如果ansys中单元作古了怎么办?
Ansys经典有很多值得学习的案例,但是经典有个问题就是,很多案例的单元,现在已经没有了。
比如在《Ansys机械工程应用50例》一书中,第13.2,有预应力的模态分析-弦的横向振动。


这个题好,有理论解,结构简单,很适合做例题。
按照文章进行练习:

在Element Type, Add/Edit/Delete,打开一看,LINK1在哪里?

Link下只有180和11,link1单元已经作古,随风消逝了。
一般来说有些单元虽然作废了,但是在命令流里还是可以继续存在的。
在命令行输入
/clear
/filename,examplee9
/prep7
Et,1,link1
然后编辑一下实常数,ansys已经不支持此单元的实常数了。

那么只能用Link180单元来替换link1单元了。
Link1单元是平面2D单元,link180单元是3D单元,用180单元替换能够得到一样的结果吗?
选择了link180单元,然后选择实常数,程序警告:

原来LINK180不支持实常数。
其实很正常,很多原来的2D单元,如梁,pipe单元都有实常数,随着版本更新换成了高阶单元后,实常数都没有了,Beam,pipe,link的截面特性都在Sections里定义。

选择link后,add,可以填写link area的数据。
其中Added Mass是指杆件额外增加的重量。如果材料的密度(或者等效密度)输入正确的话,此处可以不再输入。
按照书中的方法,设置左端点Ux,Uy=0,右端点Uy=0

算完后查询计算结果,结果如下:

为什么1阶为0呢,23阶的数值一样呢?
合理的猜想是:因为没有约束Z轴的位移。link1单元是2D单元,默认是约束Z轴方向的。而link180属于3D单元,Z轴方向是没有约束的,这样算出来会有y和z方向的自振频率。
那么如果将Z轴方向约束住,是否就能够和link1一样的效果呢?

约束Z轴方向后,再看结果:

从结果看,与书中的结果完全一致。
最后看一下拨动的琴弦,是否能够撩动你的心弦。

总结:
ansys中很多单元已经被改进的新单元,在GUI操作用无法使用,但是一般来说不影响在命令流中的使用。
当需要在GUI中使用改进的新单元来替换老单元时应当注意:
-
新单元和老单元的区别。新单元是包含更多的自由度,那么模拟老单元需要将多余自由度约束。新单元往往将好几种老单元的特点合并,那么需要区分老单元对应的参数应该如何在新单元中体现。
-
如BEAM,PIPE,LINK等单元的惯性矩,面积等实常数,现在经常在Sections对应的单元下输入实际的尺寸。
-
尽可能的使用新单元,如果对新单元不了解可以先做几个简单例子试验一下。
!改进命令流如下
/clear
/filename,link180
/prep7
Et,1,link180
KEYOPT,1,12,1
Mp,ex,1,2e11
Mp,prxy,1,0.3
Mp,dens,1,7800
SECTYPE,1,LINK, ,1
SECDATA,1e-6,
K,1,,,,
K,2,1,,
L,1,2
Lesize,1,,,50
Lmesh,1
Finish
/solu
!设置Z方向位移为0
DL,1, ,UZ,
Dk,1,ux
Dk,1,uy
Dk,2,uz
Dk,2,uy
Dk,2,uz
Fk,2,fx,2000
Pstres,on
Solve
Save
Finish
/solu
Antype,modal
Modopt,lanb,10
Mxpand,10
Dk,2,ux
Dk,2,uy
Dk,2,uz
Pstres,on
Solve
Finish
/post1
Set,list
Set,first
Pldi
Anmode,10,0.5,,0
Set,next
Pldi
Anmode,10,0.5,,0
finish
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