ansysCOMBIN39單元翻(精)

1、COMBIN39單元翻譯王亮作品-長安大學(xué)建筑工程學(xué)院非線性彈簧單元COMBIN39單元描述：COMBIN39單元可以被用于任何分析，它是一種具有非線性f-d性能的單向受力單元。該單元在1-D,2-D,或3-D應(yīng)用中具有縱向的和扭轉(zhuǎn)的能力?？v向能力是指它是單向的軸向拉一壓單元，每個節(jié)點都具有三個自由度：即節(jié)點的x,y,z三個方向的平移自由度，不考慮彎曲和扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)能力是指它是一種純粹的旋轉(zhuǎn)單元，每個節(jié)點都有三個自由度：即繞x,y,z軸的旋轉(zhuǎn)，不考慮彎曲或軸向的荷載。因為單元的每個節(jié)點都有三個自由度，該單元具有大變形的能力。在ANSYS,Inc.TheoryReference（ansys理論手冊

2、）中可以查找到關(guān)于COMBIN39單元的詳細信息。該單元沒有質(zhì)量和熱容量，這些可以通過添加其他適當?shù)膯卧∕ASS21和）來彌補，具有阻尼和間隙的雙線性f-d曲線的單元（）也是可行的。圖39.1COMBIN39單元的幾何模型圖COMBIN39單元的輸入數(shù)據(jù)：COMBIN39單元的幾何圖形，節(jié)點位置和坐標系可見于圖39.1：“COMBIN39單元幾何模型圖”。該單元有兩個節(jié)點和一條總體的f-d曲線定義。曲線上的節(jié)點（D1,F1等等）代表了結(jié)構(gòu)分析中的力（或彎矩）與相對平移（或旋轉(zhuǎn)）的關(guān)系，和熱分析中的比熱率（或流量）【heat（orflow）rate】與溫度（或壓力）的關(guān)系。在軸對稱分析中，應(yīng)該

3、在360o的范圍定義荷載。f-d曲線應(yīng)滿足從第三象限（壓象限）到第一象限（拉象限）偏差【deflections】增加的條件。相鄰的偏差不能小于輸入的總變形范圍的107倍。最后輸入的變形必須為正。應(yīng)避免輸入垂直的f-d曲線段。輸入數(shù)據(jù)如果超過了f-d曲線的范圍，那么最后定義的斜率將保持不變，曲線的狀態(tài)與曲線最后區(qū)段的保持一致。如果f-d曲線的受壓區(qū)已經(jīng)明確定義(不是由其他條件獲得的)，那么曲線至少應(yīng)該有一個點經(jīng)過原點(0,0),并且還至少有一個點在第一象限(拉象限)。如果KEYOPT(2)=1(無受壓反力)，那么f-d曲線不可以延伸到第三象限。與接觸單元類似，我們注意到只受拉的特性將導(dǎo)致收斂上的

4、困難。在ANSYSStructural中查看(接觸)單元的特性，就像各種接觸單元中描述的那樣，在COMBIN39單元的應(yīng)用中可按照接觸單元中的指導(dǎo)克服收斂上的困難。注意到采用鏡像選項【reflectiveoption】，我們可以有效地使定義荷載曲線的點的數(shù)目(20個點)增加一倍。除了曲線的初始斜率必須為正外，其他各段的斜率可以為正或為負，但如果KEYOPT=1,則曲線最后的斜率不能為負，同時還應(yīng)滿足f-d曲線上的點不能被定義在第二和第四象限，并且某一象限內(nèi)曲線上任一段的斜率不能大于在該象限內(nèi)的初始斜率。KEYOPT(1)=1選項允許沿著與加載路徑相同的路徑卸載，也允許沿著平行于曲線初始斜率的直

5、線卸載，后者允許采用具有滯后效應(yīng)的模型。如圖39.2：“COMBIN39單元f-d曲線”，KEYOPT=1選項提供了幾種加載曲線的性能。KEYOPT(3)選項只能選擇一個自由度，可以是一個平移，一個旋轉(zhuǎn)，一個壓力或者一個溫度。COMBIN39單元可以具有不止一類自由度(當KEYOPT(4)>0時)。定義單元的兩個節(jié)點不能重合，因為荷載的方向與連接兩個節(jié)點的直線成線性?？v向選項【Thelongitudinaloption】(KEYOPT(4)=1or3)造成了單軸的拉一壓單元，單元的每個節(jié)點具有兩個或三個平移自由度，不考慮彎曲和扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)選項(KEYOPT(4)=2)造成了純扭轉(zhuǎn)單元，單元

