SOLID64可用于各向異性實(shí)體結(jié)構(gòu)的3D建模。單元有8個結(jié)點(diǎn),每個結(jié)點(diǎn)3個自由度,即沿x、y、z的平動自由度。該單元有應(yīng)力剛化和大變形能力。其他選項(xiàng)有:禁用額外位移形狀、定義結(jié)果輸出位置等。該單元可應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如模擬晶體和復(fù)合材料等。
SOLID64可用于各向異性實(shí)體結(jié)構(gòu)的3D建模。單元有8個結(jié)點(diǎn),每個結(jié)點(diǎn)3個自由度,即沿x、y、z的平動自由度。
該單元有應(yīng)力剛化和大變形能力。其他選項(xiàng)有:禁用額外位移形狀、定義結(jié)果輸出位置等。該單元可應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如模擬晶體和復(fù)合材料等。更詳細(xì)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(shù)據(jù)
SOLID64的幾何描述、結(jié)點(diǎn)位置、坐標(biāo)系等參見圖64.1: "SOLID64幾何描述"。該單元由8個結(jié)點(diǎn)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(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的輸入方式參照SOLID45。
各向異性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系由[D]矩陣在數(shù)據(jù)表中定義。若未輸入該矩陣的值,則默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)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(jù)TB定義的6×6[D]矩陣中各項(xiàng)的含義參見“各向異性彈性材料”部分。材料輸入和應(yīng)力輸出的方向?qū)?yīng)于單元坐標(biāo)方向,參見“坐標(biāo)系”部分。
單元荷載的施加參見“結(jié)點(diǎn)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(shù)字所示。默認(rèn)是指向單元內(nèi)部的正壓力。溫度可作為單元的體力施加在結(jié)點(diǎn)上。結(jié)點(diǎn)I的溫度T(I)默認(rèn)為TUNIF。若所有其他溫度值都未明確定義,則默認(rèn)都等于T(I)。對于任何其他輸入方式,未指定的溫度默認(rèn)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(diǎn)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(yīng)。在線性特征值屈曲分析中,已自動考慮壓力荷載剛度效應(yīng)。若在考慮壓力荷載剛度效應(yīng)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(jié)點(diǎn)
I, J, K, L, M, N, O, P
自由度
UX, UY, UZ
實(shí)常數(shù)
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(yīng)力剛化
大變形
單元生死
自適應(yīng)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(yīng)力輸出:
0 --
基本的單元輸出
1 --
在所有積分點(diǎn)重復(fù)基本輸出
2 --
結(jié)點(diǎn)應(yīng)力輸出
KEYOPT(6)
單元坐標(biāo)系:
0 --
單元坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系平行
1 --
單元坐標(biāo)系與單元平行(X平行于I-J邊,Y在IJK面內(nèi),Z為法向)
4 --
單元的X軸由用戶子程序USERAN確定
注意
有關(guān)用戶子程序的編寫,參見Guide to ANSYS User Programmable Features。
SOLID64數(shù)據(jù)輸出
數(shù)據(jù)輸出有兩部分:
· 全部結(jié)點(diǎn)的位移
· 附加的單元輸出(參見表 64.1: "SOLID64單元輸出定義")
數(shù)據(jù)輸出的其中幾項(xiàng)如 圖64.2: "SOLID64 應(yīng)力輸出"所示。應(yīng)力方向平行于單元坐標(biāo)方向。材料特性矩陣可用TBLIST命令查看。結(jié)果數(shù)據(jù)輸出的一般性描述參見“結(jié)果輸出”部分。參看結(jié)果的一般方法參見ANSYS基本分析指南。
Figure 64.2 SOLID64應(yīng)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(xiàng)能通過成分名稱方法[ETABLE, ESOL]提取?!癘”列表示該項(xiàng)可由Jobname.OUT文件提取?!癛”列表示該項(xiàng)可由結(jié)果文件提取。
在“O”列或者“R”列中,Y表示該項(xiàng)總是可以獲取的;數(shù)字和腳注表示該項(xiàng)有時是可以獲取的;“-”表示該項(xiàng)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(jié)點(diǎn) - 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(jié)果輸出點(diǎn)位置
Y
1
PRES
壓力 P1 在結(jié)點(diǎn) 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(yīng)力
Y
Y
S:1, 2, 3
主應(yīng)力
Y
Y
S:INT
應(yīng)力強(qiáng)度
Y
Y
S:EQV
等效應(yīng)力
Y
Y
EPEL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
彈性應(yīng)變
Y
Y
EPEL:1, 2, 3
主彈性應(yīng)變
Y
-
EPEL:EQV
等效彈性應(yīng)變 [2]
Y
Y
EPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
熱應(yīng)變
Y
Y
EPTH:EQV
等效熱應(yīng)變 [2]
Y
Y
1. 僅可通過*GET命令獲取質(zhì)心項(xiàng)。
2. 等效應(yīng)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(xiàng)單元輸出
描述
輸出項(xiàng)
O
R
結(jié)點(diǎn)應(yīng)力輸出
TEMP, S(X, Y, Z, XY, YZ, XZ), SINT, SEQV
1
-
1. 若KEYOPT(5) = 2,則在每個結(jié)點(diǎn)處輸出。
表 64.3: "SOLID64 輸出項(xiàng)和序列號"列出了可用ETABLE命令采用序列號方法輸出的內(nèi)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(guān)于"輸出項(xiàng)和序列號表"部分。在表64.3: "SOLID64輸出項(xiàng)和序列號" 中使用如下標(biāo)識符:
名稱
與表64.1: "SOLID64 單元輸出定義"相同定義的輸出項(xiàng)名稱。
項(xiàng)
由ETABLE命令定義的名稱。
I,J,...,P
對應(yīng)于結(jié)點(diǎn)I,J,...,P的序列號數(shù)據(jù)。
Table 64.3 SOLID64輸出項(xiàng)和序列號
輸出量的名稱
ETABLE 和 ESOL 命令的參數(shù)
項(xiàng)
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(dǎo)致扭曲,因?yàn)檫@會導(dǎo)致單元有兩個分離的體積(通常在單元編號錯誤時會發(fā)生這種情況)。
· 所有單元必須有8個結(jié)點(diǎn)。
· 棱柱形單元可以通過定義重合的K、J和O、P結(jié)點(diǎn)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。
SOLID64 產(chǎn)品限制 |