ansys多工况组合.docx
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ansys多工况组合.docx
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ansys多工况组合
ANSYS荷载工况组合计算实例
∙1相关命令
∙1.1 LCDEF
∙1.2LCFACT
∙1.3SUMTYPE
∙1.4LCOPER
∙1.5LCASE1
∙1.6LCWRITE
∙1.7其他命令
2实例
在实际工程计算中,往往需要分析多种不同荷载组合总用下的结构响应,比如恒载、活荷载、风荷载等的组合,有些是荷载位置不同,有些则是荷载大小差异。
ANSYS做不同荷载工况组合分析,要么是每一种工况用单独的APDL进行运算,每个工况一套文件;要么就是利用分析结果,在一个计算文件中,用不同的荷载步定义荷载组合,再用工况组合功能来实现我们的分析目标。
下面总结一下实现荷载工况组合的方法
1.相关命令
1.1. LCDEF
LCDEF,LCNO,LSTEP,SBSTEP,KIMG 从结果文件中创建一个工况
其中常用参数为:
LCNO
工况编号,是1~99之间的一个数字,作为指针,将工况与计算文件中的荷载步和荷载子步联系起来
LSTEP
用于定义工况的荷载步
SBSTEP
用于定义工况的荷载子步,默认为荷载步的最后一个子步
KIMG
用于复数分析,0-用实部;1-用虚部
1.2.LCFACT
LCFACT,LCNO,FACT 定义工况的分项系数
其中,Lcno为工况编号,fact为分项系数
1.3.SUMTYPE
SUMTYPE,Label 为工况组合设置数据组合类型
Lable参数有两个选项,分别为
∙COMP—Combineelementcomponentstressesonly.Stressessuchasaveragenodalstresses,principalstresses,equivalentstresses,andstressintensitiesarederivedfromthecombinedelementcomponentstresses.Default.此选项为只将单元应力进行组合,节点平均应力、主应力、等效应力等则从组合后的单元应力中求解(不知道这样理解是否合适呢。
。
。
)
∙PRIN—Combineprincipalstress,equivalentstress,andstressintensitydirectlyasstoredontheresultsfile.Componentstressesarenotavailablewiththisoption.对主应力、等效应力、应力强度等直接根据结果文件进行组合。
所以平时在计算主应力等结果时候多用次选项。
1.4.LCOPER
LCOPER,Oper,LCASE1,Oper2,LCASE2 对荷载工况进行操作
Oper
∙ZERO—Zeroresultsportionofdatabase(LCASE1ignored).结果数据库中为零的部分?
∙SQUA—Squaredatabasevalues(LCASE1ignored).数据结果取平方
∙SQRT—Squarerootofdatabase(absolute)values(LCASE1ignored).结果数据开平方根
∙LPRIN—Recalculatelineelementprincipalstresses(LCASE1ignored).StressesareasshownfortheNMISCitemsoftheETABLEcommandforthespecificlineelementtype.计算线性主应力
∙ADD—AddLCASE1todatabasevalues.将工况1增加到求解数据库中
∙SUB—SubtractLCASE1fromdatabasevalues.将工况1从求解数据库中删除
∙SRSS—SquarerootofthesumofthesquaresofdatabaseandLCASE1.将求解数据库和工况1之和进行开平方
∙MIN—CompareandsaveindatabasethealgebraicminimumofdatabaseandLCASE1.将数据库和工况1中的代数比较小者存入现有数据库
∙MAX—CompareandsaveindatabasethealgebraicmaximumofdatabaseandLCASE1.将数据库和工况1中的代数较大者存入现有数据库
∙ABMN—CompareandsaveindatabasetheabsoluteminimumofdatabaseandLCASE1(basedonmagnitudes,thenapplythecorrespondingsign).将数据库和工况1中绝对值较小者存入现有数据库
∙ABMX—CompareandsaveindatabasetheabsolutemaximumofdatabaseandLCASE1(basedonmagnitudes,thenapplythecorrespondingsign).将数据库和工况1中绝对值较大者存入现有数据库
1.5.LCASE1
Firstloadcaseintheoperation(ifany).SeeLCNOoftheLCDEFcommand.IfALL,repeatoperationsusingallselectedloadcases.工况运算的第一个工况,由LCDEF命令指定,如果为all,则对所有已选择的工况重复命令。
Oper2
MULT—乘法运算:
LCASE1*LCASE2
CPXMAX—此选项用于复数运算,将工况1作为实部,工况2作为虚部。
ThisoptiondoesaphaseanglesweeptocalculatethemaximumofderivedstressesandequivalentstrainforacomplexsolutionwhereLCASE1istherealpartandLCASE2istheimaginarypart.TheOperfieldisnotapplicablewiththisoption.Also,theLCABSandSUMTYPEcommandshavenoeffectonthisoption.ThevalueofS3willbeaminimum.Thisoptiondoesnotapplytoderiveddisplacementamplitude(USUM).Loadcasewriting(LCWRITE)isnotsupported.SeePOST1andPOST26–ComplexResultsPostprocessingintheMechanicalAPDLTheoryReferenceformoreinformation.
