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ANSYS通过超单元的子结构分析提取单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵
有限元分析的基本形式为:[刚度矩阵][位移矩阵]=[载荷矩阵],有时我们需要获取结构的刚度矩阵,以进行后续计算,或对软件进行二次开发。下面介绍在ANSYS中通过超单元( superelement)的子结构分析( substructure analysis)来提取结构的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的方法。
首先正常建立有限元模型,本文以LINK180单元为例,为便于演示将模型划分为两个单元。弹性模量E设置为2E5,LINK180的单元面积A为100,每个单元长度l为250,单元的等价刚度为k = AE/l = 80000.
完成建模后,通过命令/solu进入求解模块。
设置求解类型为 substructure:antype,7;菜单: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis。
设置超单元矩阵的输出文件名称和矩阵类型:seopt,matname,1(1为刚度矩阵,2为刚度矩阵和质量矩阵,3为刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵);菜单: Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options。
选择所有节点:nsel,all;
定义所有节点自由度为主自由度:m,all,all;
求解:solve;
列出整体刚度矩阵:selist,matname,3;菜单: Utility Menu>List>Other>Superelem Data。
本例中获得的超单元的刚度矩阵如下所示: