ANSYS结构分析指南p-方法结构静力分析.doc

《ANSYS结构分析指南p-方法结构静力分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS结构分析指南p-方法结构静力分析.doc（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流ANSYS结构分析指南p-方法结构静力分析.精品文档.ANSYS结构分析指南 第六章 p-方法结构静力分析6.1 p-方法分析的定义 p-方法得到按照用户指定精度的结果，如位移、应力或应变等。为了计算这些结果，p-方法操作(用于近似真实解的)有限元形函数的多项式水平(p-水平)。 其工作原理是，在一定的网格密度下，按照给定的p-水平求解，然后逐步增大p-水平，对该网格再次求解。每一次进行这种迭代后，把其结果与一组收敛准则进行比较。用户可以指定收敛判据中包括模型某一点或某些点的位移、转角、应力、应变，以及总体应变能。p-水平越高，则有限元解越接

2、近真实解。 为了利用p-方法的功能，用户并不需要只限于在p-方法生成的网格范围内工作。在网格生成时考虑了p-单元的应用时，p-方法最为有效，但并不要求必须如此。当然，用户可以对模型采用p-单元来建立和分网，也可以对为h-单元生成的网格(由 ANSYS 或 CAD 软件包生成)来进行p-方法求解，但是该单元应该至少有中节点。这样，不论用什么方法生成网格，都可以利用p-方法的优点。p-方法可以对任意网格自动改进其结果。6.2应用p-方法的优点 对于结构线性静力分析而言，p-方法求解选项提供了比传统h-方法(已在以前各章论述)更多的优点。最显著的优点是，不需用户严格地控制网格，就可以使求解提高到合适

3、的精度水平。如果用户是有限元分析的新手，或者在网格设计时没有坚实的基础知识，你可能更喜欢这种方法，因为这种方法减轻了用户手工设计精确网格的负担。 此外，p-方法自适应加密方法提供了比h-方法更精确的误差评估，可以按局部计算，也可以按总体计算(如某点处的应力，而不是应变能)。例如，用户需要获得在某点上的高精度解(如断裂或疲劳组件)，p-方法为在这些点上取得要求精度的结果提供了极佳的方法。6.3应用p-方法 用p-方法进行静力分析分为四个步骤: 1、选择p-法； 2、建模； 3、施加载荷和求解； 4、检查结果。6.3.1选择p-方法 可用二种方法激活p-方法求解程序。 1. 通过GUI激活p-方法

4、 命令：/PMETH GUI：Main MenuPreferencesp-method 2. 定义p-单元 如果用户在GUI外工作，定义p-单元让程序知道要采用p-方法求解，不再需要用其他命令来初始化p-方法。如果在GUI内工作，可在输入窗口中用 ET 命令来激活p-方法。请记住，ET 命令必须在输入窗口中输入，因为除非激活p-方法，缺省时在GUI上只显示h-单元。 命令：ET GUI：Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete6.3.2建模 必须按如下步骤建立包含p-单元的模型：1、定义单元类型；2、指定材料特性和/或实常数；3、定义模型

5、的几何实体；4、划分实体或壳单元网格。上面的步骤对大多数分析来说是共同的。见ANSYS Modeling and Meshing Guide 。在下面将讨论p-方法分析特有的一些技术。6.3.2.1定义单元类型用户可以用下面五种p-单元来建模：1、2D四边形单元(PLANE145)；2、2D三角形单元(PLANE146)；3、3D砖块单元(SOLID147)；4、3D四面体单元(SOLID148)；5、3D壳单元(SHELL150)。注意-h-单元和p-单元不能在模型中同时激活。6.3.2.1.1指定p-水平范围 在应用p-单元时，有许多选项可用。其中一个重要选项是可以指定(局部地或全部地)一

6、个可以变化的p-水平范围。 一个p-水平的可变范围可以通过p-单元 KEYOPT 设置KEYOPT(1)和KEYOPT(2)局部地指定，也可以通过 PPRANGE 命令全面地通过整个模型控制。缺省时，p-水平范围是28。 在指定p-水平范围时，如同时应用 KEYOPT 值和 PPRANGE 二者，则局部p-水平范围将优先于全局p-水平范围PPRANGE。 例如，如用 PPRANGE 设置了总体p-水平范围38，然后又对 PLANE145 单元定义了局部p-水平范围46(ET,1,145,4,6)。则 PLANE145 单元的p-水平范围将为46，而模型内的其他部分将为38。 在(缺省的)开始的

7、p-水平上，执行收敛检查以确定这些单元中哪些已收敛，也可能把它们的p-水平固定在2。也就是说这些单元的p-水平保持为2，而取消其他进一步的收敛检查。在每次迭代上还进行附加的检查，以固定在已收敛单元的p-水平。 注意-对于SHELL150单元，收敛检查的开始水平为3而不是2。 应用局部p-范围控制来删除对高阶p-升级不重要的区域。应用全局p-范围来控制总体的p-水平。这些范围控制并不是必须的，但p-升级到很高的p-水平时，会增加 CPU 时间。因此，这种控制有其优点。1、定义局部p-水平范围。命令：ETGUI：Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/D

8、elete2、定义全局p-水平范围。命令：PPRANGEGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-p-Method Set p range参见ANSYS Element Reference中论述上述单元的内容。6.2.2.2指定材料特性和/或实常数6.2.2.2.1材料特性 p-单元的材料特性可以是常数或温度相关，各向同性或正交异性。与其他结构分析类似，如果用户打算施加惯性载荷(如重力或转速)，则还要指定计算质量所需的密度(DENS)。必须定义弹性模量(EX)，如果施加热载荷还要指定热膨胀系数(ALPX)。命令：MPGUI：Main MenuP

9、reprocessorMaterial PropsMaterial Models StructuralDensity Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models StructuralLinearElastic Isotropic Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models StructuralThermal Expansion CoefIsotropic 警告 p-单元不支持正交异性材料方向定义所用的单元座标系ESYS。所有单元座标系均平行于总体直角坐标系。6.3.2.2.2实常

10、数 用户可能要定义2D单元的厚度。对于 SHELL150 单元，必须定义厚度。 命令：R GUI：Main MenuPreprocessorReal Constants6.3.2.3定义几何实体 用户可用ANSYS Modeling and Meshing Guide中所述的各种技术来建立几何实体。也可以通过 ANSYS Connection 从 CAD 系统中输入几何实体。如果用户在 ANSYS 内建立几何实体，则可以应用实体建模和直接生成技术。 注意-在打算用p-网格时，不推荐采用直接生成法，因为p-单元要求在单元的几何定义中要有中节点。在表面曲率重要的情况下，可以不严密地手工定义每一个中

11、节点。此外，EMID 命令不会在曲线上放置节点。因此应用实体建模在生成中节点方面要方便得多。用户不应遗漏p-单元的任何中节点。如果用直接生成法或从另外资源输入网格，请记住：1、曲的单元边不应当超过30的弧。2、相邻边的角度应当在 10-170之间，单元形状检查将警告说相邻边应当在 30-150之间，但对p-单元来说此值在 10-170间通常还是可接受的。3、一个简单的法则是保持形态比(单元长宽比)小于20 ：1。6.3.2.4把模型离散成实体或壳单元6.3.2.4.1采用程序缺省方法 在生成了实体模型以后，现在可以应用p-单元来划分网格了。有关方法参见ANSYS Modeling and Me

12、shing Guide7。与h-单元相比，对于p-单元来说，程序将在缺省情况下生成较粗的网格。通常不需指定任何网格尺寸控制，因为缺省值一般可给出足够的网格。此外，每个单元的p-水平，在分析期间将被操作，以得到精确和有效的结果。对于工程设计研究，由相对较粗糙的、无梯度网格得到结果，精度通常就已足够了。(有梯度网格是指在模型中，关键位置网格较密，而其他地方相对较粗的这样一种粗密过度网格)。 注意-自适应网格技术在p-方法中无效。6.3.2.4.2指定网格控制 缺省时，DESIZE 命令自动控制单元尺寸。对于自由网格，用户也可以采用智能尺寸特性SMARTSIZE控制单元尺寸。对p-单元来说智能尺寸通

13、常生成质量较高的单元，因此建议使用。(在影射网格时，智能尺寸无效)。 命令：SMRTSIZE GUI：Main MenuPreprocessor-Meshing-Size Cntrls-SmartSize-Basic或 命令：DESIAZE GUI：Main MenuPreprocessor-Meshing-Size Cntrls-Manual Size- Global-Other 注意-由于p-单元的网格相对较粗些，因此p-单元分析时缺省的单元尺寸与h-单元所用的不同。见 SMRTSIZE 和 DESIZE 命令的说明。 对于断裂或疲劳分析，用户可能仍然需要指定网格控制，因为网格必须足够密才

14、能得到合适的精度(在关键区域附近)。在这种情况下，例如在有数个几何过渡区时，用户可能还需要指定网格控制，以免分网失败。 对于曲线的几何实体，可能也需要指定网格控制，在这里很难采用缺省的网格尺寸设置取得成功分网。在缺省条件下，可能产生形状很差的单元，这是因为不能用尽可能少的单元来匹配曲线倒角。用户定义的网格控制可减小这一困难。6.3.2.4.3建立良好网格的一些技巧 1、细分复杂的几何实体，或者把其当作一系列几何实体来建立。一个基本原则是，假设你站在一个几何体的里面，你应该能看到所有的角落。如果这样做不到，就应该考虑把这个几何体细分成多个几何体。 2、相互“平行”或接近的线上的划分数目应该相当均

15、衡。智能分网方法SMRTSIZE对这种要求把握良好。然而，如果应用 DESIZE 方法，则应当设置局部网格控制，以使该区域达到良好的网格。 3、对于类似于梁或壳的模型，在分网模型的厚度方向应用一个单元。智能网格控制将自动这样做。但是如果采用 DESIZE 方法，则要把单元的缺省尺寸MINH设置为1DESIZE,1。图6-1 风扇模型p-单元与h-单元的对比6.3.3建模的其他信息6.3.3.1查看单元模型 子网(Subgrid)方法是一种显示模型的方法，其中显示的单元曲率的量可以控制。用户可以显示模型中各种不同程度的曲率，只要指定单元显示时的“小片”数目。所谓“小片(facets)”是用于代表

16、单元面或边的真实曲线的线性分片近似。大量的“小片”可以更光滑地代表p-单元的图形显示。对于p-单元显示，PowerGraphics是缺省的图形显示方法。这一方法要比完全模型方法快得多。参见ANSYS Basic Analgsis Guide10。 关于/EFACET ，参见后面的论述。 命令：/EFACET GUI：Utility MenuPlotCtrlsStyleSize and Shape6.3.3.2耦合 用户可以耦合p-单元上的节点间的自由度以控制节点求解行为。所有耦合节点，将强迫其在指定的节点座标系方向上有同样的位移值。位移值要待分析完成之后才知道。 命令：CP GUI：Main

17、MenuPreprocessorCoupling / Ceqn Couple DOFs 耦合集中定义的第1个自由度设置为主自由度，其他所有自由度则从求解矩阵中删除，因为它们与主自由度相同。 注意-对于p-单元，如果中节点也是同一耦合集中的一部分，那么只有角节点可以定义为主自由度。 对于p-单元，只有下面描述的节点组合才在耦合时允许，而任何从这些组合中的导出似乎会产生奇异。6.3.3.2.1允许的角节点耦合 1、同一单元的二个角节点耦合。图6-2 一个单元的节点耦合 2、相邻单元边/面之间二个节点耦合。图6-3 相邻单元间的节点耦合6.3.3.2.2允许的中节点耦合 1、单元边和面上的角节点都属

18、于同一耦合集。只有角节点可以定义为主自由度。图6-42个角节点的耦合 2、耦合集中的所有节点都是中节点。在这种情况下，其中一个中节点必须被定义为主自由度，但这仅限于在同一耦合集中无角节点的时候才有效。图6-5所有耦合节点的是中节点 注意-如果在一个p-单元中，你已经耦合了面或边(即单元上所有的边或所有在单元边上的节点均被耦合)，该边或面的p-水平将维持为2。此外，在p-单元分析中，约束方程(用于代表相对刚性部件)是无效的。6.3.4施加载荷和求解1 进入SOLUTION 命令：/SOLU GUI：Main MenuSolution2 定义分析选项 可以选择下面三个方法之一求解p-方法分析产生的

19、联立方程。参见ANSYS Basic Analgsis Guide3。 1) 波前求解器 2) JCG求解器 3) PCG求解器(推荐) 命令：EQSLV GUI：Main MenuSolution-Analysis Type -Soln Control:Soln Options Tab Main MenuSolutionUnabridged Menu Analysis Options 建议用户采用PCG求解器来分析p-单元。对于3D实体模型以及对于十分大型的2D模型(通常大于 40,000 自由度)，PCG求解器一般要比JCG求解器和波前求解器快： 1)对于p-单元，PCG求解器比波前求解器

20、快5-10倍； 2)对于p-单元，PCG求解器要比JCG求解器明显的快； 3)对于激活4阶或更高阶的p-水平时，PCG求解器可以大大节省计算机时。 在某些情况下，如在模型中包含大形态比或材料不连续时，在用PCG求解器时，要进行大量所迭代才能达到收敛。这时可在 EQSLV 命令中应用 MULT 选项增大最大迭代数。这一选取项仅在用PCG求解器求解时有效。见ANSYS Commands Reference中对 EQSLV 命令的说明。 但PCG求解器在p-单元的壳单元时无效。参见ANSYS Basic Analgsis Guide3。3 加载 把载荷施加到实体模型(关键点、线、面)或有限元模型(节

21、点和单元)。但惯性载荷(如重力、转速等)除外，它与模型无关。参见ANSYS Basic Analgsis Guide2。内部自由度和节点座标系 为了正确地施加边界条件，用户需要了解节点座标系，以及如何处理不与一个节点相连的自由度。自由度是指单元上允许的运动或变形。不与一个节点相连的自由度称为内部自由度。 1)内部自由度允许单元对真实解进行近似。在每一个循环中，随着p-水平的提高，在单元中将添加更多的自由度。其中一些自由度位于单元边界上(边或内部面)，导致变形为28阶多项式。在许多情况下，p-水平越高，变形越复杂，也更近似于真实解。 2)节点座标系在每个节点上定义自由度方向。每个节点有自身的节点

22、座标系，缺省时平行于总体直角坐标系(不论该节点定义为何种座标系)。节点可以旋转到一个节点座标系NROTAT)。然后在节点座标系中施加约束和力。参见ANSYS Modeling and Meshing Guide。 程序把内部自由度对齐节点座标系(由单元面或边缘上的节点定义)。 在已旋转的节点座标系上，节点所施加的位移约束，只有在定义该边缘或面的所有节点也旋转进相同的座标系时，才施加到单元边缘或面上的内部自由度上。见图6-6。因此，施加于相邻表面节点上的任何对称/反对称位移边界条件应参照相同的座标系。如果把对称/反对称位移边界条件施加于面或线上，应该验证在每个面上的所有点都在相同的方向上进行约束

23、。否则对各个节点分别施加边界条件。 如果某条边（或面）上节点的自由度没有被完全约束（即只有部分被约束，如仅约束UX），并且这些节点的节点旋转不一样，与之相关单元的p-水平超过了3，那么这些节点上的应力结果可能不够精确。 节点座标系不必与总体直角坐标系平行。在用户模型表面涉及对称或反对称位移约束时，就会形成不平行于总体直角坐标系的节点座标系。图6-6旋转节点上的约束 可用于p-方法分析的载荷 表2-5列出了可应用静力分析的载荷。下面简单讨论各种类型的载荷。 1）位移(UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ)是在模型边界上指定的自由度约束，用于定义刚性支承点。也可以用于指定对称边

24、界条件及已知运动的点。标号所指的方向采用节点座标系。 施加于单元边或面上所有节点的位移边界条件，也将约束沿该边或面的高阶变形。因此，如果在该方向上所有节点均未约束，则约束的将是低阶变形，而不是高阶变形。绝不能仅仅约束一个边上的中节点的位移。但是，可以在角节点上施加单个约束。 强迫运动可以仅在一个单元边或面上线性变化。程序将忽略抛物线变化的强迫运动。 2）力(FX, FY, FZ)是在模型外部指定的集中力。位于节点座标系。 3）力矩(MX,MY,MZ)是模型外部指定的集中力矩。位于节点座标系。警告 i) 应当避免施加单个点的载荷或约束，因为这样可能引起应力奇异。如果施加了这种载荷或约束，要把与这

