結(jié)構(gòu)工程仿真技術(shù)06

第6講加載與求解本講內(nèi)容：荷載及其施加荷載步及概念求解輸出控制求解步之間的操作靜態(tài)分析求解控制選項屈曲分析求解控制選項模態(tài)分析求解控制選項瞬態(tài)分析求解控制選項譜分析求解控制選項諧分析求解控制選項1ANSYS荷載ANSYS荷載：約束、集中荷載、面荷載、體荷載、慣性荷載、耦合場荷載、初應(yīng)力等?！锖奢d即可施加在幾何模型（點、線、面、體）上，也可施加在有限元模型（節(jié)點、單元）上，或者二者混合使用?！锸┘釉趲缀文Ｐ蜕系暮奢d獨立于有限元網(wǎng)格，不必為修改網(wǎng)格而重新加載；★施加在有限元模型上且要修改網(wǎng)格，則必須先刪除荷載再修改網(wǎng)格，然后重新施加荷載。★不管施加到何種模型上，在求解時荷載全部轉(zhuǎn)換（自動或人工）到有限元模型上。2施加自由度約束

在結(jié)構(gòu)分析中自由度共有7個，自由度的方向均依從節(jié)點坐標系。約束可施加在節(jié)點、關(guān)鍵點、線和面上。位置命

令功

能備

注節(jié)點D對節(jié)點施加自由度約束在當前節(jié)點坐標系施加DLIST節(jié)點自由度約束列表查看節(jié)點自由度約束的詳細信息DDELE刪除節(jié)點自由度約束

DSYM對節(jié)點施加對稱自由度約束施加對稱和反對稱約束DSCALE比例縮放節(jié)點自由度約束值僅用于有限元模型施加的約束DCUM累加節(jié)點自由度約束可替代、累加和忽略3種方式關(guān)鍵點DK對關(guān)鍵點施加自由度約束關(guān)鍵點或關(guān)鍵點之間的節(jié)點DKLIST關(guān)鍵點自由度約束列表

DKDELE刪除關(guān)鍵點自由度約束

線DL對線施加自由度約束線上所有節(jié)點，可SYMMDLLIST線自由度約束列表

DLDELE刪除線自由度約束

面DA對面施加自由度約束面上所有節(jié)點，可SYMMDALIST面約束自由度列表

DADELE刪除面自由度約束

轉(zhuǎn)換DTRAN傳到有限元模型上僅僅轉(zhuǎn)換自由度約束SBCTRAN將所有邊界條件傳遞轉(zhuǎn)換自由度約束和荷載2.1施加自由度約束-D節(jié)點自由度約束及相關(guān)命令⑴

對節(jié)點施加自由度約束命令：D,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINC,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6NODE---擬施加約束的節(jié)點號，其值可取ALL、組件名。Lab---自由度標識符，如UX、ROTZ等。如為ALL，則為所有適用自由度。VALUE---自由度約束位移值或表式邊界條件的表格名稱。VALUE2---約束位移值的第二個數(shù)，如為復(fù)數(shù)輸入時，VALUE為實部，而VALUE2為虛部。NEND,NINC---節(jié)點編號范圍和編號增量，缺省時NEND=NODE，NINC=1。Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6---其它自由度標識符，VALUE對這些自由度也有效。各自由度的方向用節(jié)點坐標系確定，轉(zhuǎn)角約束位移用弧度輸入。例如：D,ALL,ALL !對所選節(jié)點的全部自由度施加約束D,18,UX,,,,,UY,UZ !對節(jié)點18的3個平動自由度全部施加約束D,20,UX,1.0e-4 !對節(jié)點20的UX施加約束，且約束位移值為1.0e-4D,22,UX,0.1,,25,,UY,ROTY!對節(jié)點22～25的UX,UY,ROTY施加約束，且位移值均為0.12.2施加自由度約束-DSYM⑵在節(jié)點上施加對稱和反對稱約束命令：DSYM,Lab,Normal,KCNLab---對稱標識，如為SYMM則生成對稱約束，如為ASYM則生成反對稱約束。Normal---約束的表面方向標識，一般垂直于參數(shù)KCN坐標系中的坐標方向。其值有：=X（缺省）：表面垂直于X方向，非直角坐標系為R方向；=Y：表面垂直于Y方向，非直角坐標系為θ方向；=Z：表面垂直于Z方向，球和環(huán)坐標系為Φ方向；KCN---用于定義表面方向的整體或局部坐標系的參考號。Normal參

數(shù)對稱邊界條件反對稱邊界條件2D3D2D3DXUX,ROTZUX,ROTZ,ROTYUYUY,UZ,ROTXYUY,ROTZUY,ROTZ,ROTXUXUX,UZ,ROTYZ---UZ,ROTX,ROTY---UX,UY,ROTZ2.3施加自由度約束-DK關(guān)鍵點自由度約束及相關(guān)命令命令：DK,KPOI,Lab,VALUE,VALUE2,KEXPND,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6KPOI---關(guān)鍵點編號，也可取ALL或元件名。其余參數(shù)同D命令中的參數(shù)。列表和刪除關(guān)鍵點自由度約束的命令分別為：列表：DKLIST,KPOI刪除：DKDELE,KPOI,Lab例如：DK,ALL,ALL !約束所選擇全部關(guān)鍵點的全部自由度DK,1,UY !對關(guān)鍵點1施加UY自由度約束DK,2,UX,0.01,,,UY,ROTZ!對關(guān)鍵點2的UX,UY,ROTZ施加約束，且位移值均為0.012.3施加自由度約束-DL對線施加自由度約束命令：DL,LINE,AREA,Lab,Value1,Value2LINE---線編號，也可為ALL（缺?。┗蛟?。AREA---包含該線的面編號，并假定對稱與反對稱面垂直于該面，且線位于對稱或反對稱面內(nèi)，缺省為包含該線的所選擇面中的最小編號。如不是對稱或反對稱約束，則此面號無意義。Lab---自由度標識符，其值可?。?SYMM：對稱約束，按DSYM命令的方式生成；=ASYM：反對稱約束，按DSYM命令的方式生成；=UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,WRAP：各自由度約束；=ALL：所有適宜的自由度約束（與單元相關(guān)）。Value1---自由度約束位移值或表格邊界條件的表格名稱。表格邊界條件僅對UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ有效，且Value1=%tabname%。Value2---僅對FLOTRAN分析時有用，對結(jié)構(gòu)分析無意義。該命令對線上的所有節(jié)點施加自由度約束。列表和刪除線上自由度約束的命令分別為：列表：DLLIST,LINE刪除：DLDELE,LINE,Lab2.3施加自由度約束-DL!EX4.2對線施加約束并轉(zhuǎn)換finish$/clear$/prep7et,1,95$blc4,,,10,10,10 !定義單元類型、創(chuàng)建長方體dl,7,,ux,0.1 !線7施加UX自由度約束，位移值為0.1dl,5,,all !線5施加全部自由度約束dl,11,6,symm !線11施加對稱約束，面號為6dl,10,6,asym !線10施加反對稱約束，面號為6dl,6,,symm !線6施加對稱約束，面號缺省DLLIST !列表顯式線約束信息esize,2$vmesh,all !劃分單元dtran$DLIST !轉(zhuǎn)換約束到有限元模型，并列表顯示2.3施加自由度約束-DL2.3施加自由度約束-DL2.4施加自由度約束-DA對面施加自由度約束命令：DA,AREA,Lab,Value1,Value2其中AREA為擬施加約束的面號，也可為ALL或元件名，其余同DL命令中的參數(shù)。該命令對面上的所有節(jié)點施加自由度約束。列表和刪除面上自由度約束的命令分別為：列表：DALIST,AREA刪除：DADELE,AREA,Lab約束轉(zhuǎn)換命令

