理论教育 使用ANSYS17.0进行显式动态分析后处理

使用ANSYS17.0进行显式动态分析后处理

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:显式动态分析中需要查看的一般是动画结果和时间历程结果。注意Jobname.RST和Jobname.HIS的区别:Jobname.RST文件主要用于POST1后处理器,包括整个模型的求解,但是捕捉的时间点相对较少。为了防止结果文件超出系统限制,应该减少写入到Jobname.RST和Jobname.HIS的输出量。生成节点组件nod1应限制单元和节点组件以节省硬盘空间。在POST1中显示结果时,将自动去除失效单元。

使用ANSYS17.0进行显式动态分析后处理

可以用ANSYS的两种后处理器——POST1和POST26查看ANSYS/LS-DYNA结果:用POST1查看整个模型在特定时刻点的结果或动画结果,用POST26查看一段时间内指定Com-ponent在很多时间点的结果。显式动态分析中需要查看的一般是动画结果(POST1)和时间历程结果(POST26)。

注意:有经验的LS-DYNA用户也可以用LSTC后处理器LS-POST,但是ANSYS不支持这种处理器。

1.输出控制

(1)结果文件(Jobname、RST)与时间历程文件(Jobname.HIS)的比较。

后处理中所使用的结果取决于用EDRST和EDHTIME命令(MainMenu>Solution>Out-put Controls>File Output Freq)写入到Jobname.RST和Jobname.HIS文件的信息。

注意Jobname.RST和Jobname.HIS的区别:Jobname.RST文件主要用于POST1后处理器,包括整个模型的求解,但是捕捉的时间点相对较少。一般来说,Jobname.RST文件包含有足够的信息以形成动画。相对来说,在POST26中使用的Jobname.HIS文件包括较多的时间点上的结果,但它仅限于模型的一部分(要得到整个模型在较多时刻的结果将很快充满硬盘空间)。相比较而言,Jobname.RST文件中的时间步通常小于100;Jobname.HIS文件通常是大于1000或更多。

注意:ANSYS/LS-DYNA不支持文件分离。因此,存储在任何文件中的全部数据仅限于系统所允许的最大文件大小。对于大模型,存储在结果文件Jobname.RST和Job-name.HIS中的数据可能超过系统的限制。在这种情况下,ANSYS/LS-DYNA将把数据写入每一个结果文件中直到限制的大小。剩余的数据将不再写入,而存储的最后一个荷载步数据可能是不完全的。而且,如果试图用SET命令获得最后一次存储的荷载步数据,系统就会产生错误。为了防止结果文件超出系统限制,应该减少写入到Jobname.RST和Jobname.HIS的输出量。

(2)生成POST26的Components。

在用POST26查看结果前,必须在模型中生成单元或节点Components。例如,在PREP7或SOLUTION阶段,选择想查看结果的那部分单元,生成仅含有那些单元的Component;也可以生成包含一组给定节点的Component。这些Components可通过GUI菜单路径生成,或执行下列命令来生成。

ESEL,S,MAT,,1 !选择材料1的单元

CM,elm1,elem !生成单元组件elm1

NSLE !选择单元的节点

CM,nod1,node !生成节点组件nod1

应限制单元和节点组件以节省硬盘空间。

(3)为POST26记录输出文件。

在用POST26查看结果前,必须直接命令ANSYS/LS-DYNA把相关的信息写入到Job-name.HIS或其他输出文件中去;在PREP7或SOLUTION阶段,需定义时间步数、要分析的单元和节点Component以及记录的ASCII码文件。可通过GUI菜单路径Main Menu>Solution>Output Controls)或执行下列命令来给定上述信息。

EDHTIME,NSTEPS !定义时间历程结果的时步数

EDHIST,elm1 !定义单元Component名

EDHIST,nod1 !定义节点Component名

EDOUT,GLSTAT !写ASCII文件GLSTAT(总的时间步和能量统计)

EDOUT,MATSUM !写ASCII文件MATSUM(每个PART的能量信息)

EDOUT,SPCFORC !写ASCII文件SPCFORC(单点约束(反作用)力)

EDOUT,RCFORC !写ASCII文件RCFORC(合成界面力数据)

EDOUT,SLEOUT !写ASCII文件SLEOUT(界面滑移能量)

EDOUT,NODOUT !写ASCII文件NODOUT(节点数据)

EDOUT,RBDOUT !写ASCII文件RBDOUT(刚体数据)

注意:如果熟悉LS-DYNA程序所产生的所有ASCII文件,可用EDOUT,ALL命令写出所有可能的ASCII文件。

2.在ANSYS/LS-DYNA中使用POST1

ANSYS程序的POST1操作同样适用于ANSYS/LS-DYNA程序,可显示变形形状、等值线矢量以及结果表格。

当采用POST1时,可用RSYS命令把应力结果转换到定义的坐标系中。在打印输出、显示或单元列表操作时,就会轮换应力数据。除BEAM161、COMBI165和合成单元SHELL163(KEYOPT(3)=1)外,RSYS支持所有显式单元的应力输出。在包括这些单元的模型中使用RSYS命令。执行此命令之前,千万不能选择不支持的单元。

