ANSYS结构分析指南p-方法结构静力分析.doc

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1、ANSYS结构分析指南第六章 p-方法结构静力分析6.1 p-方法分析的定义     p-方法得到按照用户指定精度的结果，如位移、应力或应变等。为了计算这些结果，p-方法操作(用于近似真实解的)有限元形函数的多项式水平(p-水平)。     其工作原理是，在一定的网格密度下，按照给定的p-水平求解，然后逐步增大p-水平，对该网格再次求解。每一次进行这种迭代后，把其结果与一组收敛准则进行比较。用户可以指定收敛判据中包括模型某一点或某些点的位移、转角、应力、应变，以及总体应变能。p-水平越高，则有限元解越接近真实解。  

2、   为了利用p-方法的功能，用户并不需要只限于在p-方法生成的网格范围内工作。在网格生成时考虑了p-单元的应用时，p-方法最为有效，但并不要求必须如此。当然，用户可以对模型采用p-单元来建立和分网，也可以对为h-单元生成的网格(由ANSYS或CAD软件包生成)来进行p-方法求解，但是该单元应该至少有中节点。这样，不论用什么方法生成网格，都可以利用p-方法的优点。p-方法可以对任意网格自动改进其结果。    6.2　应用p-方法的优点     对于结构线性静力分析而言，p-方法求解选项提供了比传统h-方法(已在以前各

3、章论述)更多的优点。最显著的优点是，不需用户严格地控制网格，就可以使求解提高到合适的精度水平。如果用户是有限元分析的新手，或者在网格设计时没有坚实的基础知识，你可能更喜欢这种方法，因为这种方法减轻了用户手工设计精确网格的负担。     此外，p-方法自适应加密方法提供了比h-方法更精确的误差评估，可以按局部计算，也可以按总体计算(如某点处的应力，而不是应变能)。例如，用户需要获得在某点上的高精度解(如断裂或疲劳组件)，p-方法为在这些点上取得要求精度的结果提供了极佳的方法。    6.3　应用p-方法     用p-

4、方法进行静力分析分为四个步骤:     1、选择p-法；     2、建模；     3、施加载荷和求解；     4、检查结果。    6.3.1　选择p-方法     可用二种方法激活p-方法求解程序。     1. 通过GUI激活p-方法     命令：/PMETH     GUI：MainMenu>Preferences>p-method          2. 定义p-单元     如果用户在GUI外工作，定义p-单元让程序知道要采用p-方法求解，不再需要用其他命令来初始化p-方法。如果在GUI内工作，可在

5、输入窗口中用ET命令来激活p-方法。请记住，ET命令必须在输入窗口中输入，因为除非激活p-方法，缺省时在GUI上只显示h-单元。     命令：ET     GUI：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete    6.3.2　建模     必须按如下步骤建立包含p-单元的模型：    　　1、定义单元类型；    　　2、指定材料特性和/或实常数；    　　3、定义模型的几何实体；    　　4、划分实体或壳单元网格。    　　上面的步骤对大多数分析来说是

6、共同的。见《ANSYSModelingandMeshingGuide》。在下面将讨论p-方法分析特有的一些技术。    6.3.2.1　定义单元类型    　　用户可以用下面五种p-单元来建模：    　　1、2D四边形单元(PLANE145)；    　　2、2D三角形单元(PLANE146)；    　　3、3D砖块单元(SOLID147)；    　　4、3D四面体单元(SOLID148)；    　　5、3D壳单元(SHELL150)。         　　注意--h-单元和p-单元不能在模型中同时激活。  

7、       6.3.2.1.1　指定p-水平范围     在应用p-单元时，有许多选项可用。其中一个重要选项是可以指定(局部地或全部地)一个可以变化的p-水平范围。     一个p-水平的可变范围可以通过p-单元KEYOPT设置[KEYOPT(1)和KEYOPT(2)]局部地指定，也可以通过PPRANGE命令全面地通过整个模型控制。缺省时，p-水平范围是2～8。     在指定p-水平范围时，如同时应用KEYOPT值和PPRANGE二者，则局部p-水平范围将优先于全局p-水平范围[PPRANGE]。     例如，

8、如用PPRANGE设置了总体p-水平范围3～8，然后又对PLANE145单元定义了局部p-水平范围4～6(ET,1,145,4,6)。则PLANE145单元的p-水平范围将为4～6，而模型内的其他部分将为3～8。     在(缺省的)开始的p-水平上，执行收敛检查以确定这些单元中哪些已收敛，也可能把它们的p-水平固定在2。也就是说这些单元的p-