提取單元?jiǎng)偠染仃?doc

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1、單元?jiǎng)偠染仃嚨奶崛偠染仃囋谟邢拊蠼膺^程中扮演者非常重要的角色，以最小位能原理求解過程為例最終越是轉(zhuǎn)換為含有結(jié)構(gòu)剛度矩陣的能量泛函的取值問題。有限元過程中涉及到三類剛度：單元?jiǎng)偠染仃?，組合結(jié)構(gòu)剛度矩陣和最終求解剛度矩陣。其中單元?jiǎng)偠染仃嚕簝H與單元的自身自由度有關(guān)，同一編號(hào)的單元矩陣的維數(shù)是固定。組合結(jié)構(gòu)剛度：矩陣根據(jù)求解的初始變量個(gè)數(shù)決定剛度矩陣的維數(shù)，屬于單元組裝后的初始剛度，維數(shù)和整個(gè)單元初始變量個(gè)數(shù)相等。最終求解剛度矩陣：代入邊界條件簡化后的剛度。以《FiniteElementAnalysis-TheoryandApplicationWithANSYS》中的梁單

2、元例子為例，解釋剛度提取過程：此模型的單元?jiǎng)偠染仃嚕海▽W(xué)則beam3梁單元后，該單元包含兩節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有三個(gè)自由度，因此對(duì)應(yīng)單元?jiǎng)偠染仃嚍?*6的方陣）組合結(jié)構(gòu)剛度矩陣：（該結(jié)構(gòu)含有三個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有三個(gè)原始自由度，因此組合結(jié)構(gòu)剛度矩陣具有9*9階的形式）最終求解剛度矩陣：（由于邊界條件的存在，該結(jié)構(gòu)中，1,3點(diǎn)的自由度不存在，求解參數(shù)中有六個(gè)參數(shù)已知，因此對(duì)最終求解剛度矩陣為三階方陣）通過最終的剛度矩陣組成的方程，求解出2節(jié)點(diǎn)的位移解，再以這些原始解得出應(yīng)力，應(yīng)變，支反力的其他的解。ansys實(shí)現(xiàn)過程：提取思路如下：通過/debug提取單元?jiǎng)偠染仃?，通過fil

3、name.full文件提取后兩者的矩陣ansys實(shí)現(xiàn)過程如下：finish/clear/filname,k,1/prep7N,1N,2,120N,3,120,-108??et,1,beam3mp,ex,1,3.0e7mp,prxy,1,0.3R,1,7.65,204,10E,1,2E,2,3/debug,-1,,,1,,,,,/OUTPUT,k,MATRix,finish/soluallsel,allsolve!生產(chǎn)單個(gè)剛度矩陣,查看k.MATRix文件看出單元1,2各次剛度矩陣如下/AUX2FILE,'k','full','HBMAT,'k','txt','',ASC

4、II,STIFF,NOFINISH!讀取k.txt文件，得出初始結(jié)構(gòu)剛度剛度矩陣如下：是個(gè)9*9階矩陣，含有非零參數(shù)23個(gè)，（以harwell-boeing文件格式生成的，只要該格式圖區(qū)方式詳見站內(nèi)）結(jié)果如下：!為加入邊界條件的剛度矩陣finish/soluSFBEAM,1,1,PRES,800/12nsel,s,,,1,3,2/GOD,all,,,,,,ALLallsel,all!/debug,-3,,1,,,,,,!/OUTPUT,k4,MATRix,solve/AUX2??FILE,'k','full',''HBMAT,'k','txt','',ASCII,STI

5、FF,NOFINISH!讀取k.txt文件，得出求解結(jié)構(gòu)剛度剛度矩陣如下：