6、的每個節(jié)點具有三個扭轉(zhuǎn)自由度，不考慮彎曲和軸向荷載作用。當作用有集中力時，應(yīng)力硬化效應(yīng)【Thestressstiffeningcapability】可以被應(yīng)用，單當作用有扭轉(zhuǎn)荷載時卻不可以。當打開NLGEOM選項時，如果使KEYOPT(4)=1or3,那么COMBIN39單元將具有大變形性能，而每個節(jié)點則具有兩個或者三個自由度。使用線性追蹤(LNSRCH,0N)對于解決由f-d曲線斜率變化較快造成的收斂困難有時是有幫助的?！癈OMBIN39單元輸入數(shù)據(jù)概要”給出了該單元輸入數(shù)據(jù)的情況。對于單元輸入的總體描述在ElementInput中給出。COMBIN39單元輸入概要：節(jié)點IJ自由度UX,UY

7、,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,PRES,orTEMP設(shè)置KEYOPT的值，選擇1維選項。設(shè)置KEYOPT的值，選擇2或者3維選項。實常數(shù)D1,F1,D2,F2,D3,F3,D4,F4,，D20,F20查看表格39.1：combin39單元的實常數(shù)，獲得實常數(shù)的詳細描述。材料特性DAMP面荷載無體荷載無特性非線性應(yīng)力硬化效應(yīng)大變形KEYOPT（1）卸載路徑：0-沿著加載曲線卸載1- -沿著平行于加載曲線初始斜率的直線卸載KEYOPT（2）壓荷載作用下單元特性：0-壓荷載遵循定義的受壓曲線（如果沒有定義受壓曲線則有受拉曲線得出）1-對于壓荷載單元不提供反力2- -荷載最初沿著受拉曲線，屈服

8、后沿著受壓曲線加載（剛度為0或為負）KEYOPT（3）單元自由度（1-D）（KEYOPT（4）代替【overrides】KEYOPT）：0,1-UX（沿著節(jié)點X軸的位移）2-UY（沿著節(jié)點Y軸的位移）3- -UZ（沿著節(jié)點Z軸的位移）4- -ROTX（繞X軸的旋轉(zhuǎn)）5- -ROTY（繞Y軸的旋轉(zhuǎn)）6- -ROTZ（繞Z軸的旋轉(zhuǎn)）7- -PRES8- -TEMPKEYOPT（4）單元自由度（2-D或3-D）：0-使用任何KEYOPT選項1-3-D縱向單元（UX,UY和UZ）2-3-D扭轉(zhuǎn)單元（ROTX，ROTY和ROTZ）3-2-D縱向單元（UX和UY）單元必須在X-Y平面內(nèi)KEYOPT（6）單

9、元輸出：0-基本的單元打印輸出1-基本輸出，同時打印輸出每個單元的f-d數(shù)據(jù)表（只有在問題的第一個循環(huán)【onlyatfirstiterationofproblem】）表39.1COMBIN39單元的實常數(shù)號碼1234 D1F1D2F2名稱f-dKETOPT(1)=11(cornFfiNfltve)KEQGT0-0KEVWP=0b曰OPTu1KEYOPf(11=0KEYDPTp)-2KEVOPT(')一1(NonconaBFvalivB)KEY0iPT(2)=0KEFDI丁T一1KErOPT(?i=IInrimi'ialKE¥DPT(1)-1iKfYOPTt?)=2曲線

10、上第一點的d值f-d曲線上第一點的f值f-d曲線上第二點的d值f-d曲線上第二點的f值描述5,.D3,F3,等等。繼續(xù)輸入F和D的值，直到輸入的點數(shù)達到f-d曲線上允許的最多的點數(shù)20個40點為止。COMBIN39單元的輸出數(shù)據(jù)：與單元相關(guān)的結(jié)果輸出有兩種方式：包含在全部節(jié)點結(jié)果中的節(jié)點自由度結(jié)果其他節(jié)點結(jié)果輸出可見表39.2:“COMBIN39單元輸出解釋”選擇KEYOPT選項，節(jié)點的位移和力與節(jié)點的自由度相對應(yīng)。在軸對稱分析中，單元o力在360范圍內(nèi)表達。單元的值STRETCH是單元在最后子步的相對撓度(例如UX(J)-UX(I)-UORIG等等)。STAT和OLDST分別描述了當前子步和