LCASE2
Secondloadcase.UsedonlywithOper2operations.
1.6.LCWRITE
LCWRITE,LCNO,Fname,Ext,— 创建工况文件
其中lcno为工况编号,fname和ext分别为工况文件名称和后缀名
1.7.其他命令
∙lCDEF,ERASE来删除所有的荷载工况指针和所有的荷载工况文件
∙LCDEF,LCNO,ERASE删除指定的荷载工况指针LCNO(和相应的文件)。
∙LCDEF,STAT查看所有选定的荷载工况(LCSEL)的状态
∙LCDEF,STAT,ALL查看所有荷载工况的状态
∙LCSEL,Type,LCMIN,LCMAX,LCINC选择指定编号的工况
2.实例
首先要说明,这个悬臂梁实例本身没有任何工程意义,只是用来熟悉一下相关操作而已。
为了便于理解,实例中只有两个荷载工况,分别为向上的集中力和向下的均布荷载,实际情况可能比实例中更复杂,就需要具体问题具体分析了。
/悬臂梁简单模型
finish
/clear
/prep7
et,1,188
mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
sectype,1,beam,I,,0
secdata,0.5,0.5,0.7,0.05,0.05,0.05
k,1,
k,2,10
k,3,,20
l,1,2
latt,1,1,1,,3,,1
lesize,all,1
lmesh,all
/solu
d,1,all
f,2,fy,100
lswrite,1
fdele,all,all
sfbeam,all,,pres,200,200
lswrite,2
allsel,all
outpr,all,all
lssolve,1,2,1 !
对各荷载独立求解
finish
/post1
/eshape,1
plnsol,s,1
对上述命令流进行改进,设置荷载组合:
finish
/clear
/prep7
et,1,188
mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
sectype,1,beam,I,,0
secdata,0.5,0.5,0.7,0.05,0.05,0.05
k,1,
k,2,10
k,3,,20
l,1,2
latt,1,1,1,,3,,1
lesize,all,1
lmesh,all
/solu
d,1,all
f,2,fy,100
lswrite,1
fdele,all,all
sfbeam,all,,pres,200,200
lswrite,2
allsel,all
outpr,all,all
lssolve,1,2,1 !
对各荷载独立求解
finish
/post1
/eshape,1
!
plnsol,s,1
/post1
lcdef,1,1 !
设定工况1=荷载步1,工况2=荷载步2
lcdef,2,2
!
给两个工况设置不同的分项系数
lcfact,1,1.2
lcfact,2,1.4
lcase,1!
读入工况1,database=1
sumtype,prin!
指定加操作的类型
lcoper,add,2!
荷载组合,database=database+2
lcoper,lprin!
计算线性主应力
lcwrite,11!
把database结果写到工况11,即1.2倍竖向力+1.4倍均布荷载
lcase,1!
还可以重新读入工况1,database=1
lcfact,1,2!
重新定义分项系数
lcfact,2,1.5
sumtype,prin
lcoper,add,2!
荷载组合,database=database+2
lcoper,lprin!
计算线性主应力
lcwrite,12!
把database结果写到工况11,即2倍竖向力+1.5倍均布荷载
lcase,1!
载入工况1
plnsol,s,1!
查看该工况下的结构响应
荷载工况1的SX计算结果
荷载工况2的SX计算结果
ansys荷载工况组合
若用ANSYS进行设计,往往要计算很多种工况组合,如果加载能分开加载独立计算然后结果叠加(仅限于弹性阶段)则效率可提高不少,下面推荐几个命令即可达到这种效果。
!
★加自重——————————————————★1★
allsel,all
acel,0,0,0
fdele,all,all,all
sfadele,all,all,all
acel,,,10
lswrite,1
allsel,all
………………
lswrite,N_LOAD !
可加其他荷载,自己定义
allsel,all
outpr,all,all
lssolve,1,N_LOAD,1 !
对各荷载独立求解
fini
!
荷载组合
/post1
allsel,all
lcase, 1 !
读出自重荷载下的结构响应
lcoper,add,2 !
加上荷载2
lcwrite,31 !