25、些节点相连的单元在收敛计算中剔除。参见后面讨论。ii) 不要在中节点施加力和力矩。力和力矩只能施加在角节点。此外，面外力矩(单元 ROTL)不应施加于 SHELL150 单元。 4)压力(PRES)是表面载荷，一般施加于模型外部。正压力指向单元面(使单元受压)。 5)温度(TEMP)，用于研究热膨胀或收缩(即热应力)效应。如要计算热应变则必须定义热膨胀系数。可以从一个热分析中读入温度，也可以在节点或几何实体模型关键点上直接指定温度。 从热分析中提取温度数据： 把p-单元模型分网； 把p-单元类型转换成下列热单元类型；PLANE145-PLANE77，PLANE146-PLANE35，SOLID

26、147-SOLID90，SOLID148-SOLID87，但温度分析中无与 SHELL150 相应的单元。 执行热分析； 把单元类型改回p-单元类型以便执行p-方法结构分析； 剩下的分析与h-单元分析方法相同，参见ANSYS Thermal Analgsis Guide。 重力、旋转等，是影响整个结构的惯性载荷。如要包括惯性力，必须定义密度。 4 指定载荷步选项。 下列求解选项有助于p-方法分析的求解： 收敛准则； p-水平控制； 考虑应力奇异。 如本节前面所述，p-方法分析涉及一系列的迭代或循环，每次都要检查收敛性。PPRANGE 命令用于指定p-水平可以变化的总体范围(28)。对于从p=2

27、开始的分析，每个单元将按所建立的准则PCONV进行收敛检查。如解在所需的容差PMOPTS内，则该单元将保持p-水平为2。而未收敛到指定容差(即第一次迭代未固定p=2)，将增加p-水平，并开始执行另一次求解(迭代)。在每次迭代中都检查收敛准则(应变能、位移、应力等)。如果收敛，则停止求解。而且，每次求解收敛的这些单元将保持其当前的p-水平。这样一直分析下去，直到符合所有收敛准则，或达到最大的p-范围为止。 指定收敛准则 收敛准则可以是全局的(应变能)，也可以是局部的。如果用户对某些点上的结果特别感兴趣，则可以采用局部准则。采用这个选项来指定模型中的哪些区域用于监视分析收敛，以及用怎样的收敛准则来

28、控制收敛。典型地，可以选择关注的几个点(节点)，在其中指定收敛准则 (挠度、应力、应变等)。大多数情况下，缺省的收敛容差(5%)足以取得良好结果。如果要求更精确结果的话，如对于疲劳计算等，用户也可以降低这个值。对于设计研究或优化设计，高一些的容差可减少计算时间。 命令：PCONV GUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-p-Method Convergence Crit 对于SHELL150单元，用户可以选择一个层(TOP，MID，BOT)来指定应力或应变收敛准则。如果分析的是折壳，建议选择 MID 来进行收敛检查。 警告 不要选择奇异节点或

29、沿材料交界面上的节点来指定应力或应变收敛准则。由于奇异，这些点可能一直不收敛。 在选择用于指定收敛容差的位置时，应当关注高应力区域，或最大位移的点，而不是应力、应变或位移相对不显著的位置。 指定p-水平控制 用户可以选择开始(缺省为2)和最大(缺省为8)p-水平PPRANGE。如果用户曾经完成过计算，想要执行重新分析(如设计改变)，并且知道大多数单元将发生收敛的最终p-水平的话，可能希望用一个较高的p-水平作为开始。用户还可能要把最大p-水平限制到小于8，以减小占用磁盘空间和运行时间。 通过单元的 KEYOPT 选项来调整模型中的开始和最大p-水平。 考虑应力奇异 如果模型中包含未倒圆的凹角(

30、内部的或凹的)，或包含点载荷，或其他应力奇异的区域，则应当在收敛计算时把这些区域剔除。应剔除节点之一是奇异点的所有单元。但是在断裂力学分析中除外，这时不应当剔除在裂缝端或在其附近的单元。 命令：PEXCLUDE GUI：Main MenuSolution-Load Step Opts-p-Method-Strain Energy- Exclude Elems 用户可以重新关联，或重新包含这些单元来进行收敛检查。用户可以用列表PINCLUDE,STAT；PEXCLUDE,STAT；或 *GET或打印EPLD命令来确定哪些单元被包括或被剔除。 被剔除的单元将在图中反白显示。也可以用 ESEL 命令

