal fraction.
所以,(2)(3)(4)都是对于共享节点,在不同的单元间进行计算的。
(5)elmemntal difference-----在一个单元内部操作。找到单元内部节点应力的最大值,最小值,用最大值减去最小值,得到一个值,称为elemental difference.
(6) elemental mean------在一个单元内部操作,在节点应力平均后,对于单元内所有的节点应力,再一次平均,得到单元内部的elemental mean.
(7)elemental fraction------在一个单元内部,用(5)除以(6),得到elemental fraction.
可见,(5)(6)(7)都是针对某个特定的单元所做的计算。
为了直观的说明上述计算过程,我们举一个例子。
例子如下,有3个四边形单元,一共8个节点。其中,
单元1由3,4,5,6四个节点构成
单元2由1,2,3,4四个节点构成
单元3由2,3,8,7四个节点构成
现在我们首先根据单元内部积分点的应力得到了如图所示的几个应力,即:
在单元1内部,基于积分点的应力值得到
节点3----应力是18MPa,
节点4----应力是12MPa,
节点5----应力是16MPa,
节点6----应力是14MPa,
在单元2内部,推出节点3-----应力是24MPa,节点4-----应力是12MPa,
在单元3内部,推出节点3-----应力是28MPa,
至于单元2,3内的其它节点,自然有应力,不过这里只想说明上述七项的计算方法,所以就不用赘述了。
下面说明上述七项的计算方法。
(1)unveraged-----没有平均化的应力。上面给出的节点应力均未平均化,都是unveraged.
对于(2)(3)(4),我们以节点3为例来说明。
(2)areraged = (18+24+28)/3 = 23.33 (MPa),它是一个平均值。
(3)nodal difference:在18,24,28三个值中,最大是28,最小时18,因此nodal difference= 28-18 =10(MPa)。
(4) nodal fraction=10/23.33 = 0.43
对于(5)(6)(7)我们以单元1为例来说明。
(5)elmemntal difference:该单元内部节点应力最大值是18,最小是12,因此elmemntal difference=6Mpa.
(6) elemental mean = (14+16+12+23.33)/4 = 16.33(MPa).
(7) elemental fraction = 6/16.33=0.37.
由此可见,
(1)(3)(4)所表现的是一个节点周围单元在此处的应力梯度。
(5)(7)所表现的是一个单元内部的应力梯度。
(2)(6)则是均匀化的应力和单元解。
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