僅轉(zhuǎn)換約束自由度命令：DTRAN邊界條件和荷載轉(zhuǎn)換命令：SBCTRAN

這兩命令將幾何模型施加的約束和荷載轉(zhuǎn)換到有限元模型上。也可不執(zhí)行這兩個命令而在求解時由系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換。2.5施加自由度約束沖突當施加在各種圖素上的自由度約束發(fā)生沖突時：★DK命令改寫DL命令，DL命令改寫DA命令?！锸┘釉谳^大編號圖素上的約束改寫較低編號上的?！餂_突的處理與命令執(zhí)行的前后順序沒有關(guān)系，但當發(fā)生沖突時，系統(tǒng)會發(fā)出警告信息?！锿瑫r施加幾何模型和有限元模型時，系統(tǒng)也會發(fā)出警告信息。3施加集中荷載集中荷載及標識符為力FX,FY,FZ及力矩MX,MY,MZ。位置命

令功

能備

注節(jié)點F對節(jié)點施加集中荷載在當前節(jié)點坐標系施加FLIST節(jié)點集中荷載列表查看節(jié)點集中荷載詳細信息FDELE刪除節(jié)點集中荷載

FSCALE比例縮放節(jié)點集中荷載僅適用于有限元模型FCUM累加節(jié)點集中荷載可替代、累加和忽略3種方式關(guān)鍵點FK對關(guān)鍵點施加集中荷載

FKLIST關(guān)鍵點集中荷載列表

FKDELE刪除關(guān)鍵點集中荷載

轉(zhuǎn)換FTRAN將幾何模型上的集中荷載傳到有限元模型上僅僅轉(zhuǎn)換集中荷載SBCTRAN將幾何模型上的所有邊界條件傳到有限元模型轉(zhuǎn)換自由度約束和荷載3.1施加集中荷載-F施加節(jié)點集中荷載命令：F,NODE,Lab,VALUE,VALUE2,NEND,NINCNODE---節(jié)點編號，也可為ALL或元件名。Lab---集中荷載標識符，如FX,FY,FZ,MX,MY,MZ其中任一。VALUE---集中荷載值或表式邊界條件的表格名稱。VALUE2---集中荷載值的第二個數(shù)，如為復(fù)數(shù)輸入時，VALUE為實部，而VALUE2為虛部。NEND,NINC---節(jié)點編號范圍和編號增量。節(jié)點集中荷載列表：FLIST刪除節(jié)點集中荷載：FDELEf,1,fy,-103.2施加集中荷載-FK施加關(guān)鍵點集中荷載命令：FK,KPOI,Lab,VALUE,VALUE2其中KPOI為關(guān)鍵點號，也可取ALL或元件名。其余參數(shù)同F(xiàn)。列表與查看命令：FKLIST命令和FKDELE。轉(zhuǎn)換命令：FTRAN僅將集中荷載轉(zhuǎn)換到有限元模型的節(jié)點上?！锊还茉诤畏N模型上施加集中荷載，都與節(jié)點坐標系相關(guān)。★如果尚沒有生成有限元模型，因無節(jié)點存在，對節(jié)點坐標系操作無效，所施加的荷載僅與總體坐標系相關(guān)。★如果幾何模型和有限元模型同時存在，則節(jié)點坐標系的設(shè)置就有效。不管是在何時何模型上施加的荷載，如果節(jié)點坐標系重新設(shè)置了，則荷載也跟著一并改變。所以在改變節(jié)點坐標系時應(yīng)慎重，以避免出現(xiàn)錯誤。4施加面荷載結(jié)構(gòu)分析中的面荷載為壓力，其標識符為PRES。雖然線分布荷載和面分布荷載都稱為壓力，但對不同的單元類型，其荷載單位不同?！飳τ?D面單元，無論面荷載施加在單元邊或邊界線（LINE），其荷載單位都是“力/面積”?！飳τ赟HELL單元，施加中面法向的面荷載單位為“力/面積”，而單元邊或單元邊界線上的面荷載單位為“力/長度”。★對于梁單元，其分布荷載單位為“力/長度”，單元端部荷載單位為“力”?！飳τ?D實體單元，其面荷載的單位為“力/面積”。4施加面荷載位置命

令功

能備

注節(jié)點SF對節(jié)點群施加面荷載由節(jié)點群確定面SFSCALE比例縮放節(jié)點群面荷載僅適用于有限元模型SFCUM累加節(jié)點群面荷載可替代、累加和忽略3種方式SFFUN定義節(jié)點號與面荷載的函數(shù)關(guān)系也可用于單元加載命令SFGRAD定義面荷載的梯度也用于單元、線、面加載命令SFLIST節(jié)點群面荷載列表

SFDELE刪除節(jié)點群面荷載

單元SFE在單元上施加面荷載單元的任一面，各節(jié)點可不等SFBEAM在梁單元施加面荷載分布荷載、跨間集中荷載等SFELIST單元面荷載列表

SFEDELE刪除單元面荷載

線SFL在線上施加面荷載2D面單元、殼單元SFLLIST線上面荷載列表

SFLDELE刪除線上面荷載

面SFA在面上施加面法向的面荷載3D體單元、殼單元SFALIST面上面荷載列表

SFADELE刪除面上面荷載

轉(zhuǎn)換SFTRAN將面荷載傳到有限元模型上僅僅轉(zhuǎn)換面荷載SBCTRAN將所有邊界條件傳到有限元模型

4.1施加面荷載-SF對節(jié)點群施加面荷載命令：SF,Nlist,Lab,VALUE,VALUE2Nlist---節(jié)點群，可取ALL或元件名。Lab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。VALUE---面荷載值或表格型面荷載的表格名稱。VALUE2---復(fù)數(shù)輸入時面荷載值的第二個值?！飳蝹€節(jié)點不能使用該命令?！飳?D體單元面，由Nlist節(jié)點群能夠確定多少個單元面就施加多少單元面（與幾何面無關(guān)），與單元是否被單獨選擇無關(guān)。利用該命令可以解決大面上局部加載的問題?！飳τ?D面單元，當在單元外部邊界（不是單元邊）上加載時，可僅選擇外部邊界上的節(jié)點群即可加載；當節(jié)點群不在單元外部邊界時，尚須單獨選擇包含這些節(jié)點的單元，否則不予施加。面荷載的方向與單元面平行，且指向單元面邊界。該特點對于單元周邊施加相同面荷載時比較簡單，當然也可施加單元任一邊的面荷載，但稍稍麻煩些。4.1施加面荷載-SF!EX4.4A3D單元SF加載示例finish$/clear$/prep7et,1,95$blc4,,,10,10,20 !定義單元類型，創(chuàng)建長方體esize,,4$vmesh,all !定義單元網(wǎng)格數(shù)目，劃分單元網(wǎng)格asel,s,loc,y,10 !選擇Y=10的幾何面nsla,s !選擇與面相關(guān)的節(jié)點，但不包含面邊界節(jié)點sf,all,pres,1000 !施加節(jié)點群壓力荷載（力/面積），僅4個單元面asel,s,loc,z,20 !選擇Z=20的面nsla,s,1 !選擇與面相關(guān)的所有節(jié)點sf,all,pres,1000 !施加節(jié)點群壓力荷載（力/面積），所有單元面4.2施加面荷載-SFE在單元上施加面荷載命令：SFE,ELEM,LKEY,Lab,KVAL,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4ELEM---擬施加面荷載的單元號，也可為ALL或元件名。LKEY---與面荷載相關(guān)的荷載控制參數(shù)，缺省為1，參見每個單元的幫助。Lab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。KVAL---當Lab=PRES時，

KVAL=0或1表示VAL1~VAL4為壓力的實部

KVAL=2表示VAL1~VAL4為壓力的虛部。VAL1---第一個面荷載值或表格邊界條件名稱，比較典型的是在面上的第1個節(jié)點上，節(jié)點的順序在單元中明確地給定。VAL2~VAL4---為面上節(jié)點的第2、3、4個面荷載值，如果為空，則與VAL1