31、ESEL,PEXC 或 ESEL,PINC或相应菜单来直接选择包含和剔除哪些单元。这些方法把这些单元当作为一个组元CM。 命令：PINCLUDE GUI：Main MenuSolution-Load Step Opts-p-Method-Strain Energy- Include Elems 5 保存数据库并备份到文件 保存数据库并备份到一个文件。 命令:SAVE GUI：Utility MenuFileSave As 6 求解 开始p-水平迭代和求解。输出文件将提供每一个循环的总体信息，说明当前的p-水平，收敛统计，以及多少单元已收敛等状态。 命令：SOLVE GUI：Main MenuS

32、olutionCurrent LS6.3.5 常见问题解答 如果分析不成功，可尝试用如下的方法来判断和改正： 问题：检测到“Negative Pivot”。 可能的原因：约束不足，存在刚体运动(部件可在一个方向上滑动或转动等) 解决办法：添加约束以阻止刚体运动。 问题：求解无法收敛到要求的容差。 可能的原因和解决办法：这有许多原因。可用通用后处理器/POST1来找到解决办法。可能原因解决办法收敛准则太紧(对于最大允许p-水平和网格来说)放松收敛准则在奇异点上指定了收敛准则(奇异点上应力和应变值无限大，如载荷作用点)，或者未剔除奇异点附近的单元不要监视奇异点网格太粗糙，特别是高应力位置重新加密网

33、格最大p-水平太低，无法得到所需的收敛增大p-水平的最大值收敛准则设置在这样的位置：曲线边界上相邻单元边的夹角大于55对该区域细化网格6.3.6检查结果 在 ANSYS 中，通用后处理程序/POST1的基本方法已在ANSYS Basic Analysis Guide中4论述。虽然大部分功能也可直接用于p-方法的分析，但p-方法分析的结果检查有一些特殊的地方，如： 单元子网(Subgrid)； 查询子网结果； 打印和显示节点和单元结果； 方法显示和列表的特殊性。p-方法分析的结果，写到结果文件(Jobname.RST)中，包括如下数据： 初始解-节点位移(UX, UY, ROTX 等) 导出解-

34、节点和单元的应力、应变、单元力等。 注意-在后处理阶段查看位移以前，必须首先把结果数据从结果文件(Jobname.RST)读入到数据库中SET。结果文件中，温度应变不可用。 时间历程后处理器/POST26也可以用于p-方法分析，但功能有所限制，因为p-单元只能用于线性静力分析。本节将论述这些从标准后处理演变而来的方法，如打印和显示操作等。在阅读本节以前，请回顾ANSYS Basic Analysis Guide中后处理的有关内容。6.3.6.1p-单元子网 如前所述, p-方法有限元模型通常要比h-方法的有限元模型的单元数要少，相应地网格较粗，因此在 POST1 中设计了子网方法来观察结果。在

35、子网方法中，每一个p-单元划分成数个小一些的“h-单元”。几何曲率以及场量(位移、应力等)的输出和显示都受这一方法的影响。在大多数情况下，大量的小片(facets)将使单元表面和p-单元结果等值线显示更为光滑。 进入子网方法的命令是 /EFACET,NUM，其中 NUM 代表每个单元边上的小片数目(Utility MenuPlotCtrlsStyleSize and Shape)。下面的例子说明了/EFACET 命令如何把一个四边形单元细分。如NUM=2，则每个边上有2个小片，而单元被分成4个子网小片，在单元“中心”增加了一个伪节点。如果NUM=4，则每个单元边有4个小片，这样每个边上增加了2

36、个伪节点，单元内部则增加了9个伪节点，而单元被分成16个子网小片。图6-7四边形单元的p-单元子网 一般规则是，对于网格十分粗糙的模型，或者p-水平大于3的模型，应当考虑采用 NUM=4 来观察场量。由于在每个子网上都可显示结果，因此在 NUM=4 时可得到更多的信息。6.3.7查询子网结果 可用直接或交互方法查询子网结果。可以得到所有子网点(或单元)结果。 命令：无等效命令。 GUI：Main MenuGeneral PostprocQuery Results 可在查询以前用 /EFACET 命令激活的所有子网位置上的应力、应变、位移。6.3.8打印和显示节点和单元结果 对于 PLANE14

