SOLID64可用于各向異性實體結構的3D建模。單元有8個結點,每個結點3個自由度,即沿x、y、z的平動自由度。該單元有應力剛化和大變形能力。其他選項有:禁用額外位移形狀、定義結果輸出位置等。該單元可應用于各種領域,如模擬晶體和復合材料等。
SOLID64可用于各向異性實體結構的3D建模。單元有8個結點,每個結點3個自由度,即沿x、y、z的平動自由度。
該單元有應力剛化和大變形能力。其他選項有:禁用額外位移形狀、定義結果輸出位置等。該單元可應用于各種領域,如模擬晶體和復合材料等。更詳細的介紹參見 ANSYS理論參考 中的SOLID64部分。
圖64.1 SOLID64幾何描述
SOLID64輸入數據
SOLID64的幾何描述、結點位置、坐標系等參見圖64.1: "SOLID64幾何描述"。該單元由8個結點組成,有各向異性或者正交各向異性材料特性。正交各向異性的應力-應變關系的輸入方式參照SOLID45。
各向異性應力應變關系由[D]矩陣在數據表中定義。若未輸入該矩陣的值,則默認采用標準的正交各向異性材料。由于對稱性,僅需定義該矩陣的下三角部分。用TB命令的TBOPT來決定矩陣的形式采用逆陣(譯注:“柔度”陣)還是非逆陣(“剛度”陣)。根據TB定義的6×6[D]矩陣中各項的含義參見“各向異性彈性材料”部分。材料輸入和應力輸出的方向對應于單元坐標方向,參見“坐標系”部分。
單元荷載的施加參見“結點力和單元力”部分。壓力可以作為表面荷載施加在單元各面上,如圖64.1: "SOLID64幾何描述"圈中的數字所示。默認是指向單元內部的正壓力。溫度可作為單元的體力施加在結點上。結點I的溫度T(I)默認為TUNIF。若所有其他溫度值都未明確定義,則默認都等于T(I)。對于任何其他輸入方式,未指定的溫度默認都是TUNIF。
KEYOPT(1)用來包含或者禁止額外位移形狀。
KEYOPT(5)控制積分點輸出(參見“單元求解”部分)。
你可以使用命令“SOLCONTROL,,,INCP”在幾何非線性分析中引入壓力荷載剛度效應。在線性特征值屈曲分析中,已自動考慮壓力荷載剛度效應。若在考慮壓力荷載剛度效應時為非對稱矩陣,可采用命令“NROPT,UNSYM”。
SOLID64的輸入信息概要參見"SOLID64 輸入信息概要",一般性的描述參見“單元輸入”部分。
SOLID64輸入信息概要
結點
I, J, K, L, M, N, O, P
自由度
UX, UY, UZ
實常數
沒有
材料特性
ALPX, ALPY, ALPZ, DENS, DAMP (若用TB命令定義各向異性材料的話), 否則: EX, EY, EZ, ALPX, ALPY, ALPZ (或者: CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ), PRXY, PRYZ, PRXZ (或者: NUXY, NUYZ, NUXZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP
表面荷載
壓力 --
表面 1 (J-I-L-K), 表面 2 (I-J-N-M), 表面 3 (J-K-O-N),
表面 4 (K-L-P-O), 表面 5 (L-I-M-P), 表面 6 (M-N-O-P)
體力
溫度 --
T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)
特殊性能
應力剛化
大變形
單元生死
自適應下降
KEYOPT(1)
額外位移形狀:
0 --
包含額外位移形狀
1 --
禁用額外位移形狀
KEYOPT(5)
額外的應力輸出:
0 --
基本的單元輸出
1 --
在所有積分點重復基本輸出
2 --
結點應力輸出
KEYOPT(6)
單元坐標系:
0 --
單元坐標系與整體坐標系平行
1 --
單元坐標系與單元平行(X平行于I-J邊,Y在IJK面內,Z為法向)
4 --
單元的X軸由用戶子程序USERAN確定
注意
有關用戶子程序的編寫,參見Guide to ANSYS User Programmable Features。
SOLID64數據輸出
數據輸出有兩部分:
· 全部結點的位移
· 附加的單元輸出(參見表 64.1: "SOLID64單元輸出定義")