相等；如果為0或其它空值則均為0；SF和SFE比較而言，SF施加的面荷載對各節(jié)點是等值的（除非使用SFFUN定義），而SFE可施加各節(jié)點不等值和等值兩種面荷載。一般而言，對于通過幾何模型生成的有限元模型，通過SFL和SFA命令施加荷載更加便捷，且不易出錯。4.3施加面荷載-SFBEAM在梁單元施加面荷載命令：SFBEAM,ELEM,LKEY,Lab,VALI,VALJ,VAL2I,VAL2J,IOFFST,JOFFSTELEM---擬施加面荷載的單元號，也可為ALL或元件名。LKEY---荷載面號(缺省為1)，在每個梁單元的幫助中有說明。Lab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。VALI,VALJ---節(jié)點I和J附近的荷載數(shù)值。如VALJ為空則與

VALI相同，否則為其輸入值。VAL2I,VAL2J---當前未啟用。IOFFSET---VALI荷載值的作用點離開I節(jié)點的距離。JOFFSET---VALJ荷載值的作用點離開J節(jié)點的距離。

該命令是對梁單元（BEAM系列）施加單元荷載的惟一命令，施加到梁單元線（LINE）上的荷載不能轉(zhuǎn)換到有限元模型。梁單元荷載有線性分布荷載、局部線性分布荷載、跨間集中力三種。對于梁單元的垂直和切向分布荷載其單位為“力/長度”，而對于端部荷載則為“力”。4.3施加面荷載-SFBEAM★線性分布荷載：如節(jié)點I和節(jié)點J的橫向分布集度分別為q1和q2，則命令為：

sfbeam,elem,1,pres,q1,q2★局部線性分布荷載，q1到節(jié)點I的距離為a1，q2到節(jié)點J的距離為a2,則命令為：

sfbeam,elem,1,pres,q1,q2,,,a1,a2★跨間集中力：設(shè)集中力為p1,到節(jié)點I的距離為a1，則命令為：

sfbeam,elem,1,pres,p1,,,,a1,-1!注意JOFFSET必須設(shè)為-1所有荷載均相對于單元而言，對每個單元可施加多個LKEY不同的荷載，但對于同一LKEY值，只能施加一種。如BEAM3單元，LKEY=1為垂直單元軸線的荷載，LKEY=2為平行單元軸線的分布荷載，而LKEY=3或4時為單元端部面荷載（力）；同時可利用keyopt(10)設(shè)置長度或長度比確定IOFFSET或JOFFSET。4.3施加面荷載-SFBEAM!EX4.7在梁單元上施加荷載finish$/clear$/prep7et,1,beam3 !定義單元類型k,1$k,2,10$l,1,2 !創(chuàng)建關(guān)鍵點和線esize,,10$lmesh,all !定義單元數(shù)目，劃分單元/pnum,elem,1 !設(shè)置單元號顯示sfbeam,3,1,pres,50,100 !單元3施加垂直線性分布荷載，值分別為50和100sfbeam,5,1,pres,100 !單元5施加垂直均布荷載，值為100sfbeam,7,1,pres,50,100,,,0.2,0.1!單元7施加垂直局部線性分布荷載，值為50和100!50距離I節(jié)點0.2，100距離J節(jié)點為0.1sfbeam,9,1,pres,100,,,,0.4,-1 !單元9施加集中荷載100，距離I節(jié)點0.4sfbeam,3,2,pres,50,100,,,0.2,0.1 !單元3施加切向局部線性分布荷載4.4施加面荷載-SFL在線上施加面荷載命令：SFL,LINE,Lab,VALI,VALJ,VAL2I,VAL2JLINE---擬施加荷載的線號，也可為ALL或元件名。Lab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。VALI---線始端關(guān)鍵點處的面荷載值，也可為表格型邊界條件的表格名。VALJ---線末端關(guān)鍵點處的面荷載值，也可為表格型邊界條件的表格名。如為空（缺?。┡cVALI相等，否則采用輸入數(shù)據(jù)。VAL2I,VAL2J---復(fù)數(shù)輸入時的虛部，VALI和VALJ則為實部。

該命令僅對2D面單元的邊界（線）、軸對稱單元本身、殼單元邊界（線）有效，對3D實體單元的線無效。

對于2D面單元，其輸入的面荷載值為“力/面積”；而對殼單元，其輸入的面荷載值為“力/長度”。4.5施加面荷載-SFA在面上施加面荷載命令：SFA,AREA,LKEY,Lab,VALUE,VALUE2AREA---擬施加面荷載的面號，也可為ALL或元件名。LKEY---荷載施加的面號(缺省為1)。如果面為體單元的表面，則LKEY將被忽略；對殼單元LKEY可取1或2，而其它值無效，單元幫助中有詳細說明。Lab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。VALUE---面荷載值，也可為表格名稱。VALUE2---對結(jié)構(gòu)分析無意義。

該命令對殼單元和3D體單元的面施加法向面荷載，對2D面單元無效。4.5施加面荷載-SFA/prep7$et,1,95$blc4,,,20,20,40esize,5$vmesh,1sfa,4,,pres,10$aplot !圖①/psymb,pres,norm,2$aplot!圖②Sftran$eplot !圖③/PNUM,SVAL,1$eplot!圖④④4.6施加面荷載-SFGRAD定義面荷載梯度命令：SFGRAD,Lab,SLKCN,Sldir,SLZER,SLOPELab---面荷載標識符，結(jié)構(gòu)分析為PRES。SLKCN---斜率坐標系的參考號，缺省為0（總體直角坐標系）。Sldir---在SLKCN坐標系中梯度（或斜率）的方向，其值可?。?=X（缺省）：沿X方向的斜率，對非直角坐標系為R方向； =Y：沿Y方向的斜率，對非直角坐標系為θ方向； =Z：沿Z方向的斜率，對球或環(huán)坐標系為φ方向；SLZER---斜率基值為0的坐標位置。如為角度則單位為度，如果奇點在180°則SLZER在±180°之間，如果奇點在0°，則SLZER在0°～360°之間。SLOPE---斜率值，即單位長度或單位角度的荷載值，沿Sldir正方向遞增為正，遞減為負?！锒x的梯度僅在當前被激活，后面定義的梯度將替代前面的?！镆坏┰O(shè)定了荷載梯度，則對隨后的荷載施加命令都有效?！锶∠奢d梯度，無參數(shù)的SFGRAD命令★命令SFGRAD,STAT可顯示當前的狀態(tài)。該命令不能對PIPE系列單元施加梯度荷載，且該命令不能采用表格型邊界條件?！颯FSUM僅對節(jié)點群荷載有效（SF命令施加的荷載），對于SFE、SFL及SFA無效。4.6施加面荷載-SFGRADSFGRAD所定義的梯度（斜率）可為隨后的SF、SFE、SFL和SFA命令使用，每個節(jié)點處的荷載按下式計算：

CVALUE=VALUE+(SLOPE×(COORD-SLZER))其中VALUE是命令SF、SFE、SFL和SFA中的參數(shù)值(SLZER處的值)，COORD為各節(jié)點處的坐標。通常知道C1和C2處的PRES1和PRES2，則可：

