《ANSYS新手入门学习心得解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS新手入门学习心得解析（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（1）如果你模拟结构体中裂缝扩展过程的模拟，在Ansys中可以用全解耦损伤分析方法来近 似模拟裂缝扩展，我曾用Ansys软件中提供的可以定义10,000个材料参数和单元ekill/alive 功能完成了层状路面体中表面裂缝和反射裂缝在变温作用下的扩展过程的模拟。我模拟的过 程相对来说比较简单，模拟过程中我们首先要知道裂缝的可能扩展方向，这样在裂缝可能扩 展的带内进行网格加密处理，加密到什么程度依据计算的问题来确定。（2）如果采用断裂力学理论计算含裂缝结构体的应力强度因子，建模时只需在裂尖通过命 令kscon生成奇异单元即可。Ansys模块中存在的断裂力学模块可以计算I、II、III型应力强 度
2、因子（线弹性断裂力学）和J积分（弹塑性断裂力学），在Ansys中verification里面有一个计算 I型应力强度因子的例子vm143，参见该例子就可以了。（3）如果通过断裂力学模拟裂缝的扩展过程，需要采用动态网格划分，这方面我没有做， 通过Ansys的宏命令流应该可以实现。技术参考可参阅文献：杨庆生、杨卫断裂过程的有 限元模拟.计算力学学报， 1997,14（4）.（4）我现在做动荷载作用下路面结构体中应力强度因子的分布规律，我是通过位移插值得 到不同时间点处的应力强度因子。如果想这样做，可参阅理论参考中关于应力强度因子计算 说明。1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法（1）力加载可以通
3、过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施 加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止， 则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步 （弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结 果中找出结构的极限荷载。（2）位移加载 给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数， 这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构 的极限荷载。希望众高手讨论一下（1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何
4、画到荷载位移曲线的下降段？（2）位移法求极限荷载的具体步骤？2. 需要注意的问题1. 由于 SOLID 65 单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况 下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程 中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm时，就可以有 效避免应力集中带来的问题；2. 支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点 上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成 求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在
5、支座上加一 些弹性垫块，避免支座的应力集中；3. 六面体的 SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件 允许，应该尽量使用六面体单元；4. 正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加 载时可以用残余力的二范数控制收敛。在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收 敛标准，保证计算的连续性；3. 关于下降段的问题1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。 2）下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush 模型。3）利用最大压应变准则来判断混凝土是否破坏。4. Soli
6、d65单元中的破坏准则 1）采用Willam&Warnke五参数破坏准则 2）需要参数：单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度，围压压力，在围压作用下双轴，单轴抗压强度5. 近来我对混凝土单元进行了一点思考，有一些想法，贴在下面，共同探讨：1）分析混凝土结构，选择合理的材料特性是建立模型的关键，所以有必要弄清混凝土的材 料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和压缩特性。典型混凝土的抗拉强度只有抗 压强度的 8-15%。在ANSYS中，对于混凝土单元，材料特性ANSYS要求输入以下数据（为了清楚起见，我将 几个系数均译为了中文）：弹性模量、泊松比 、张开与闭合滑移面的剪切强度缩减系数、 抗拉与抗压
7、强度、极限双轴抗压强度、周围静水应力状态、静水应力状态下单轴与双轴压缩 的极限抗压强度、断裂发生时刚度乘子。其中，16是必须输入的，711要么不输入， 都采用默认值，如果输入其中一个，其他的都需要输入；另外，与在01之间取值，具 体如何取值，是值得探讨的话题，但有一点是肯定的，不能将剪切缩减系数，取的太小，否 则，就很难不收敛，据我体会，分析一个梁的极限荷载时，剪切缩减系数的取值影响也不是 很大；2）据我理解，如果定义：TB,concer,mat（mat是需要定义的材料号），则混凝土定义了破坏 准则，没有定义屈服准则，主要是W-W模型。由于混凝土材料的复杂性（太随机了），很 难得到一个完全适合