注意任何显式单元的应变数据都不能转换。如果RSYS不设置为全局笛卡儿坐标系,而需要应变结果,将忽略打印或绘图命令。

在POST1中显示结果时,将自动去除失效单元。失效单元是指那些超过指定失效准则的单元(例如失效应变)。在某些情况下,由于模型中某时间步一定数量的单元失效,网格连接可能会出现丢失现象。但是,单元仍在所选之列,模型仍按所期望的那样工作(在LS-DYNA求解中,单元失效后自动从求解中去除)。

(1)动画效果。

在POST1中也可进行动画显示。例如,可以动画显示变形形状的单元中心应力。从Jobname.RST文件读入一系列结果后,在GUI界面中选择Utility Menu>Plotctrls>Animate>Over Results命令,弹出动画对话框,利用其中的Push按钮来运行、停止、重新运行以及控制动画显示。

如果以命令流的方式输入,则使用合适的绘图命令(如PLESOL),然后再运行ANDA-TA命令。

PLESOL,Item,Comp

ANDATA

这种方法就是读入所有的结果数据,并进行动画显示。对于快速作图,使用INRES命令选择结果数据中的特定类型。

INRES,Item

(2)单元数据输出

POST1中所使用的结果数据因单元不同而不同。每一种显式动态单元(LINK160、BEAM161、SHELL163、SOLID164、COMBI165、PLANE162、MASS166、LINK167)的输出数据,都在《ANSYS Elements Reference》中有完整的描述。

以下是有关显式动态单元应注意的事项。

●对于SOLID164单元,不论使用1个或8个积分点(KEYOPT(1)),应力应变结果只储存单元中心的。

●对于BEAM161和SHELL163单元,不论使用缩减还是多个积分点,储存应力应变结果仅在每个单元的中心(壳单元的每一层)。

●对于BEAM161和SHELL163单元,必须给定ANSYS/LS-DYNA计算的积分点数(采用实常数)和存储结果数据的积分点数(采用EDINT命令)。默认时,壳单元高斯积分点数为2。对于高斯积分法,可定义到5个点(层壳)。超过5层,需要用梯形积分法或用户自定义积分法(注意,对于少于20个积分点的情况,尤其是弯曲,不推荐使用梯形积分法)。默认时,对于壳单元,用EDINT,SHELLIP定义的层数为3。如果NIP(通过单元厚度的积分点数值)=2,底层的结果和积分点1相对应,顶层的结果和积分点2相对应,中间的结果为顶层和底层的平均值。对于梁单元,默认时存储4个积分点的结果(在EDINT中,BEAMIP=4)。对于作为结果输出的梁单元的描述(KEYOPT(1)=2),不管有没有BEAMIP设置,都没有应力输出。如果BEAMIP=0,对于任何梁单元都没有应力输出。在这种情况下,梁单元将不出现在任何POST1的图中,因为程序假设它们为失效单元。

●当使用BEAM161单元时,可用LAYER,NUM命令定义想要保存结果的层数。对于应力数据,层数由最低层开始逐层向上定义。然而,对于应变数据,层1是低层,层2是顶层,无论存在多少层,应变信息只存储这两层。另外,仅可得到在层中间的数据,而不能得到每层或单元的顶表面或底表面的数据。要得到靠近单元表面的结果,应沿壳单元厚度给定较多的积分点。然而,存储这么多层数据量将变得很庞大。

●SHELL,LOC命令不影响SHELL163单元。默认情况下,在绘制数据曲线(PLN-SOL、PLESOL)时只显示顶层输出数据,但在打印结果中将显示最顶层和最低层数据。

●对于PLANE162、SHELL163、SOLID164单元,TOTAL应变仅是记录的应变(不管单元采用的材料性质,包括弹性材料)。当查看这些单元的塑性应变时(PLESOL、EP-PL),也可以显示塑性应变以外的应变。

(3)自适应网格划分的处理结果(www.daowen.com)

在ANSYS/LS-DYNA的大变形分析中,用自适应网格来定义壳单元的网格细分。在分析中包括自适应网格时,随着网格增多与用户定义的单元面比保持一致,模型中单元的数目在求解中也会增多。随着单元数的变化,文件扩展名也会改变来表示一个新的有限元网格。

结果文件的扩展名变化如下。

Jobname.RS01:第1次网格划分。

Jobname.RS02:第2次网格划分。

Jobname.RS03:第3次网格划分。

为了在采用自适应网格时处理结果,需定义合适的文件名和扩展名(FILE命令)来区分特定的时间步。不能恢复原来的模型数据库(.DBfile),因为数据库文件中的网格不能和结果文件中的匹配。下面的例子说明了一个典型的后处理过程。

