ANSYS生死单元总结

laoxiang21

参考了ANSYS的help文件，ANSYS的培训文件，崔家春关于生死单元的总结
,还有很多不足，欢迎大家补充，以及提出错误---钢构-明科总结
在ANSYS中，单元的生死功能被称为单元非线性，是指一些单元在状态改变时表现出的刚度突变行为。

1)单元生死的原理：

1.在ANSYS中，单元的生死功能是通过修改单元刚度的方式实现的。单元被“杀死”时,
它不是从刚度矩阵删除了,
而是它的刚度降为一个低值。杀死的单元的刚度乘以一个极小的减缩系数(缺省为 1e-6)。为了防止矩阵奇异,
该刚度不设置为0。
2.与杀死的单元有关的单元载荷矢量(如压力、温度)是零输出
3.对于杀死的单元,
质量、阻尼和应力刚度矩阵设置为 0。
4.单元一被杀死,
单元应力和应变就被重置为0
5.因为杀死的单元没有被删除,
所以刚度矩阵尺寸总是保持着


1.与之相似，当单元“活”的时候，也是通过修改刚度系数的方式实现的。所有的单元,
包括开始被杀死的,
在求解前必须存在，这是因为在分析过程中刚度矩阵的尺寸不能改变,
所以，被激活的单元在建模时就必须建立，否则无法实现杀死与激活。
2.当单元被重新激活时，它的刚度、质量与荷载等参数被返回到真实状态。
3.当大变形效应打开时（NLGEOM,ON），为了与当前的节点位置相适应，单元被激活后，其形状会被改变（拉长或压短）。当不使用大变形效应时，单元将在原始位置被激活。
4.当单元“激活”后,
它们没有任何应变历史记录，它们通过生和死操作被“退火”，生的时候所有应力和所有应变等于零。


2)单元生死求解过程：

1 建模，对将要进行杀死或激活的单元进行分组。这点非常重要，将会影响后续工作的效率。
2定义第一个荷载步。在第一个荷载步中，必须选择分析类型和适当的分析选项。通常情况下，应该打开大应变效应，而且当要使用单元死活行为时，必须在第一个荷载步中明确设置Newton-Raphson选项。若不存在其它非线性,
应明确指定完全 Newton-Raphson 选项。为 “Newton-Raphson option” 指定 “Full N-R” (NROPT,FULL)。对所有的死活应用,
因为在后面的载荷步中程序不能预测 EKILL 命令的存在,
所以若不存在其它非线性,
则务必在第一个载荷步明确设置 Newton-Raphson 选项。
3 其余荷载步。在接下来的荷载步中，可以按照设计好的流程，将单元杀死或激活。
4查看结果。与常规计算类似。


3)使用生死单元的注意事项：

1约束方程不能施加在死的自由度上；
2程序默认的单元刚度系数不一定适用，可根据实际问题进行调整；
3 在非线性分析中，注意不要让单元的死活导致奇异点的出现，这样会导致不收敛；
4打开自适应Newton-Raphson选择通常会得到更好的结果；
5可以通过计算结果来判断单元是否应该被杀死和激活，比如轴力、应变等；
6 当有单元死活行为时，LSWRITE不能使用；

4）对于外加载荷的应特别注意事项:
1.对于杀死的单元,
单元载荷矢量(压力、温度)自动置零。
2.质量被置零,
所以加速度载荷也不影响杀死的单元。
3.集中节点力不能自动 从杀死单元的自由度中删除，用户必须手动删除杀死节点的集中载荷。类似地,
当单元重新激活时,
这些节点载荷必须重新施加。
4.对于重新激活单元，所有单元和惯性载荷(压力、温度和加速度)被恢复 ，节点力,
如上所述,
不受单元死活的影响。
5.重新激活的单元没有应变记录（也无热量在存储等），但是，初应变以实常数形式输入的（如link1单元）不受单元生死选项影响。

5）边界条件的提示:
1.
当杀死单元被重新激活时,
若想保持单元的形状，则约束杀死单元的节点可能是重要的，重新激活单元时，务必删除这些人为的约束。
2.
不与任何单元连接的节点会“漂移”，有些情况下,
可能想约束杀死的自由度,
以减少要求解的方程数目或避免病态(前已述及缩减系数 ESTIF 在刚度矩阵中产生较小量,
可能引起病态)。
3.
注意约束方程(CE or CEINTF) 不能用于杀死的自由度。

6）求解选项提示
1.LSWRITE和 LSSOLVE 命令不能用于死活选项，需要使用一系列明确的 SOLVE 命令来进行多载荷步求解。
2.自适应下降可以用于单元死活,
且通常提供好的结果。
3.通过杀死然后重新激活单元可模拟应力释放操作(如退火)。

7）获得收敛的提示:
1.非线性分析中, 在杀死或重新激活单元时注意不要产生奇异点 (例如结构分析中尖锐的内曲角) 或大的刚度突变，这种情形很可能引起收敛困难。
2.
杀死和重新激活单元引起系统刚度的突变(阶跃改变)，因此,
若这些改变太剧烈，则可能发生收敛困难。若出现收敛困难，则需要限制给定载荷步的杀死或激活的单元数。

8）单元死活的备选方案:
1.若需保持杀死单元的应变历史,
可在求解器中通过改变材料属性来杀死单元。
•
Solution > Load Step Opts > Other > Change Mat Props
2.然而,
该选项不删除单元力、应变、质量、比热等，求解中草率使用材料属性的改变会导致收敛问题，例如,
若一个单元刚度降为 0,
但保留它的质量,
则加速度载荷会导致奇异。


9）用到的命令：
EKILL, ELEM：杀死单元，ELEM可以是ALL（所有已选单元）、P（点取）、单元组名；
EALIVE, ELEM：激活单元，ELEM可以是ALL（所有已选单元）、P（点取）、单元组名；
ESTIF, KMULT：设置单元刚度系数，默认为1.0E-6。

lixian207

还没用，不懂！

calvinjoe

专业，看不懂

liutao110

看不懂 啊 啊

hikari

很深奥哦 不实践不能全明白啊