SLZER=C1基點位于C1處VALUE=PRES1SLOPE=(PRES2-PRES1)/(C2-C1)即：SFGRAD,PRES,,Y,C1,SLOPESF,ALL,PRES,VALUE4.6施加面荷載-梯度荷載!EX4.9利用荷載梯度在直角坐標系下的施加方法FINISH$/CLEAR$/PREP7et,1,82$blc4,,,10,60 !定義單元類型，創(chuàng)建面esize,2$amesh,all !定義單元尺寸，劃分網(wǎng)格/PSF,PRES,NORM,2 !設(shè)置荷載顯示方式!定義荷載梯度，SLZER=0，沿Y正方向遞減5單位/長度sfgrad,pres,,y,0,-5 nsel,s,loc,x,0 !選擇X=0，且Y=0~40的節(jié)點群nsel,r,loc,y,0,40!對節(jié)點群施加面荷載，基值（Y=SLZER=0處）為600sf,all,pres,600!上述結(jié)果：Y=0處為600，Y=40處為600+(40-0)×(-5)=400!再重新定義梯度荷載，SLZER=30，斜率為-20sfgrad,pres,,y,30,-20nsel,s,loc,x,10 !選擇X=10的節(jié)點群!對節(jié)點群施加面荷載，基值（Y=SLZER=30處）為0sf,all,pres,0allsel$eplot4.7施加面荷載-表面效應(yīng)單元表面效應(yīng)單元施加面荷載

如前所述，施加具有LKEY參數(shù)的面荷載與單元類型相關(guān)，

★對于2D面單元僅可在單元邊上或邊界上施加平行于單元面的荷載；★對于3D體單元，僅可施加單元面法向面荷載；★對于3D殼單元，可施加單元面法向面荷載和在單元邊上或邊界上施加平行于單元面的荷載。但有時所要施加的荷載不屬于上述情況，例如面的切向荷載或其它非法向面荷載等，此時可使用表面效應(yīng)單元覆蓋所要施加荷載的表面，并用這些單元作為“管道”施加所需荷載。如2D面單元和3D單元可分別使用SURF153單元和SURF154單元施加面荷載。4.7施加面荷載-表面效應(yīng)單元finish$/clear$/prep7et,1,solid95$et,2,surf154!定義SOLID95單元和表面效應(yīng)單元surf154blc4,,,10,10,40 !創(chuàng)建長方體esize,5$vmesh,all !定義單元尺寸，劃分網(wǎng)格/psf,pres,tany,2 !設(shè)置壓力顯式方式（單元坐標系Y切向）nsel,s,loc,y,10 !選擇Y=10的所有節(jié)點type,2$esurf !設(shè)置單元類型2,生成表面效應(yīng)單元esel,s,type,,2 !選擇單元類型為2的單元（表面效應(yīng)單元）sfe,all,3,pres,,100 !施加LKEY=3的面荷載（切向）allsel !可查看單元荷載（求解過程與SURF154無關(guān)）5施加體荷載

在結(jié)構(gòu)分析中，ANSYS的體荷載只有溫度，標識符TEMP。位置命

令功

能位置命

令功

能節(jié)點BF對節(jié)點施加體荷載單元BFE在單元上施加體載BFSCALE比例縮放節(jié)點體荷載BFESCALE比例縮放單元體載BFCUM累加節(jié)點體荷載BFECUM累加單元體荷載BFUNIF所有節(jié)點施加均布體載BFELIST單元體荷載列表BFLIST節(jié)點體荷載列表BFEDELE刪除單元體荷載BFDELE刪除節(jié)點體荷載線BFL在線上施加體荷載關(guān)鍵點BFK在關(guān)鍵點上施加體荷載BFLLIST線上體荷載列表BFKLIST關(guān)鍵點上體荷載列表BFLDELE刪除線上體荷載BFKDELE刪除關(guān)鍵點上體荷載體BFV在體上施加體荷載面BFA在面上施加體荷載BFVLIST體上體荷載列表BFALIST面上體荷載列表BFVDELE刪除體上體荷載BFADELE刪除面上體荷載轉(zhuǎn)換BFTRAN體荷載轉(zhuǎn)換5施加體荷載幾個主要的體荷載施加命令如下：BF,NODE,Lab,VAL1BFE,ELEM,Lab,STLOC,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4BFK,KPOI,Lab,VAL1BFL,LINE,Lab,VAL1BFA,AREA,Lab,VAL1BFV,VOLU,Lab,VAL1其使用方法與面荷載施加命令類似，例如第1個參數(shù)均為圖素編號，也可為ALL或元件名；第2個參數(shù)Lab=TEMP或FLUE；VAL1～VAL4為體荷載值，其中VAL2~VAL4為單元不同位置上的體荷載值；STLOC為VAL1指定一個對應(yīng)的起始位置。

6施加慣性荷載慣性荷載有加速度、角速度和角加速度。命

令功

能備

注ACEL對物體施加加速度在總體直角坐標系下OMEGA對旋轉(zhuǎn)物體施加角速度在總體直角坐標系下DOMEGA對旋轉(zhuǎn)物體施加角加速度在總體直角坐標系下CGLOC定義參考坐標系原點相對于總體直角坐標系CGOMGA施加參考坐標系下的角速度在參考坐標系下DCGOMG施加參考坐標系下的角加速度在參考坐標系下CMOMEGA在單元元件上施加參考坐標系下的角速度繞參考坐標系旋轉(zhuǎn)軸CMDOMGA在單元元件上施加參考坐標系下的角加速度繞參考坐標系旋轉(zhuǎn)軸IRLF慣性釋放計算見4.2.1中的介紹STAT,INRTIA列表顯式慣性荷載

6施加慣性荷載★慣性荷載無刪除命令，要刪除慣性荷載，需將荷載值設(shè)為0，且為斜坡荷載?！顰CEL、OMEGA和DOMEGA命令分別用于施加在總體直角坐標系中的加速度、角速度和角加速度?！顰CEL命令施加的是加速度不是重力場，因此要施加

-Y方向的重力場，必須施加一個＋Y方向的加速度。ACEL命令及使用方法，命令如下：命令：ACEL,ACELX,ACELY,ACELZ其中ACELX,ACELY,ACELZ分別為總體直角坐標系X軸、Y軸和Z軸的結(jié)構(gòu)線加速度值。7初應(yīng)力荷載及施加

初應(yīng)力（InitialStress）可以指定為一種“荷載”進行施加，但僅在靜態(tài)分析和全瞬態(tài)分析中可以使用，可以用于線性分析或非線性分析。初應(yīng)力荷載只能在第一個荷載步中施加，且ANSYS支持初應(yīng)力荷載的單元類型有：PLANE2、PLANE42、PLANE82、PLANE182、PLANE183、SOLID45、SOLID92、SOLID95、SOLID185、SOLID186、SOLID187、SHELL181、SHELL208、SHELL209、LINK180、BEAM188、BEAM189。初應(yīng)力荷載是單元坐標系下的值，如果單元坐標系與總體坐標系不同應(yīng)謹慎。初應(yīng)力荷載只能在求解層施加。初應(yīng)力荷載的施加采用覆蓋方式，即多次施加時后面命令結(jié)果覆蓋前面的命令結(jié)果。

初應(yīng)力荷載施加在被選擇的單元上，如果單元選擇集為空或不選擇某些單元，則不施加初應(yīng)力荷載到這些單元上。7.1初應(yīng)力荷載施加命

令功

能備

注ISTRESS施加初始常應(yīng)力荷載在求解層使用ISFILE從文件施加初應(yīng)力荷載在求解層使用USTRESS用戶子程序施加初應(yīng)力荷載可參考用戶子程序ISWRITE生成初應(yīng)力文件在求解層使用施加初始常應(yīng)力荷載命令：ISTRESS,Sx,Sy,Sz,Sxy,Syz,Sxz,MAT1,MAT2,MAT3,MAT4,MAT5,MAT6,MAT7,MAT8,MAT9,MAT10Sx,Sy,Sz,Sxy,Syz,Sxz---初始的常應(yīng)力值。MAT1～MAT10---初應(yīng)力擬施加到的材料編號，如沒有指定，則施加到所有材料上。

