Chapter07 ANSYS命令：解题与后处理

第7章 ANSYS命令：解题与后处理 159

第7章

ANSYS命令：解题与后处理 ANSYS Commands: Solution and

Postprocessing

本章介绍在solution模块（/SOLU）及postprocessing模块（/POST1及/POST26）中所使用到的命令。在solution模块中，我们把命令分成三类（请参考Figure 5-2）：指定loads、指定solution options，及执行solve的命令。本章第1节介绍前一类，后两类则在第2节介绍。第3节介绍general postprocessing（/POST1）的命令。第4节则介绍time-history postprocessing（/POST26）的命令。最后，第5节以一个简单，但是综合性的练习题作为本章的结束。

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第7.1节 指定负载 Loads Specification

在指定loads的命令方面，我们再把它分成三类：指定loads在analysis model（即nodes、elements）上、指定loads在solid model（即keypoints、lines、areas、volumes）上、及针对动态的问题，必须指定initial conditions。这三类分别在7.1.1、7.1.2、及7.1.3小节讨论。

Loads虽然可以指定在solid model上，但是所谓「解题」的对象是analysis model，所以那些指定在solid model上的loads终究必须「移转」（transfer）到analysis model上。这种移转的工作可以让ANSYS自动去完成：ANSYS会在解题前先做负载移转的工作。你也可以在解题之前利用诸如SBCTRAN的命令去移转这些负载，因为有时侯你希望在解题之前自己检视一下analysis model上的loads是否合理。

7.1.1 Loads on Analysis Model

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

D, NODE, Lab, VALUE DSYM, Lab, Normal, KCN DCUM, Oper

F, NODE, Lab, VALUE FCUM, Oper SF, Nlist, Lab, VALUE

SFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1 SFBEAM, ELEM, LKEY, Lab, VALI, VALJ SFCUM, Lab, Oper BF, NODE, Lab, VAL1 BFE, ELEM, Lab,, VAL1 BFUNIF, Lab, VALUE

第7.1节 指定负载 161

13 14 15 16 17

TUNIF, TEMP TREF, TREF BFCUM, Lab, Oper

ACEL, ACELX, ACELY, ACELZ

OMEGA, OMEGX, OMEGY, OMEGZ, KSPIN

以上这些命令是用来指定loads在nodes或elements上。

DOF Constraints 第1、2、3行是关于degrees of freedom上的constrains，譬如指定某一节点上x、y、z的displacements是多少。D命令（第1行）是指定某一个或某些节点（NODE）上的某一个或某些自由度（Lab）的值。Lab用来决定哪一个方向的自由度，对结构来讲可能是变位（UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ）等；对热分析来讲则是温度（TEMP）等。自由度的值则利用第3个参数（VALUE）输入；对结构来讲常常是0，代表被固定（或被限制住）的自由度，若不是0时则表示一个已知的变位负载；对热分析来讲，则常是一个已知的温度。

DSYM命令（第2行）是在指定一个对称或反对称的条件。所谓对称（symmetric）是指结构的几何形状及负载都是对称的（因此它的反应也是对称的），而所谓反对称（antisymmetric）是指结构的几何形状是对称的而负载是反对称的（因此它的反应也是反对称的）。无论是对称或是反对称， analysis model只要输入一半就可以了，但是你必须在对称面（或反对称面）上标注对称（或反对称）条件。对称或反对称条件是我们必须善加应用的，因为除了可以节省modeling的人力外，解题的时间通常也会减少很多，输出数据也当然跟着减少。注意，一个结构系统有时不只一个对称（或反对称）面。使用DSYM命令之前，你先选取对称面（或反对称面）上的nodes，然后在使用DSYM命令。DSYM命令中的Lab是在指定对称（SYMM）或是反对称（ASYM）；Normal是垂直于这个对称面（或反对称面）的方向（X、Y、或Z），坐标系统则是由KCN决定的。譬如KCN输入1时（圆柱坐标），对称方向是Y时，表示是沿着?方向对称的。DCUM命令（第3行）的意义与FCUM命令（第5行）是平行的，我们留待后面再解说。

集中载重 第4、5行是关于作用一个集中载重在一个node上。F命令（第4行），是force的意思，是在指定一个集中载中，作用在某一或某些nodes（NODE）

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上的某一个方向（Lab：FX、FY、FZ、MX、MY、MZ等），力的大小是VALUE。对热分析的问题而言，「force」是指heat flow，单位是每单位时间所流过的能量（SI单位是W或J/s）。FCUM命令（第5行），读成force cumulation，是指将要输入的force是否累积。譬如使用F命令作用了100 N后，当再使用一次F命令作用200 N时，后者是累加上去的（共是300 N）或是取代前者（变成200 N）。前面所提到的DCUM命令（第3行）也是相似的用途。

分布载重 第6、7、8、9行是有关分布载重有关的命令。SF命令（第6行）读成surface force，对结构分析而言它是一个均布的压力。你先选取受压表面上的nodes后，再使用SF命令，参数Nlist输入ALL（表示所有nodes所构成的surface），参数Lab输入PRES，VALUE则输入均布压力的数值（SI单位是Pa或N/m2）。对热分析而言，surface force是指通过surface的convection、radiation、或heat flux。SFE命令（第7行），读成surface force on elements，是指定surface force在elements的表面上，至于是哪一个表面（一个element有好几个表面）则是由LKEY来决定。譬如SFE命令使用在beam（譬如BEAM3）或shell（譬如SHEALL63）时，你必须指定压力是作用在上表面（力量向下）还是下表面（力量向上）。对热分析而言，有些「surface force」必须输入两个值，譬如convection条件需要film coefficient（或coefficient of heat transfer、convection coefficient）及远方的温度，在SFE命令中你只能输入一个值，二者择一， KVAL就是在决定要输入哪一个，，所以你需要使用两次的SFE命令。SFBEAM命令（第8行），读成surface force on beam，是专为beam元素（譬如BEAM3）量身定做的命令，类似于SFE命令，但是参数VALI、VALJ是指梁元素上两端的压力，如此容许梁上的压力成不规则分布。SFCUM命令（第9行）则和FCUM（第5行）或DCUM（第3行）类似。

Body Forces 第10至17行是与body forces有关的命令。对结构而言，body force通常是指分布在body 内部的负载，包括inertia force、temperature loads等。第10至15行命令是用来指定temperature loads，而第16、7行命令是用来指定inertia force的。BF命令（第10行）读成body force，是指定某些nodes所涵盖的body的温度被提高到某一数值（VAL1）。注意，TREF命令（第14行）是在指定无应力状态下的温度（stress free temperature，或称为参考温度，内定值是0度），所以