8、混凝土的屈服的材料模型；3）如果考虑混凝土的压碎破坏，有限元模型会较早失效，得不到真实极限荷载，建议在研 究钢筋混凝土结构极限荷载时，关闭混凝土压碎能力；材料模型的选取对荷载变形曲线路径 影响不大，即模拟曲线与真实曲线相对应部分吻合较好；不考虑混凝土的压碎破坏，并不意 味着不考虑混凝土的抗压能力，相反，为了得到较准确的极限荷载，采用受压混凝土模型是 必需的，也只有采用受压混凝土模型才能得到整个荷载变形曲线；6. do a mesh sensitivity analysis, which means you need analyze the model with three different
9、mesh sizes in the span direction, and maybe you can find something.7. 开裂荷载就是第一到裂纹出现的时候，所加荷载即为开裂荷载；至于如何检测，我也 没有好的办法，就是在开裂荷载附近，将荷载不加的很小！观察第一条裂纹的出现.8. 由于没有考虑混凝土的应力应变关系，所以荷载-位移曲线接近双折线；我的观点是：1）：仅设置CONCR,不管是否设置压碎，极限荷载偏小，荷载位移曲线一般接近二折线； 采用CONCR+ MISO则荷载位移曲线形状明显是曲线的，更接近试验结果，所以设置CONCR 后，还要需要具体定义混凝土的应力应变关系；2）：
10、不考虑压碎时，计算相对容易收敛；而考虑压碎则比较难收敛，即便是没有达到压碎 应力时，且有限元模型会较早失效，得不到真实极限荷载。3）关掉压裂，应该在考虑其他屈服准则，如 von mises。*米赛斯准则在特定的条件下是适合混凝土的米赛斯准则不适合混凝土是因为它不能 包括静水压力效应，对简单的简之梁摸拟，根本没有考虑静水压力效应，所以还是可以用米 赛斯准则的；*我很赞成你的观点：定义 Concr 时把压碎特性去掉（抗压强度为“-1”）肯定是不合理 的；我也在相关的帖子，发表过向类似的观点；比如，不考虑混凝土压碎，如何观察混凝 土结构的裂缝发展？我也一直在考虑此问题，只是高我们这一行的人太少，连找
11、一个讨论的 人都很难！我的观点是： 如果必设压碎检查，则要通过大量的试算，并设置不同的网格密度、子步数，以达到目的；*另外，在 ANSYS 软件的帮助里，明确提到混凝土可以将抗压强度设为1，以不考虑 混凝土的压碎功能！原叙述如下：Absence of the data table removes the cracking and crushing capability. A value of -1 for constant 3 or 4 also removes the cracking or crushing capability，注 ： constant 3:Uniaxial tensil
12、e cracking stress.constant 4:Uniaxial crushing stress （positive）.即混凝土开裂、压碎均可去掉。*有时我想是不是ANSYS在混凝土这一块功能还有待于改善？9. 有限元方程求解采用 Newton-Raphson 迭代法求解，求解时采用多荷载步，每荷载步又设若干子步。为便于 加载，将整个求解过程分为四个阶段：（1）加载到开始出现裂缝；（2）很多裂缝出现；（3）钢筋屈服；（4）一直到破坏。第一阶段为线性阶段，可以加比较大的荷载步，当出 现裂纹后，就逐步减小荷载步。进入非线性后，方程较难收敛甚至不收敛，在裂缝刚刚出现 和接近破坏的阶段，可以
13、适当放松收敛标准，保证计算的连续性10. 我在用 ansys 计算沈聚敏教授做过的试验（钢筋混凝土构件的变形和延性 清华大学，建筑结构学报1980.2）总共 10 根梁。发现我不考虑混凝土压碎的时候，得到的结果基本上与试验相同。但是考虑压碎的时候（把-1 改为轴心抗压强度，命令流相同），计算得到的结果与试验值 相去甚远。这是为何呢？在考虑压碎的前提下，我把收敛准则里面的0.05 改为 0.2之后，得到的最大承载力得到了 显著的提高，可以和试验值相当这样的话，我就感到很不解了，应该说收敛准则，只是决定 是否收敛，而不能改变结果阿？（而且我感觉0.2 是不是不行啊，最大应该就是0.05）子步数和迭
14、代次数应该是越大越好吧，（在不考虑计算时间的前提下），我好像感觉有人说， 大了也不好，不好收敛。表示怀疑？11. 如何显示solid 65单元内部配筋方向？操作步骤：1）使实体透明化：Utility MenuPlotCtrlsstyleTranslucency注意：1完全透明；0完全不透明2）显示与实常数相关的单元形状：Utility MenuPlotCtrlsstylesize and shape将 EsHAPE 开关打开。3）消影Utility MenuPlotCtrlsstyleEdge options对 GLiNE 进行选择。4）将单元缩减以更好地观察Utility MenuPlotC
15、trlsstylesize and shape对SHRINK开关进行选择缩减比例0%50%。12. 为什么ANSYS对WW破坏面进行改动？1）混凝土材料本身是一种非常复杂的材料，受压破坏和受拉破坏表现完全不同；2）WW破坏曲面中没有区分这两种破坏形式，但实际程序计算中却需要加以区分；3）人为强制在压-压-拉分区和拉-拉-压分区中按开裂处理，体现了理论研究和实用计算 程序编写之间的差异。13. Solid 65的本构关系弹塑性行为1） 受拉弹性2）受压可以选择一些塑性模型：a)Von Mises 屈服面b) Drucker-Prager 屈服面c) 理想弹塑性可以使用以下本构关系：1) 等强硬化模型(Multili near Isotropic Harde nin g)2) 随动硬化模型(Multili near Kin ematic Harde nin g)3) Drucker-Prager模型(DP模型)，DP模型在混凝土中为理想弹塑性模型14. Solid65 单元中的破坏准则采用Willam&Warnke五参数破坏准则需要参数：1) 单轴抗拉强度，2) 单轴，双轴抗压强度，3) 围压压力，4) 在围压作用下的双轴，单轴抗压强度15. 混凝土与钢筋组合模型的选取1. 在条