該命令對所選擇的單元施加一組初始常應(yīng)力值。7.2初應(yīng)力荷載施加從文件施加初應(yīng)力荷載命令：ISFILE,Option,Fname,Ext,--,LOC,MAT1,MAT2,MAT3,MAT4,MAT5,MAT6,MAT7,MAT8,MAT9,MAT10Option---初應(yīng)力荷載操作控制參數(shù)，其值可?。?=READ（缺?。簭奈募x入初應(yīng)力數(shù)據(jù)； =LIST：列出已經(jīng)讀入的初應(yīng)力； =DELE：刪除已經(jīng)讀入的初應(yīng)力。Fname---當Option=READ時，F(xiàn)name為一目錄和文件名。當Option=LIST或DELE時，F(xiàn)name為列表或刪除單元編號上的初應(yīng)力。Ext---文件擴展名或?qū)犹?，當Fname為空時，Ext缺省為“IST”。如Option=LIST或DELE則Ext為層殼單元的層號。MAT1～MAT10---初應(yīng)力擬施加到的材料編號。7.2初應(yīng)力荷載施加LOC---總體位置標志，確定每個單元內(nèi)初應(yīng)力要施加的位置，其值可取： =0（缺?。涸趩卧|(zhì)心上施加初應(yīng)力； =1：單元積分點上施加初應(yīng)力； =2：在單元指定位置上施加初應(yīng)力。即由初應(yīng)力文件確定將初應(yīng)力荷載施加到什么位置，此時各個單元施加的位置可以不相同。 =3：常應(yīng)力狀態(tài)。用初應(yīng)力文件中的第一個應(yīng)力數(shù)據(jù)將所有單元初始化為一個常應(yīng)力。

該命令對所選擇的單元施加初應(yīng)力荷載，初應(yīng)力的單元號與所選擇的單元號相對應(yīng)。7.3生成初應(yīng)力文件生成初應(yīng)力文件命令：ISWRITE,Switch其中Switch參數(shù)控制初應(yīng)力文件是否生成文件，其中可?。篛N：以工作文件及擴展名IST生成初應(yīng)力文件，并寫入數(shù)據(jù)；OFF：不生成初應(yīng)力文件。

該命令僅在求解層有效，如果已有同名文件存在則覆蓋之。該命令不支持CDWRITE命令。

用ISWRITE命令寫出的應(yīng)力為單元積分點應(yīng)力，對于非線性分析，寫入的應(yīng)力數(shù)據(jù)為收斂后應(yīng)力；對于線性分析，為求解完成后的應(yīng)力。因此其初應(yīng)力文件標志區(qū)數(shù)據(jù)總為eis,elemno,1，其中elemno為單元號，而1表示為積分點應(yīng)力的位置標識。在用ISFILE命令讀入時，如果位置標志為0，則采用各單元的第一個應(yīng)力記錄；如果位置標志為2，則采用初應(yīng)力文件中的位置標志（即1）；如果位置標志為3，則采用應(yīng)力文件的第一個應(yīng)力數(shù)據(jù)。7.3生成初應(yīng)力文件!EX4.12初應(yīng)力荷載finish$/clear$/filname,colu1$/prep7 !定義工作文件名為colu1et,1,plane82$mp,ex,1,2e5$mp,nuxy,1,0.3 !定義單元類型和材料屬性blc4,,,1,10$esize,2$amesh,all !創(chuàng)建面，定義網(wǎng)格尺寸，劃分網(wǎng)格nsel,s,loc,y,0$d,all,uy$d,1,ux !施加束條件nsel,s,loc,y,10$sf,all,pres,-10 !施加節(jié)點面荷載allsel$finish/solu$iswrite,on !進入求解層，打開初應(yīng)力文件生成開關(guān)solve$finish !求解生成初應(yīng)力文件（在當前工作目錄中）7.3生成初應(yīng)力文件!*******INITIALSTRESSFILEcolu1.ist

!INITIALSTRESSRECORDFORELEMENT1!SXSYSZSXYSYZSXZeis,1,1-0.283773E-1210.00000.00000-0.189735E-120.000000.00000-0.112355E-1210.00000.00000-0.200682E-120.000000.000000.195843E-1210.00000.00000-0.162630E-120.000000.000000.200728E-1210.00000.00000-0.196512E-120.000000.00000!!INITIALSTRESSRECORDFORELEMENT2!SXSYSZSXYSYZSXZeis,2,1-0.205613E-1210.00000.00000-0.562951E-130.000000.00000-0.259348E-1210.00000.00000-0.316921E-120.000000.000000.501821E-1210.00000.000000.263753E-120.000000.000000.525358E-1210.00000.00000-0.577546E-120.000000.00000!!INITIALSTRESSRECORDFORELEMENT5!SXSYSZSXYSYZSXZeis,5,1-0.774758E-1110.00000.000000.397402E-110.000000.00000單元號位置標識Colu1.ist文件格式及內(nèi)容7.3讀入初應(yīng)力文件!為說明問題，這里重新建模finish$/clear$/filname,colu2$/prep7 !定義工作文件名為colu2et,1,plane82$mp,ex,1,2e5$mp,nuxy,1,0.3 !定義單元類型和材料屬性blc4,,,1,10$esize,2$amesh,all !創(chuàng)建面，定義網(wǎng)格尺寸，劃分網(wǎng)格nsel,s,loc,y,0$d,all,uy$d,1,ux$alls !施加約束條件/solu !進入求解層loc=2 !定義位置參數(shù)，改變此參數(shù)可得到不同的加載效果isfile,read,colu1,ist,,loc !從文件colu1.ist中讀入初應(yīng)力并作為荷載施加isfile,list !查看施加的初應(yīng)力荷載solve !求解并可查看結(jié)果7.4初應(yīng)力文件示例

初應(yīng)力荷載不是施加“應(yīng)力歷史”而是一種“荷載”。因此對于用ISWRITE命令生成的初應(yīng)力文件，再用ISFILE命令讀入后，當僅有初應(yīng)力荷載時，其效果是模型中應(yīng)力為零而位移與原荷載產(chǎn)生的位移反向。要消除由于初應(yīng)力荷載引起的位移且保持模型中應(yīng)力不變，可將原荷載一并施加，此時模型中應(yīng)力與原荷載產(chǎn)生的應(yīng)力相同，但位移場為零（位移很小，可認為是零）。一懸臂梁在端部受集中力作用，先生成初應(yīng)力文件；然后再施加初應(yīng)力荷載和集中力；計算后可得到荷載作用下的應(yīng)力場但無位移場。7.4初應(yīng)力文件示例!EX4.13懸臂梁荷載作用下的應(yīng)力場但無位移場finish$/clear$/filname,cant1$/prep7 !定義工作文件名等et,1,PLANE42$mp,ex,1,2e5$mp,nuxy,1,0.3 !定義單元類型、材料特性等blc4,,,10,1$esize,0.5$amesh,all !創(chuàng)建面、劃分網(wǎng)格等nsel,s,loc,x,0$d,all,all$allsel !施加約束等f,2,fy,-10$finish !施加端部集中荷載等/solu$iswrite,on$solve !求解，生成初應(yīng)力文件等/post1$pldisp$plnsol,s,x !查看求解結(jié)果等/solu !再次進入求解層。也可重新開始一個工作和恢復(fù)模型等isfile,read,cant1,ist,,2 !讀入初應(yīng)力文件，作為荷載施加!fdele,all,all !如果刪除原荷載則僅有初應(yīng)力荷載，否則為二者共同作用solve !求解（此時荷載為原荷載和初應(yīng)力荷載）/post1$pldisp$plnsol,s,x !查看求解結(jié)果7.4初應(yīng)力文件示例8荷載步及概念與荷載有關(guān)的幾個術(shù)語或概念為：

荷載步（LoadSteps）荷載子步（Substeps）斜坡荷載（RampedLoads）階躍荷載（SteppedLoads）時間（Time）及時間步（Timestep）平衡迭代（EquilibriumIterations）。與土木工程相同的概念如荷載工況和荷載組合等，將在后處理中予以介紹。8.1荷載步、荷載子步、平衡迭代1.荷載步、荷載子步和平衡迭代