11、前一子步f-d曲線段的號碼。STAT或OLDST=0表示非保守卸載(KEYOPT=1)。99或-99的狀態(tài)(如圖39.1：“COMBIN39單元幾何模型圖”所示)表示f-d曲線的當前荷載點超出了所提供數(shù)據(jù)的范圍，超出部分的斜率采用輸入的曲線最后段的斜率。結(jié)果輸出的總體描述可見2.2節(jié)結(jié)果輸出(SolutionOutput)。查看ANSYS基本分析指南(ANSYSBasicAnalysisGuide)瀏覽輸出結(jié)果。圖39.2COMBIN39單元F-D曲線單元的輸出定義表使用如下的符號：在名稱列中的冒號（：）表示該條目可以通過元件名稱的方式ETABLE,ESOL來訪問。0列表示Jobname.OU

12、T輸出文件中該條目是可用的。R列表示在輸出文件中的該條目是可用的。在O列或R列中，Y表示該條目總是可用的，與表格注腳號碼相對應(yīng)的數(shù)字表示該條目是有條件可用的，而“-”表示該條目是不可用的。表39.2COMBIN39單元輸出條目定義名稱ELNODESXC,YC,ZCUORIGFORCESTRETCHSTATOLDSTUIUJCRUSHSLOPE單元號碼節(jié)點-I,J結(jié)果報告的位置反荷載作用的初始移位單元中的力相對位移（包括初始移位）當前時間步結(jié)束處的狀態(tài)當前時間步開始處的狀態(tài)節(jié)點I的位移節(jié)點J的位移屈服后力一位移曲線的狀態(tài)當前的斜率Y Y定義OYYYYYY Y-YYRYY1.如果KEYOPT（1）

13、=12.如果STAT的值為：0-表示非保守卸載1-20-時間步結(jié)束處曲線段號碼99-超出最后曲線段（外推最后曲線段）（STAT值為負表示曲線段為受壓段）3.如果KEYOPT（2）=2并且CRUSH的值為：0-使用定義的拉曲線0-使用由受拉曲線導(dǎo)出的受壓曲線（單元是受壓的）4.*GET條目只能在單元中心可用。通過ETABLE命令和使用序列號的方法，表39.3：“COMBIN39單元條目和序列號”列出可用的輸出結(jié)果。在ANSYS基本分析指南（ANSYSBasicAnalysisGuide）和單元條目和序列號表格中查看TheGeneralPostprocessor（POST1）以獲得更多的信息。表3

14、9.3：“COMBIN39單元條目和序列號”中應(yīng)用的符號如下：名稱表39.2：“COMBIN39單元輸出定義”中定義的輸出項目E單一值或恒定值單元數(shù)據(jù)的序列號表39.3COMBIN39單元條目和序列號輸出項目名稱和命令輸出條目FORCESTRETCHUIUJUORIGSTATOLDSTSMISCNMISCNMISCNMISCNMISCNMISCNMISC1123456ECOMBIN39單元假定和限制：如果指定KEYOPT=0,則單元的每一個節(jié)點只有一個自由度。這個自由度由KEYOPT(3)來定義，在節(jié)點坐標系中指定，這對單元的兩個節(jié)點是一樣的(查看ElementsthatOperateinth

15、eNodalCoordinateSystem)。同時KEYOPT(3)還用來定義力的方向。假定單元是1-D的，節(jié)點I和J可在空間中的任意位置(可重合【preferablycoincident】)。當單元中節(jié)點J相對于節(jié)點I產(chǎn)生正向的位移時，定義單元受拉。如果指定KEYOPT(4)定0,則單元中每個節(jié)點具有兩個或三個位移自由度。節(jié)點I和J不能重合，因為連接兩個節(jié)點的直線定義了單元力的方向。單元是非線性的，所以需要迭代求解。單元的非線性特性只是在靜態(tài)分析和非線性瞬態(tài)動態(tài)分析中應(yīng)用。與大多數(shù)非線性單元一樣，COMBIN39單元也應(yīng)該逐漸的進行加載和卸載。當單元也是非保守單元時，荷載應(yīng)該沿著實際的加載路徑，按照固有的順序加載。不能使用命令將該單元殺死。單元實常數(shù)的初始設(shè)置值不能被改變。單元中的力無論何時改變了符號，UORIG的值都將被重