Ansys中文幫助-單元詳解-SOLID65

1、SOLID65單元性質(zhì)SOLID6彈元描述SOLID65單元用于含鋼筋或不含鋼筋的三維實體模型。該實體模型可具有拉裂與壓碎的性能。在混凝土的應(yīng)用方面，如用單元的實體性能來模擬混凝土，而用加筋性能來模擬鋼筋的作用。當(dāng)然該單元也可用于其它方面，如加筋復(fù)合材料（如玻璃纖維）及地質(zhì)材料（如巖石）。該單元具有八個節(jié)點，每個節(jié)點有三個自由度，即x,y,z三個方向的線位移；還可對三個方向的含筋情況進行定義。本單元與SOLID45單元（三維結(jié)構(gòu)實體單元）的相似，只是增加了描述開裂與壓碎的性能。本單元最重要的方面在于其對材料非線性的處理。其可模擬混凝土的開裂（三個正交方向）、壓碎、塑性變形及徐變，還可模擬鋼筋的

2、拉伸、壓縮、塑性變形及蠕變，但不能模擬鋼筋的剪切性能。有關(guān)SOLID65單元的更細(xì)節(jié)的描述請參見ANSYS理論手冊。SOLID65的幾何模型圖SOLID65俞入數(shù)據(jù)關(guān)于單元幾何圖形、節(jié)點位置、單元坐標(biāo)系請見上圖。單元性質(zhì)為八節(jié)點各向同性材料，單元包括一種實體材料和三種鋼筋材料，用命令MAT輸入對混凝土材料的定義，而有關(guān)鋼筋的細(xì)則需在實常數(shù)中定義，包括材料號、體積率、方向角（THETA,PHI）,鋼筋的方向角可通過命令/Eshape以圖示方式校驗。體積率是指鋼筋的體積與整個單元體積的比，鋼筋的方向通過單元坐標(biāo)系中的兩個角度（度制）來定義。當(dāng)鋼筋的材料號為0或等于單元的材料號時則不考慮它的作用。另

3、外，有關(guān)混凝土的材料定義，如剪切傳遞系數(shù)，拉應(yīng)力，壓應(yīng)力都應(yīng)在數(shù)據(jù)表中給出，詳細(xì)描述見表“SOLID65混凝土材料數(shù)據(jù)表”。通常剪力傳遞系數(shù)為01.0,0表示平滑的裂縫（完全喪失剪力傳遞作用），1表示粗糙的裂縫（幾乎沒有失去剪力傳遞作用）。這就有利于對裂縫開裂與閉合進行描述。有關(guān)單元荷載的描述見“節(jié)點單元荷載"（ANSYS幫助中專有一節(jié)）。壓力作為面荷載作用在單元表面如“SOLID65的幾何模型圖”中帶圈數(shù)字所示。主動力作用在單元內(nèi)。溫度和影響(fluences一詞不知如何譯好)可在節(jié)點上作為單元體荷載輸入。節(jié)點I的溫度T(I)默認(rèn)為TUNIF,如其它節(jié)點溫度沒有被指定，則它們默認(rèn)為

4、T(I)。對于其它的輸入模型未指定溫度時默認(rèn)值都為TUNIF。對影響(fluence)的設(shè)定除用0取代TUNIF外與溫度的設(shè)定是相同的。用命令TREF和BETAD分別用來設(shè)定整體的基準(zhǔn)溫度和阻尼值。用MAT命令指定與單元相關(guān)的基準(zhǔn)溫度值(MP,REFT)或阻尼值(MP,DAMP)，但不能對鋼筋的材料號進行以上定義。KEYOPT(1)用于設(shè)定是否考慮大變形，KEYOPT(5)和KEYOPT(6)則提供是多種單元輸出選項(詳見單元解答)。KEYOPT(7)是與是否考慮應(yīng)力松弛相關(guān)的項，當(dāng)KEYOPT=1時表示考慮，目的是加速裂縫即將開裂時計算的收斂(在混凝土材料數(shù)據(jù)表的第9個系數(shù)中的輸入值即為拉伸