荷載步是為求解而定義的荷載配置，可根據(jù)荷載歷程（時間和空間）在不同的荷載步內(nèi)施加不同的荷載。例如在結(jié)構(gòu)線性靜態(tài)分析中，可將結(jié)構(gòu)自重和外荷載分兩步施加到結(jié)構(gòu)上，第一個荷載步可施加自重，第二個荷載步可施加外荷載等。

荷載子步是在某個荷載步之內(nèi)的求解點（由程序定義荷載增量），不同分析中荷載子步有不同的目的。例如在線性靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析中，使用子步逐漸增加荷載可獲得精確解；在瞬態(tài)分析中，使用子步可得到較小的積分步長，以滿足瞬態(tài)時間積累法則；在諧分析中，使用子步可獲得不同頻率下的解。

平衡迭代是在給定子步下為了收斂而進行的附加計算。在非線性分析中，平衡迭代作為一種迭代修正具有重要作用，迭代計算多次收斂后得到該荷載子步的解。8.1荷載步、荷載子步、平衡迭代8.2斜坡荷載和階躍荷載當在一個荷載步中設(shè)置一個以上子步時，就必須定義荷載是斜坡荷載或是階躍荷載。

階躍荷載指荷載全值施加在第一個荷載子步，其余荷載子步內(nèi)荷載保持不變。對于荷載步2按要求是由荷載步1的全值荷載突然卸載，而程序?qū)嶋H上是從荷載步1的終點到荷載步2的第一個子步內(nèi)完成的，所以可增加荷載步2的子步數(shù)（減小時間增量）以模擬突然卸載過程。斜坡荷載指在每個荷載子步，荷載逐漸增加，在該荷載步結(jié)束時達到荷載全值。載步內(nèi)子步的荷載采用線性內(nèi)插。8.3時間及時間步★在所有靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析中，不管是否與時間“真實”相關(guān)，ANSYS都使用時間作為跟蹤參數(shù)。★在瞬態(tài)分析或與速率有關(guān)的靜態(tài)分析（如蠕變或粘塑性）中，時間代表實際時間，可用小時、分、秒等表示。在指定荷載歷程時，在每個荷載步終點給時間賦值?！飳εc速率無關(guān)的靜態(tài)分析，時間僅僅成為識別荷載步和子步的計數(shù)器，每一個荷載步和子步都與惟一的時間點對應(yīng)，故子步也稱時間步。此情況下，“time”可用任意單位和數(shù)值。在缺省情況下，程序自動對time賦值，例如在荷載步1結(jié)束時time=1，在荷載步2結(jié)束時time=2等等。★當采用弧長法求解時，時間不必單調(diào)增加，可以為負值?！锖奢d步和子步都與時間點對應(yīng)，兩個連續(xù)子步之間的時間差稱為時間步長或時間增量。平衡迭代就是為收斂在給定時間點上進行迭代求解的方法。9.1輸出選項-OUTRES控制寫入數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件的結(jié)果數(shù)據(jù)命令：OUTRES,Item,FREQ,CnameItem---寫入數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件的解項（結(jié)果）控制參數(shù)，其值可?。?ALL（缺?。簩懭胨薪忭?；=ERASE：將當前設(shè)置恢復(fù)到ANSYS缺省狀態(tài)；=STAT：當前設(shè)置狀態(tài)列表；

=BASIC：僅寫入NSOL,RSOL,NLOAD,STRS,FGRAD,FFLUX；=NSOL：僅寫入節(jié)點DOF結(jié)果，如UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ等；=RSOL：僅寫入節(jié)點反力結(jié)果；=V：僅寫入瞬態(tài)分析時的節(jié)點速度；

=A：僅寫入瞬態(tài)分析時的節(jié)點加速度；=ESOL：僅寫單元結(jié)果，包括單元節(jié)點力NLOAD，單元節(jié)點應(yīng)力STRS，單元彈性應(yīng)變EPEL，單元熱、初始和膨脹應(yīng)變EPTH，單元塑性應(yīng)變EPPL，單元蠕變應(yīng)變EPCR，單元節(jié)點梯度FGRAD，單元節(jié)點流量FFLUX，積分點位置LOCI，狀態(tài)變量SVAR（僅

USERMAT時），單元表數(shù)據(jù)MISC等。9.1輸出選項-OUTRES

FREQ---寫入內(nèi)容的頻率（即寫入哪個子步的結(jié)果），其值可?。?NONE：禁止寫入所有子步的內(nèi)容；=ALL：寫入每個子步的內(nèi)容，是諧分析或EXPASS打開時的缺省狀態(tài)；=LAST：寫入每個荷載步的最后子步內(nèi)容，是靜態(tài)或瞬態(tài)分析的缺省；=n：寫入荷載步中每隔n個子步的內(nèi)容（包括最后子步）；=-n：寫入荷載步中按子步均勻分割的n個子步的內(nèi)容（僅為自動時間步打開時）。=%array%：存有N個時間值的數(shù)組，程序根據(jù)這些值寫入數(shù)據(jù)，時間值為升序，且數(shù)值介于荷載步的開始和結(jié)束時間之間。多荷載步時，必須改變時間值以保證在荷載步開始和結(jié)束時間之間（可重新定義數(shù)組和時間）。Cname---為CM命令創(chuàng)建的存放單元或節(jié)點的元件名。如Item=ALL或BASIC或RSOL等就不能使用元件名。

該命令控制寫入數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件的數(shù)據(jù)，當分析生成的結(jié)果文件特別大時，可采用該命令有選擇的寫入數(shù)據(jù)，以控制RST文件的大小。

該命令如重復(fù)執(zhí)行，則采用后執(zhí)行的設(shè)置，即可利用此特性先后設(shè)置不同的參數(shù)，寫入不同荷載步下的不同數(shù)據(jù)內(nèi)容。9.2輸出選項-OUTPR結(jié)果輸出控制命令：OUTPR,Item,FREQ,Cname其中參數(shù)意義同OUTRES命令的參數(shù)，但該命令是控制向輸出文件.OUT寫入的內(nèi)容。

圖形求解追蹤器命令：/GST,Lab其中Lab為打開或關(guān)閉圖形求解追蹤器控制參數(shù)，如Lab=ON則打開，如Lab=OFF則關(guān)閉。

GST將保存以GST為擴展名的文件中（GST文件以ANSYS的DISPLAYW程序閱讀）。GST方式僅適用于非線性結(jié)構(gòu)分析等模擬，如求解時平衡迭代與收斂過程的圖形。10單元生死殺死命令：EKILL,ELEM激活命令：EALIVE,ELEM其中ELEM為擬殺死或激活的單元號，也可為ALL或元件名。

EKILL命令“殺死單元”，被殺死的單元仍然保存在模型中，但對總體剛度矩陣的貢獻為0（用ESTIF命令控制），對整體質(zhì)量矩陣也無貢獻，可在適當?shù)臅r候用EALIVE命令激活。

EALIVE命令“激活被殺死的單元”，被激活的單元具有“零”應(yīng)變狀態(tài)(不管何時激活)。

單元殺死后，其接近零剛度的定義由命令ESTIF,KMULT定義，其中KMULT為殺死單元的剛度矩陣乘子，其缺省值為1E-6。

在模擬施工過程和材料相變等分析中利用生死單元。11端點自由度釋放ENDRELEASE命令：ENDRELEASE,--,TOLERANCE,Dof1,Dof2,Dof3,Dof4TOLERANCE---相鄰單元的角度容差（度），缺省為20°。如TOLERANCE=-1則為所選擇的所有單元，并對所選擇單元的交點進行自由度釋放。Dof1~Dof4---擬釋放的自由度。可?。?=WARP（缺?。菏褂寐N曲自由度； =ROTX：釋放繞X軸的轉(zhuǎn)動自由度； =ROTY：釋放繞Y軸的轉(zhuǎn)動自由度； =ROTZ：釋放繞Z軸的轉(zhuǎn)動自由度； =UX：釋放X方向的平動自由度；