作为工况组合31
当然可以用lcfact定义荷载的分项系数,再进行组合。
善用这些命令,对于设计(往往是很多工况组合)就比较方便了
对单层或二层框架进行弹性分析,需要考虑四种荷载
恒荷载,活荷载,风荷载和吊车荷载
1,几何模型(beam3和beam54)建立后,定义所需的elementtable,主要包括杆端力和最大应力,最小应力等。
然后保存数据库。
分别施加四种荷载的标准值(不乘分项系数),并分别存成四个loadstepfile。
2,使用solution->fromlsfiles,求解四种荷载
3,荷载组合,命令流如下:
/post1
lcdef,1,1
lcdef,2,2
lcdef,3,3
lcdef,4,4!
定义四种工况,分别为四种荷载下的计算结果
lcfact,1,1.2
lcfact,2,1.4
lcfact,3,1.19
lcfact,4,1.4!
指定各工况的组合系数
lcase,1!
读入工况1,database=1
sumtype,prin!
指定加操作的对象
lcoper,add,2!
荷载组合,database=database+2
lcoper,add,4!
荷载组合,database=database+4
lcoper,lprin!
计算线性主应力
lcwrite,11!
把database结果写到工况11,即恒荷载+活荷载+吊车荷载的结果
lcase,1
lcfact,2,1.19
lcfact,4,1.19!
改变组合系数
sumtype,prin
lcoper,add,2
lcoper,add,3
lcoper,add,4
lcoper,lprin
lcwrite,12!
把database结果写到工况12,即恒荷载+活荷载+吊车荷载+风荷载的结果
!
......其他荷载组合
!
之后使用lcase,n就可调入工况n,并查看它的变形和内力
!
可使用如下命令流得到工况11和12,13的较大者99,进而查看最大应力
lcase,11
lcase,min,12
lcase,min,13
lcwrite,98
lcase98
!
查看工况98的应力分布......
lcase,11
lcase,max,12
lcase,max,13
lcwrite,99
lcase99
!
查看工况99的应力分布......
以下为定义和读取荷载工况用到的一些命令:
LCDEF_从结果文件中的一列结果产生荷载工况
LCDEF,LCNO,LSTEP,SBSTEP,KIMG
LCNO:
随意的指针数(1-99),要赋给LSTEP,SBSTEP和FILE命令指定的荷载工况。
缺省为1加前一个值。
LLSTEP:
要定义为荷载工况的荷载步的编号。
缺省为1。
SBSTEP:
子荷载步的编号。
缺省为荷载步的最后一个子荷载步。
KIMG:
仅用于复数分析0-用复数分析的实部1-用虚部
注意:
通过建立一个指向结果文件中的一列结果的指针产生一个荷载工况。
这个指针(LCNO)可以用在LCASE或LCOPER命令中来读荷载工况数据到数据库中。
lCDEF,ERASE来删除所有的荷载工况指针(和所有的荷载工况文件)。
用LCDEF,LCNO,ERASE来删除指定的荷载工况指针LCNO(和相应的文件)。
当选项为ERASE时,所有的指针都被删除,但是只有为缺省扩展名的文件(LCWRITE)被删除。
写LCDEF,STAT看所有选定的荷载工况(LCSEL)的状态,写LCDEF,STAT,ALL看所有荷载工况的状态。
STAT命令可以用来列出所有荷载工况。
看LCFILE如何建立一个指针指向荷载工况文件(由LCWRITE写)中一列结果。
谐单元从一个荷载工况结果文件读入的数据贮存在零度位置。
命令流:
/SOLU
......
finish
/POST1
......
!
!
定义荷载工况1
LCDEF,1,1
!
!
形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase1,工况号1
LCWRITE,1,'lcase1','',''
FINISH
/SOLU
......
finish
/POST1
......
!
!
定义荷载工况2
LCDEF,2,1
!
!
形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase2,工况号2
LCWRITE,2,'lcase2','',''
FINISH
/SOLU
......
finish
/POST1
......
!
!
定义荷载工况3
LCDEF,3,1
!
!
形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase3,工况号3
LCWRITE,3,'lcase3','',''
FINISH
/POST1
!
!
从载荷工况文件创建载荷工况
LCFILE,1,'lcase1','l01',''
LCFACT,1,1.2, !
分项系数1.2
LCFILE,2,'lcase2','l02',''
LCFACT,2,1.4, !
分项系数1.4
LCFILE,3,'lcase3','l03',''
LCFACT,2,1.3, !
分项系数1.3
LCASE,1 !
将载荷工况1读入内存
LCOPER,ADD,2,,, !
组合:
1.2*恒+1.4*活
LCWRITE,12 !
写当前载荷工况到文件jobname.12
LCASE,3 !
将载荷工况3读入内存
LCOPER,ADD,12,,, !
组合:
1.2*恒+1.4*活+1.3地震
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