/POST1

FILE,Jobname.RS01 !指定第一次网格划分的结果文件

SET,LIST !显示第1次网格划分要写入的时间步

SET,1,2 !把结果放在一个特定的时间步内

PRNSOL,… !打印或显示结果

在RSnn文件中不存储单元特性。因此,在用这些文件进行后处理时,应小心使用选择逻辑。并且,不能仅用这些文件的信息进行求解,也不能由这些文件存储新的数据库。

由于是多结果文件,当采用自适应网格时不能直接显示整个求解过程的动画。但是,采用FILE或/SEG命令,可以编写一个宏来创建所要的动画。

3.在ANSYS/LS-DYNA中使用POST26

ANSYS程序的POST26操作也可在ANSYS/LS-DYNA中使用。使用POST26可得到两种类型的结果:

●节点和单元求解。

●混合的输出文件,例如存储在ASCII文件(GLSTAT、RCFORC、SLEOUT、MATSUM、SPCFORC、NODOUT和RBDOUT)中的各种能量、功和反作用力等

记住,当使用POST26查看结果时,必须用Jobname.HIS文件存储足够的时间历程数据结果,用FILE命令(MainMenu>TimeHistPostpro>Settings>File)将Jobname.HIS文件读入到POST26后处理器中。

FILE,Jobname.HIS

如果不将Jobname.HIS文件读入到POST26,结果数据从Jobname.HIS文件读入,将不能为时间历程后处理器提供足够的信息。

(1)节点与单元结果

POST26处理与时间有关的结果,统称为变量表。每一变量都有一个参考号,变量号1给时间预留。要输出结果,就必须通过GUI界面定义、绘图或列表显示变量。可通过菜单路径Main Menu>Time Hist Postpro或使用以下命令来完成。

●NSOL:从结果文件定义被存储的节点数据。

●ESOL:从结果文件定义被存储的单元数据。

●PLVAR:以图形格式显示数据。

●PRVAR:列表显示变量-时间曲线。

单元和节点解的结果可以从Jobname.HIS和Jobname.RST中得到。必须注意,从.HIS文件读的数据仅是EDHIST,NCOMP给定的Component中包括的节点和单元。

为了对BEAM161和SHELL163单元中不同积分点的结果进行存储和显示,应对每一层使用LAYERP26(Main Menu>Time Hist Postpro>Define Variable)和STORE命令(Main Menu>Time Hist Postpro>StoreData)。SHELL163的实例如下:

LAYER26,num1 !定义第1层号

ESOL !存储第1层单元数据

NSOL !存储第1层节点数据

STORE,MERGE !存储第1层结果数据

LAYERP26,num2 !定义下一层号

ESOL !存储下一层单元数据

NSOL !存储下一层节点数据

STORE,MERGE !存储下一层结果数据(还有第1层结果数据)

LAYERP26,numn !定义下n层号

ESOL !存储下n层单元数据

NSOL !存储下n层节点数据

STORE,MERGE !存储下n层结果数据

PRVAR !图示所有层的结果数据

对于每一层都必须使用STORE,MERGE命令,否则只能得到最后一层的数据。

(2)读入其他输出数据的ASC文件

查看写入GLSTAT、MATSUM、SPCFORC、RCFORC、SLEOUT、NODOUT和RBDOUT文件的信息,应首先执行FILE,Jobname.HIS(Main Menu>Time Hist Postpro>Settings>File)来获得时间信息,然后执行EDREAD命令(Main Menu>Time Hist Postpro>Read LS-DYNA Data)。在EDREAD之后,须执行STORE(Main Menu>Time Hist Postpro>StoreDa-ta)命令把这些数据存储成时间历程变量。存储后,就可以用标准的POST26程序分析数据。

(3)数据平滑处理

如果所用数据中存在噪声数据(例如地震激励),可以把它们平滑处理成较少的数据,从而获得比较精确的近似数据点。

处理数据要求4个数组。前两个包括独立和非独立变量的噪声数据;后两个包括处理的数据(在处理后)。处理数据之前,需定义前两个矢量,然后填上噪声数据。如果采用交互模式,ANSYS将自动创建第3个和第4个矢量。如果采用批处理模式,在处理数据前也须创建这些矢量(ANSYS将填充处理后的数据)。

创建这些数组后,就可以用EDNDTSD命令(Main Menu>Time Hist Postpro>Smooth Da-ta)处理这些数据。可以用DATAP域处理全部或部分积分点,也可以在FITPT域选择一个合适的阶数。DATAP域默认为所有点,而FITPT域默认为数据点的一半。为了显示这些结果,可以选择显示未处理的、处理后的数据或两者都显示。

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