5、應(yīng)力松弛的折減系數(shù))。應(yīng)力松弛并不能反應(yīng)因為次生裂縫的產(chǎn)生而引起的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的變化。松弛系數(shù)在裂縫處為零，因此，相應(yīng)的開裂面上的剛度也是零。在幾何非線性分析時可用“SOLCONTROL,INCP”命令設(shè)定考慮抗壓剛度的影響?？箟簞偠鹊挠绊懺诰€性屈曲分析中會被自動考慮。SOLD6彈元輸入總結(jié)節(jié)點：I,J,K,L,M,N,O,P自由度：UX,UY,UZ實常數(shù)：MAT1,VR1,THETA1,PHI1,MAT2,VR2,THETA2,PHI2,MAT3,VR3,THETA3,PHI3(這里的MATn是材料號，VRn是體積率，而THETAn和PHIn方向角，代表了三種鋼筋材料。)材料性質(zhì)：EX,AL

6、PX,PRXYorNUXY,DE忖混凝土)EX,ALPX,DENSI仔每種鋼筋)還可通過MAT命令設(shè)定阻尼與基準(zhǔn)溫度。表面荷載：壓力面1(J-I-L-K)，面2(I-J-N-M)，面3(J-K-O-N),面4(K-L-P-O)，面5(L-I-M-P)，面6(M-N-O-P)體荷載：溫度T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O),T(P)影響(Fluences)-FL(I),FL(J),FL(K),FL(L),FL(M),FL(N),FL(O),FL(P)特性：Plasticity(塑性)Creep(蠕變徐變)Cracking(開裂)Crushing(壓碎)Larged

7、eflection(大變形)Largestrain(大應(yīng)變)Stressstiffening(應(yīng)力強化)Birthanddeath(生死)(單元生死？)AdaptivedescentKEYOPT(1)大變形控制：0-考慮大變形1-不考慮KEYOPT(5)混凝土線性解的輸出控制：0-只打印質(zhì)心的線性解1-給出每個積分點的解2-輸出節(jié)點應(yīng)力KEYOPT(6)混凝土非線性解輸出控制0-只打印質(zhì)心的線性解3-同時還給出積分點的解KEYOPT(7)開裂后應(yīng)力松馳考慮選項0-不考慮拉伸應(yīng)力松馳1-考慮應(yīng)力松馳，有助于計算收斂SOLID6彈元信息列在“SOLID65混凝土材料數(shù)據(jù)表”中的數(shù)據(jù)項是通過TB命令

8、來建立的。表中未重新賦值的項默認(rèn)為0或其特定默認(rèn)值。數(shù)據(jù)表首先用TB(withLAB=CONC)命令生成，再用命令TBTEMP定義溫度，用命令TBDATA定義其余表項。最多可定義六種溫度，相應(yīng)與每種溫度都可用TBDATA建立C1C9各項的值。SOLID65混凝土材料數(shù)據(jù)表常數(shù)含義1裂縫張開剪力傳遞系數(shù).2裂縫閉合剪力傳遞系數(shù)3單軸抗拉強度4單軸抗壓強度5雙軸抗壓強度6圍壓大小7圍壓卜雙軸抗壓強度8圍壓卜單軸抗壓強度9拉應(yīng)力折減系數(shù)當(dāng)KEYOPT(7)=1時有效(默認(rèn)為0.6).注：當(dāng)變量3(4)被設(shè)為-1時表示混凝土無開裂(無壓碎)，如只輸入前14項，則58項取默認(rèn)值，如58項中給定了其中一項