=UY：釋放Y方向的平動自由度； =UZ：釋放Z方向的平動自由度；

=BALL：形成球鉸（等于釋放WARP,ROTX,ROTY,ROTXZ）。11端點自由度釋放ENDRELEASE

該命令對所選擇的單元和節(jié)點進行自由度釋放，且僅適用于BEAM188和BEAM189單元。當相鄰單元的連接角度超過設(shè)定容差（TOLERANCE）時，進行自由度釋放。

BEAM18x單元系列支持“約束翹曲”，但當單元的連接角度超過一定角度時應(yīng)釋放“翹曲自由度”；同時也可釋放其它自由度。自由度釋放實質(zhì)上是耦合自由度，但由程序自動耦合（程序又指定了新的節(jié)點，并進行了單元節(jié)點調(diào)整，然后建立耦合集），其優(yōu)點是用戶不必在同一位置創(chuàng)建兩個節(jié)點，然后用CP設(shè)置自由度耦合。自由度釋放生成的耦合集可用CPLIST命令查看。12模型更新UPCOORD根據(jù)位移更新當前激活節(jié)點的坐標命令：UPCOORD,FACTOR,KeyFACTOR---擬累加到節(jié)點坐標上的位移縮放因子， 如果FACTOR=1則按位移值直接累加到節(jié)點的坐標上； 如FACTOR=0.5則累加位移值的一半到節(jié)點的坐標上； 如果FACTOR=-1則節(jié)點坐標減去實際位移值。Key---數(shù)據(jù)庫中位移是否清零的控制參數(shù)，其值可取： =OFF（缺?。簲?shù)據(jù)庫中的位移值不清零； =ON：數(shù)據(jù)庫中的位移值清零。

該命令僅對保存在ANSYS數(shù)據(jù)庫中的位移進行相關(guān)操作，而不是那些保存在結(jié)果文件RST中的位移。該命令每執(zhí)行一次，則節(jié)點坐標就更新一次，如Key=ON則在更新后，數(shù)據(jù)庫中的位移就置為零值。與此命令類似的是UPGEOM命令。12模型更新UPGEOM命令：UPGEOM,FACTOR,LSTEP,SBSTEP,Fname,ExtFACTOR---同UPCOORD命令中的參數(shù)。LSTEP---結(jié)果數(shù)據(jù)的荷載步編號，缺省為最后一個荷載步。SBSTEP---荷載步的子步編號，缺省為該荷載步的最后一個子步。Fname---結(jié)果文件名和目錄名，文件名不能缺省。Ext---文件擴展名且必須為RST。

UPGEOM命令將以前分析所得到的位移累加到有限元模型上，并生成一個已變形的幾何形狀。如果重復(fù)執(zhí)行該命令，同樣將累加更新。此命令也不更新幾何模型，即幾何模型保持最初構(gòu)形不變。

UPCOORD可在前處理層和求解層使用，但UPGEOM必須在前處理層使用；UPCOORD采用的是數(shù)據(jù)庫中的位移且可清零，而UPGEOM采用的是保存在RST文件中的位移；二者都改變節(jié)點坐標并生成變形的有限元模型，且都不改變幾何模型的構(gòu)形。13改變材料性質(zhì)該選項中包括了材料庫的創(chuàng)建與存?。?MPLIB、MPWRITE、MPREAD）、溫度零點偏置（TOFFST）、改變指定單元的材料號（MPCHG）等，此僅介紹MPCHG命令。命令：MPCHG,MAT,ELEMMAT---材料參考號（由MP命令定義）。ELEM---單元編號，用ALL以改變所有被選擇單元的材料號。

該命令可以在求解層的各荷載步之間執(zhí)行（即連續(xù)的SOLVE），但不能用于荷載步文件。不能從線性材料改為非線性材料，也不能從一種非線性材料改為另外一種非線性材料。

該命令可以用于材料性能變化的荷載步中，如混凝土滯回分析。13荷載步文件

如前所述，荷載步包括荷載及荷載步選項。當有多個荷載步時，可將每個荷載步存入一個文件（稱為荷載步文件），求解時調(diào)入某個荷載步文件并從中讀取數(shù)據(jù)，然后求解。使用多荷載步文件需要注意如下幾個問題：①荷載步文件不能用于生死單元。②荷載步文件不捕捉實常數(shù)（R、RMODIF等命令）和材料特性（MP、MPCHG等命令）的變化，即不寫入文件中，當然求解時也就沒有這些命令了。③當寫荷載步文件時，自動將幾何實體模型上的荷載轉(zhuǎn)換到有限元模型上，即所有荷載以有限元荷載命令的形式寫入文件。特別是面荷載，不管是如何施加的，總是以SFE命令或SFBEAM命令記錄在文件中。④寫入硬盤的荷載步文件的擴展名為Sn，如第21荷載步文件的擴展名為S021。13.1生成與求解1.生成荷載步文件命令：LSWRITE,LSNUM其中LSNUM為荷載步文件的編號，小于99。用LSWRITE,STAT列出當前的LSNUM值。用LSWRITE,INT將LSNUM的值初始化為1。

寫入荷載步文件的求解缺省值受SOLCONTROL命令的影響。如打開SOLCONTROL（缺省狀態(tài)為開），則LSWRITE命令不寫入求解缺省值，反之則寫入求解缺省值。

每個荷載步必須寫入一個文件，即有多少個荷載步就應(yīng)有多少個文件生成。2.多荷載步文件的求解命令：LSSOLVE,LSMIN,LSMAX,LSINC該命令采用LSSOLVE.MAC宏命令讀入荷載步文件并求解。用該命令可以求解任意一個荷載步或荷載步范圍。14分析類型進入求解層（/SOLU命令）后，應(yīng)先定義分析類型，惟一的命令如下：命令：ANTYPE,Antype,Status,LDSTEP,SUBSTEP,ActionAntype---分析類型，缺省時為上一次指定的分析類型，分析類型選項：=STATIC或0(缺省)：靜態(tài)分析，對所有自由度均有效；=BUCKLE或1：屈曲分析，僅對結(jié)構(gòu)自由度有效（已完成預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的靜態(tài)分析）；=MODAL或2：模態(tài)分析，僅對結(jié)構(gòu)和流體自由度有效；=HARMIC或3：諧分析，僅對結(jié)構(gòu)、流體、磁場和電場自由度有效；=TRANS或4：瞬態(tài)分析，對所有自由度均有效；=SUBSTR或7：子結(jié)構(gòu)分析，對所有自由度均有效；=SPECTR或8：譜分析，僅對結(jié)構(gòu)自由度有效（已完成模態(tài)分析）。Status---定義分析的狀態(tài)，可選擇狀態(tài)有兩種：=NEW（缺省）：新的分析，忽略其后的命令參數(shù)（如LDSTEP等3個參數(shù)）；=REST：重啟動分析。LSDTEP,SUBSTEP,Action---均為重啟動參數(shù)。

在定義分析類型后，就需要設(shè)置求解控制選項，這些選項為獲得滿意結(jié)果有極大作用。盡管大多數(shù)情況下，程序已經(jīng)設(shè)置了通用或比較合理的缺省值，但有些情況下必須進行設(shè)置。不同的分析類型其求解控制選項不同。15靜態(tài)分析求解控制選項

靜態(tài)分析是ANSYS缺省的分析類型，該分析不考慮結(jié)構(gòu)的慣性和阻尼，但靜慣性力（如重力和離心力）和慣性釋放除外。靜態(tài)分析所能施加的荷載包括外荷載、靜慣性力、強迫位移、溫度荷載等。