37、5、PLANE146、SOLID147、SOLID148 单元 ，可在所有节点位置上(包括角节点和中节点)列出PRNSOL位移、应力和应变。对于 SHELL150 单元，可在顶/底和中间层位置列出(由 SHELL 命令控制)和显示结果。与此相似，这些节点值可以用等值线显示PLNSOL，其中等值线的划分由 /EFACET 命令控制。 注意-SHELL150单元的结果在顶、底层上同时显示。 在跨过p-单元边界观察节点场量(PRNSOL，PLNSOL，或应用查询函数)时，结果可能按不同方式显示。结果数据可能沿单元边界上平均与 AVRES 命令一起。可以在所有边界(缺省)，或在除实常数和/或材料特性不

38、连续外的所有边界上进行结果平均。如果存在几何不连续，在这些位置结果将不进行平均处理。 注意AVRES对节点自由度解(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ等)无影响。 对于所有的p-单元，可以在未变形结构上或在未变形结构边缘上显示变形图PLDISP。在应用Powergraphics时/GRAPHICS,POWER，位移形状图反映了每一个计算的子网/EFACET的位移。 对于 PLANE145、PLANE146、SOLID147、SOLIP148 单元，可对每个单元在所有节点位置列出应力和应变PRESOL。SHELL150 单元的结果可在顶层、中间和底层上列出，首先列底层。 p-单元输出

39、与h-单元输出类似，节点结果为非平均值，并按单元号排序。与高阶h-单元的输出不同的是，p-单元结果是对所有的节点位置的(角节点和中节点)。可以对整个模型/GRAPHICS,FULL或仅模型表面/GRAPHICS,POWER输出或显示结果。 注意-应用 /PMETH,ON 命令或定义p-单元，将激活 PowerGraghics，除非在此之前应用了 /GRAPHICS ,FULL 命令。与此类似，/PMETH,OFF 命令将关闭 PowerGraphics，除非在此之前应用了 /GRAPHICS,POWER 命令。6.3.8.1特殊的p-方法显示和列表 有三个命令是专门用于为列表或显示p-单元结果

40、数据的：PRCONV，PLCONV，PPLOT。用户可以输出PRCONV或显示PLCONV以前定义的收敛值PCONV-特征p-水平图。特征p-水平相应于在 SOLUTION 期间达到的从最少值PPRANGE到最大p-水平范围。最终关联到各个单元的p-水平可以用 PPLOT 命令来察看。观察在模型中指定位置的局部收敛准则的一种简单方法，是显示所关注位置的符号/PSYME,PCON，然后用单元或节点打印命令。6.4 p-方法分析示例(GUI方法)6.4.1 问题描述 在本示例中，对一张中心有圆孔的钢板执行p-方法分析。6.4.2 几何与材料特性 由于对称条件，取出模型的1/4来进行分析。采用 PL

41、ANE145 单元。板的厚度为 0.25 in。载荷为 P=(100)(10)(0.25)=250 lbs (作用于右端的总载荷)。图6-8 有圆孔的钢板6.4.3 求解6.4.3.1 设置分析标题 在进入ANSYS 后，按如下步骤设置分析标题。 1、选择“Utility MenuFileChange Title”。 2、输入“p-Method Plate with Hole”，并按“OK”。6.4.3.2 选择p-方法 1、选择“Main MenuPreferences”。出现“Preferences for GUI Filtering”对话框。 2、按“Structural method

42、on”，然后按“p-Method Struct”。 3、按“OK”。6.4.3.3 定义单元类型和选项 1、选择“Main MenuPreprocessorElement Type Add/Edit/Delete”。 2、按“Add”。出现“Library of Element Types”对话框。 3、按“OK”接受缺省的“2D Quad 145”。 4、按“Options”。出现“PLANE145 element type options”对话框。 5、在“Analysis type”下拉框，中选择“Plane Stress+TK”。 6、按“OK”。 7、按“Close”。6.4.3.4 定义实常数 1、选择“Main MenuPreprocessorReal ConstantAdd/Edit/Delete”。 2、按“Add”。出现“Element Type for Real Constants”对话框。 3、按“OK”。出现“Real Constants for PLANE145”对话框。 4、输入厚度 0.25，并按“OK”。 5、按“Close”。6.4.3.5 定义材料特性 1、选择“Main MenuPr