9、的值，則其余3項也必需給出。SOLID65俞出數(shù)據(jù)與單元相關(guān)的解答輸出項有以下兩方面：所有節(jié)點的節(jié)點位移；其它輸出項見“SOLID65單元輸出數(shù)據(jù)說明表”一些細(xì)則的說明可見“SOLID65應(yīng)力輸出圖”。單元應(yīng)力的方向平行于單元坐標(biāo)系，只有當(dāng)非線性特性被考慮時才有相應(yīng)的輸出，當(dāng)然也只有對鋼筋參數(shù)進行過定義，才有關(guān)于它的輸出。如可能發(fā)生開裂或壓碎，那具體情況也會在積分點上輸出，因為開裂和壓碎可能發(fā)生在任一積分點上。在POST1中用命令PLCRACK可顯示各積分點的狀態(tài)。對輸出結(jié)果更普便的說明可參見“結(jié)果輸出說明”，對各種結(jié)果數(shù)據(jù)(圖形)的查看方法請見ANSYS入門指南。SOLID65應(yīng)力輸出圖單元

10、輸出說明表的有關(guān)事項解釋如下：表中第一列給出了各輸出項的名稱，用命令ETABLE(POST1)及ESOL(POST26)可定義這些變量用于查詢。第三列表示某一變量值是否在輸出文件中給出，第四列某一變量值是否在結(jié)果文件中給出。無論是第三還是第四列，“Y”表示可以輸出，列中的具體數(shù)值則表示在滿足特定條件時才輸出，而“一”則表示不輸出。SOLID65單元輸出數(shù)據(jù)說明表NameDefinitionOREL單元號YYNODES節(jié)點：I,J,K,L,M,N,O,PYYMAT材料號YYNREINF鋼筋數(shù)量Y-VOLU:體積YYPRES壓力作用面P1由節(jié)點J,I,L,K圍成;P2由I,J,N,M圍成；P3由J

11、,K,O,N圍成;P4由K,L,P,O圍成;P5由L,I,M,P圍YY成;P6由M,N,O,P圍成。TEMP作用在各節(jié)點上的溫度T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O),T(P)YYFLUEN作用在各節(jié)點上的影響FL(I),FL(J),FL(K),FL(L),FL(M),FL(N),FL(O),FL(P)YYXC,YC,ZCLocationwhereresultsarereportedY6S:X,Y,Z,XY,YZ,XZ應(yīng)力11S:1,2,3主應(yīng)力11S:INT應(yīng)力強度11S:EQV等效應(yīng)力11EPEL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ彈性應(yīng)變11EPEL:1,2,3彈

12、性主應(yīng)變1-EPEL:EQV等效彈性應(yīng)變711EPTH:X,Y,Z,XY,YZ,XZ平均熱應(yīng)變11EPTH:EQV等效熱應(yīng)變711EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ塑性應(yīng)變均值44EPPL:EQV等效塑性應(yīng)變744EPCR:X,Y,Z,XY,YZ,XZ蠕變均值44EPCR:EQV等效蠕變744NL:EPEQ等效塑性應(yīng)變均值44NL:SRATRatiooftrialstresstostressonyieldsurface44NL:SEPL應(yīng)力應(yīng)變曲線上的平均等效應(yīng)力（混凝土的）44NL:HPRES靜水壓力-4THETCR,PHICR裂縫的方向角THETA和PHI11STATUS單元狀態(tài)22I

13、RF鋼筋號3-MAT材料號3-VR體積率3-THETAX-Y平囿內(nèi)的方向角3-PHIX-Y平囿外的方向角3-EPEL單軸彈性應(yīng)變3-S單軸彈性應(yīng)力3-EPEL單軸彈性應(yīng)變均值55EPPL單軸塑性應(yīng)變均值55SEPL應(yīng)力應(yīng)變曲線上的平均等效應(yīng)力（鋼筋的）55EPCR單軸蠕變均值（鋼筋）55混凝土求解項目（輸出每個積分點（如KEYOPT（5）=1）和質(zhì)心）單元狀態(tài)表（SOLID65單元狀態(tài)表）對應(yīng)項含意：Crushed:混凝土被壓碎Opend：混凝土開裂，裂縫張開Colesed：混凝土開裂，但裂縫閉合Neither：混凝土即未開裂也未壓碎鋼筋求解項給出每種鋼筋情況混凝土非線性積分點解（如KEYOP