數據輸出的其中幾項如 圖64.2: "SOLID64 應力輸出"所示。應力方向平行于單元坐標方向。材料特性矩陣可用TBLIST命令查看。結果數據輸出的一般性描述參見“結果輸出”部分。參看結果的一般方法參見ANSYS基本分析指南。
Figure 64.2 SOLID64應力輸出
單元輸出定義表采用如下符號約定:
在“名稱”一列中,冒號(:)表示該項能通過成分名稱方法[ETABLE, ESOL]提取。“O”列表示該項可由Jobname.OUT文件提取。“R”列表示該項可由結果文件提取。
在“O”列或者“R”列中,Y表示該項總是可以獲取的;數字和腳注表示該項有時是可以獲取的;“-”表示該項不能獲取。
Table 64.1 SOLID64 單元輸出定義表
名稱
定義
O
R
EL
單元號
Y
Y
NODES
結點 - I, J, K, L, M, N, O, P
Y
Y
MAT
材料號
Y
Y
VOLU:
體積
Y
Y
XC, YC, ZC
結果輸出點位置
Y
1
PRES
壓力 P1 在結點 J, I, L, K上; P2 在 I, J, N, M上; P3在 J, K, O, N上; P4 在 K, L, P, O上; P5 在 L, I, M, P上; P6 在 M, N, O, P上
Y
Y
TEMP
溫度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)
Y
Y
S:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
應力
Y
Y
S:1, 2, 3
主應力
Y
Y
S:INT
應力強度
Y
Y
S:EQV
等效應力
Y
Y
EPEL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
彈性應變
Y
Y
EPEL:1, 2, 3
主彈性應變
Y
-
EPEL:EQV
等效彈性應變 [2]
Y
Y
EPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
熱應變
Y
Y
EPTH:EQV
等效熱應變 [2]
Y
Y
1. 僅可通過*GET命令獲取質心項。
2. 等效應變采用有效泊松比:對于彈性分析和熱分析該值由用戶用(MP,PRXY)定義。
Table 64.2 SOLID64 雜項單元輸出
描述
輸出項
O
R
結點應力輸出
TEMP, S(X, Y, Z, XY, YZ, XZ), SINT, SEQV
1
-
1. 若KEYOPT(5) = 2,則在每個結點處輸出。
表 64.3: "SOLID64 輸出項和序列號"列出了可用ETABLE命令采用序列號方法輸出的內容列表。更多信息見"ANSYS 基本分析指南" 中 一般后處理 (POST1) 部分和本手冊中關于"輸出項和序列號表"部分。在表64.3: "SOLID64輸出項和序列號" 中使用如下標識符:
名稱
與表64.1: "SOLID64 單元輸出定義"相同定義的輸出項名稱。
項
由ETABLE命令定義的名稱。
I,J,...,P
對應于結點I,J,...,P的序列號數據。
Table 64.3 SOLID64輸出項和序列號
輸出量的名稱
ETABLE 和 ESOL 命令的參數
項
I
J
K
L
M
N
O
P
P1
SMISC
P2
SMISC
P3
SMISC
P4
SMISC
P5
SMISC
P6
SMISC
S:1
NMISC
S:2
NMISC
NMISC
S:INT
NMISC
S:EQV
NMISC
SOLID64采用的假定和使用限制
· 不允許采用體積為零的單元。
· 單元可以象圖64.1: "SOLID64幾何描述"中那樣編號,也可將IJKL和MNOP編號互換。注意單元編號不能導致扭曲,因為這會導致單元有兩個分離的體積(通常在單元編號錯誤時會發生這種情況)。
· 所有單元必須有8個結點。
· 棱柱形單元可以通過定義重合的K、J和O、P結點得到(參見三角形、棱柱形、四面體單元)
· 四面體形狀也是允許的。對于四面體單元,額外形狀被自動刪除。
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