靜態(tài)分析求解選項有4大選項，每個大選項又包括多條選項。4大選項為基本選項、求解器選項、非線性選項及高級NL選項。這里僅介紹常用選項的命令?；具x項：NLGEOM,PSTRES,TIME,NSUBST,DELTIM,OUTRES,AUTOTS非線性選項：PRED,NEQIT,CNVTOL,ARCLEN,ARCTRM,NROPT,SSTIF15.1大變形效應(yīng)NLGEOM命令：NLGEOM,Key其中Key為大變形效應(yīng)參數(shù)，其值可?。?OFF或0（缺省）：忽略大變形效應(yīng)，同時指定為小變形。=ON或1：計入大變形（大轉(zhuǎn)動）效應(yīng)，也可以是大應(yīng)變效應(yīng)?！顰NSYS的幾何非線性包括大應(yīng)變效應(yīng)、大變形（也可稱為大轉(zhuǎn)動或大撓度）、應(yīng)力剛化及旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng)。大多數(shù)實體單元和部分殼單元支持大應(yīng)變效應(yīng)；所有梁單元和大多數(shù)殼單元支持大變形（大轉(zhuǎn)動）效應(yīng)，支持大應(yīng)變的單元都支持大變形效應(yīng)。★ANSYS計入大變形或大轉(zhuǎn)動效應(yīng)時是小應(yīng)變，且大變形分析時慣性荷載和集中荷載的方向不隨變形改變，但面荷載的方向則隨變形而改變（即隨動荷載）?！颪LGEOM命令如在/SOLU層執(zhí)行，必須在第一個荷載步內(nèi)指定。15.2預(yù)應(yīng)力效應(yīng)PSTRES命令：PSTRES,Key其中Key為預(yù)應(yīng)力效應(yīng)控制參數(shù)，其值可?。?OFF或0（缺省）：不計入預(yù)應(yīng)力效應(yīng)；=ON或1：計入預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。

★預(yù)應(yīng)力效應(yīng)（prestresseffects）與土木工程中預(yù)應(yīng)力混凝土（Prestressedconcrete）概念不同，預(yù)應(yīng)力效應(yīng)是計算應(yīng)力剛度矩陣。★在屈曲分析、模態(tài)分析、完全法或縮減法的諧分析、縮減法的瞬態(tài)分析、子結(jié)構(gòu)分析等所作的靜態(tài)或瞬態(tài)分析中考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)時，應(yīng)設(shè)置為PSTRES,ON（激活預(yù)應(yīng)力效應(yīng)）。★PSTRES命令如在/SOLU層執(zhí)行，必須在第一個荷載步內(nèi)指定?！颬STRES命令和STIFF命令不能被同時激活。15.3時間TIME命令：TIME,TIMEV其中參數(shù)TIMEV為荷載步結(jié)束時的時間值。對第1荷載步，缺省時或TIMEV=0或TIMEV為空，TIMEV=1.0；其它荷載步為前一時間＋1?！镌撁顬楦骱奢d步結(jié)束時設(shè)置一時間值（時間點），即用時間識別各個荷載步?！飳εc速率相關(guān)的分析中，時間的單位應(yīng)與分析中所用的單位相同。如果分析必須從0.0開始，則可設(shè)置TIMEV=1E-6或更小的值，而不能設(shè)置TIMEV=0.0。★對與速率無關(guān)的分析中，時間可作為“計數(shù)器”使用，其值可為任意非零非負值，如其值可等于荷載值。此時時間僅僅用于識別各荷載步和子步，可在/POST1中使用SET,LIST命令得到時間、荷載步、子步及平衡迭代的列表。15.4子步數(shù)NSUBST命令：NSUBST,NSBSTP,NSBMX,NSBMN,CarryNSBSTP---當前荷載步的子步數(shù)。如果使用了自動時間步（即

AUTOTS,ON）則該子步數(shù)僅用于第一子步，也即第一子步的荷載增量用NSBSTP求得，其余子步的荷載增量由程序自動確定。NSBMX---當AUTOTS打開時，NSBMX為最大子步數(shù)。NSBMN---當AUTOTS打開時，NSBMN為最小子步數(shù)。Carry---時間步長繼承控制參數(shù)，其值可?。?OFF：使用NSBSTP確定每個荷載步開始時的時間步長；=ON：如果AUTOTS打開，使用前一荷載步的最后時間步長作為該荷載步開始的時間步長。

該命令中的NSBSTP參數(shù)用于確定在當前荷載步內(nèi)，每個子步（或時間步）荷載增量的大?。ㄐ逼潞奢d，如為階躍荷載則一個子步到全值）。15.4子步數(shù)NSUBST最小和最大子步數(shù)在采用自動時間步時，影響結(jié)果點的多少和收斂控制。例如問題容易收斂，程序會采用較小的子步數(shù)（時間步長大，荷載增量大）得到的結(jié)果點就少。如果問題收斂困難，程序會采用較大的子步數(shù)（時間步長小，荷載增量?。?，可得到較多的結(jié)果點；但是如果問題特別難以收斂，程序會采用最大子步數(shù)（最小時間步長）求解以獲得收斂結(jié)果，通過平衡迭代一定次數(shù)后（NEQIT命令設(shè)置）仍然不能收斂，則程序判定為不收斂并結(jié)束求解。建議對該命令的各個參數(shù)都要設(shè)置，但是對于一類問題的合適數(shù)目只能靠求解控制經(jīng)驗或試算確定。一般可采用缺省的設(shè)置選項，不能收斂時可不斷調(diào)整參數(shù)并逐步逼近收斂。上述不收斂是指在數(shù)值計算上，如果物理問題根本就是不收斂或已經(jīng)達到不收斂的程度，那么采用何種幫助收斂的措施都是無效的，例如鋼筋混凝土梁瀕臨破壞狀態(tài)時。15.4子步數(shù)NSUBST與NSUBST命令互為替代的命令是DELTIM命令，其格式如下：命令：DELTIM,DTIME,DTMIN,DTMAX,CarryDTIME---當前荷載步的時間步長值。如果使用了自動時間步則為第一子步的時間步長。DTMIN,DTMAX---當采用自動時間步時的最小時間步長和最大時間步長。Carry---意義同NSUBST命令。

該命令與NSUBST命令的設(shè)置結(jié)果是一樣的，但參數(shù)是倒數(shù)關(guān)系。輸出控制參見OUTRES命令，需要注意程序缺省的輸出結(jié)果為999個結(jié)果點（包括所有荷載步和子步對應(yīng)的時間點），可采用/CONFIG改變該設(shè)置以輸出更多的結(jié)果點。15.4自動時間步AUTOTS命令：AUTOTS,Key其中Key為自動時間步控制參數(shù)。 如Key=OFF則不采用自動時間步； 如Key=ON則采用自動時間步。缺省時，如SOLCONTROL打開則采用自動時間步，如SOLCONTROL關(guān)閉則采不用自動時間步?！镒詣訒r間步技術(shù)（時間步長預(yù)測和時間步長對分）是在求解時，程序根據(jù)問題的荷載響應(yīng)計算每個子步結(jié)束時的最優(yōu)時間步長，以采用較少的資源獲得有效解?！镌诜蔷€性靜態(tài)或瞬態(tài)分析中，自動時間步確定了子步之間荷載增量的大小?！锊荒軐⒆詣訒r間步（AUTOTS）、線性搜索（LNSRCH）、DOF結(jié)果預(yù)測（PRED）與弧長法一起使用，否則會給出警告信息并使得自動時間步、線性搜索和結(jié)果預(yù)測設(shè)置失效。15.5非線性選項-LNSRCH非線性選項⑴

線性搜索 ⑵

非線性分析預(yù)測器⑶

定義平衡迭代的最大次數(shù) ⑷

收斂準則⑸

回退控制 ⑹

荷載步中的蠕變效應(yīng)⑴

線性搜索命令：LNSRCH,Key其中Key為線性搜索控制， 如Key=OFF則