14、T（6）=3andtheelementhasanonlinearmaterial）鋼筋非線性積分點解（如KEYOPT（6）=3andtherebarhasanonlinearmaterial）僅在質(zhì)心利用*GET命令可得的選項。等效應(yīng)變用一個有效的泊松比：對于彈性和熱量問題這個值通過“MP,PRXY”命令設(shè)定，對于塑性和蠕變問題這個值被設(shè)為0.5。SOLID65混合單元輸出項DescriptionNamesofItemsOutputONodalStressSolutionTEMP,S(X,Y,Z,XY,YZ,XZ),SINT,SEQV11、如果KEYOPT（5）=2,則輸出每個節(jié)點的值。SOL

15、ID65單元狀態(tài)對應(yīng)表狀態(tài)方向1的狀態(tài)方向2的狀態(tài)方向3的狀態(tài)1CrushedCrushedCrushed2OpenNeitherNeither3ClosedNeitherNeither4OpenOpenNeither5OpenOpenOpen6ClosedOpenOpen7ClosedOpenNeither8OpenClosedOpen9ClosedClosedOpen10OpenClosedNeither11OpenOpenClosed12ClosedOpenClosed13ClosedClosedNeither14OpenClosedClosed15ClosedClosedClosed1

16、6NeitherNeitherNeither“SOLID65項目和序號表”中列出了在后處理中可通過ETABLE命令加參數(shù)及數(shù)字序號的方法定義可列表察看的有關(guān)變量的細(xì)則。詳細(xì)參見ANSYS基本分析指南中有關(guān)“TheGeneralPostprocessor(POST1)"和"TheItemandSequenceNumberTable”部分。下面是表格的一些使用說明：Name指在“SOLID65單元輸出數(shù)據(jù)說明表”中的有關(guān)變量。Item命令ETABLE中使用的參數(shù)。I,J,.,P節(jié)點I,J,.,P所對應(yīng)的數(shù)字序號。IP積分點對應(yīng)的數(shù)字序號SOLID65項目和序號表OutputQu

17、antityName（變量名）ETABLE®ESOL命令輸入項Item(參數(shù))Rebar1Rebar2Rebar3EPEl軸彈性應(yīng)變均值SMISC135SIGSMISC246EPPl軸塑性應(yīng)變均值NMISC414549EPCR單軸蠕變均值NMISC424650SEPLZ力應(yīng)變曲線上的平均等效應(yīng)力NMISC434751SRATNMISC444852OutputQuantityName（變量名）ETABLEffiESOL#令輸入項Item（參數(shù)）IJKLMNOPP1（壓力作用面1）SMISC87109P2（壓力作用面2）SMISC11121413P3（壓力作用面3）SMISC一1516一

18、一1817一P4（壓力作用面4）SMISC19202221P5（壓力作用面5）SMISC24232526P6（壓力作用囿6）SMISC一一一一27282930S:1主應(yīng)力1NMISC1611r16121263136S:2主應(yīng)力2NMISC27121722273237S:3主應(yīng)力3NMISC3813:INT應(yīng)力強度NMISC4914r1924293439S:EQV等效應(yīng)力NMISC510152025303540FLUEN乍用在各節(jié)點上的影響NMISC109110111112113114115116OutputQuantityName（變量名）ETABLE和ESOL#令輸入項ItemIntegrationPoint12345678STATUS單元狀態(tài)NMISC53606774818895102Dir1THETCR平面內(nèi)的方向角NMISC54616875828996103PHICR平面外的方向角NMISC55626976839097104Dir2THETCR平面內(nèi)的方向