ANSYS结构分析指南 第六章 p方法结构静力分析.pdf

ANSYS构造分析指南第六章p-方法构造静力分析6.1 p-方法分析的定义P-方法得到依据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，在确定的网格密度下，依据给定的p-水平求解，然后逐步增大p-水平，对 该网格再次求解。每一次进展这种迭代后，把其结果与一组收敛准则进展比较。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。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，但并不要求必需如此。固然，用户可以对模型 承受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）来进展p-方法求解，但是该单元应当至少有中节点。这样，不管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-方法的优点对于构造线性静力分析而言，p-方法求解选项供给了比传统h-方法（已在以前各章论述）更多 的优点。最显著的优点是，不需用户严格地把握网格，就可以使求解提高到适宜的精度水平。假设用户是有限元分析的手，或者在网格设计时没有坚实的根底学问，你可能更宠爱这种方法，由于这种方法减轻了用户手工设计准确网格的负担。此外，P-方法自适应加密方法供给了比h-方法更准确的误差评估，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 断裂或疲乏组件），p-方法为在这些点上取得要求精度的结果供给了极佳的方法。6.3 应用p-方法用P-方法进展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：/PMETHGUI:Main Menu Preferences p-method2.定义p-单元假设用户在GUI外工作，定义p-单元让程序知道要承受p-方法求解，不再需要用其他命令 来初始化p-方法。假设在GUI内工作，可在输入窗口中用ET命令来激活p-方法。请记住，ET命令必需在输入窗口中输入，由于除非激活p-方法，缺省时在GUI上只显示h-单元。命令:ETGUI:Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete6.3.2 建模必需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共同的。见ANSYS Modeling and Meshing Guide。在下面将争论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四周体单元(SOLID体8);5、3D 壳单元(SHELL150)。留意-h-单元和p-单元不能在模型中同时激活。6.3.2.1.1指定p-水平范围在应用p-单元时，有很多项选择项可用。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和KEYOPTQ)局部地 指定，也可以通过PPRANGE命令全面地通过整个模型把握。缺省时，p-水平范围是28。在指定p-水平范围时，如同时应用K EYOPT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，如用PPRANGE设置了总体p-水平范围38,然后又对PLANE145单元定义了 局部p-水平范围46(ET,1,145,4,6)。则PLANE145单元的p-水平范围将为46,而模型内 的其他局部将为38。在(缺省的)开头的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2O也就是说这些单元的p-水平保持为2,而取消其他进一步的收敛检查。在 每次迭代上还进展附加的检查，以固定在已收敛单元的p-水平。留意-对于SHELL150单元，收敛检查的开头水平为3而不是2O应用局部p-范围把握来删除对高阶p-升级不重要的区域。应用全局p-范围来把握总体的 P-水平。这些范围把握并不是必需的，但p-升级到很高的p-水寻常，会增加CPU时间。因此，这种把握有其优点。1、定义局部p-水平范围。命令:ETGUI:Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete2、定义全局p-水平范围。命令:PPRANGEGUI:Main Menu Preprocessor Loads-Load Step Opts-p-MethodSet p range参见ANSYS Element Reference中论述上述单元的内容。6.2.2.2指定材料特性和/或实常数6.2.2.2.1材料特性P-单元的材料特性可以是常数或温度相关，各向同性或正交异性。与其他构造分析类似，假设用户打算施加惯性载荷(如重力或转速)，则还要指定计算质量所需的密度(DENS)。必需定 义弹性模量(EX)，假设施加热载荷还要指定热膨胀系数(ALPX)。命令：MPGUI:Main Men u Preprocessor Material Props Material ModelsStructural DensityMain Menu Preprocessor Material Props Material ModelsStructural Linear Elastic IsotropicMain Menu Preprocessor Material Props Material ModelsStructural ThermalExpansion Coef lsotropic警告p-单元不支持正交异性材料方向定义所用的单元座标系ESYS。全部单元座标系均 平行于总体直角坐标系。6.3.2.2.2实常数用户可能要定义2D单元的厚度。对于SHELL150单元，必需定义厚度。命令：RGUI:Main Menu Preprocessor Real Constants6.3.2.3 定义几何实体用户可用ANSYS Modeling and Meshing Guide中所述的各种技术来建立几何实体。也 可以通过ANSYS Connection从CAD系统中输入几何实体。假设用户在ANSYS内建立几何实体，则可以应用实体建模和直接生成技术。留意-在打算用P-网格时，不推举承受直接生成法，由于P-单元要求在单元的几何定义中 要有中节点。在外表曲率重要的状况下，可以不严密地手工定义每一个中节点。此外，EMID命 令不会在曲线上放置节点。因此应用实体建模在生成中节点方面要便利得多。用户不应遗漏p-单元的任何中节点。假设用直接生成法或从另外资源输入网格，请记住：1、曲的单元边不应当超过30。的弧。2、相邻边的角度应当在10-170。之间，单元外形检查将警告说相邻边应当在30-150 之间，但对p-单元来说此值在10-170。间通常还是可承受的。3、一个简洁的法则是保持形态比（单元长宽比）小于20:1。6.3.2.4 把模型离散成实体或壳单元6.3.2.4.1 承受程序缺省方法在生成了实体模型以后，现在可以应用p-单元来划分网格了。有关方法参见ANSYS Modeling and Meshing Guide 7O与h-单元相比，对于p-单元来说，程序将在缺省状况下生 成较粗的网格。通常不需指定任何网格尺寸把握，由于缺省值一般可给出足够的网格。此外，每个单元的p-水平，在分析期间将被操作，以得到准确和有效的结果。对于工程设计争论，由 相对较粗糙的、无梯度网格得到结果，精度通常就已足够了。（有梯度网格是指在模型中，关键 位置网格较密，而其他地方相对较粗的这样一种粗密过度网格）。留意-自适应网格技术在p-方法中无效。6.3.2.4.2指定网格把握缺省时，DESIZE命令自动把握单元尺寸。对于自由网格，用户也可以承受智能尺寸特性 SMARTSIZ日把握单元尺寸。对p-单元来说智能尺寸通常生成质量较高的单元，因此建议使用。（在影射网格时，智能尺寸无效）。命令:SMRTSIZEGUI:Main Menu Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-SmartSize-Basic或命令:DESIAZEGUI:Main Menu Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-Manual Size-Global-Other留意-由于p-单元的网格相对较粗些，因此p-单元分析时缺省的单元尺寸与h-单元所用的 不同。见SMRTSIZE和DESIZE命令的说明。对于断裂或疲乏分析，用户可能照旧需要指定网格把握，由于网格必需足够密才能得到适 宜的精度（在关键区域四周）。在这种状况下，例如在有数个几何过渡区时，用户可能还需要指 定网格把握，以免分网失败。对于曲线的几何实体，可能也需要指定网格把握，在这里很难承受缺省的网格尺寸设置取 得成功分网。在缺省条件下，可能产生外形很差的单元，这是由于不能用完可能少的单元来匹 配曲线倒角。用户定义的网格把握可减小这一困难。6.3.2.4.3建立良好网格的一些技巧1、细分简洁的几何实体，或者把其当作一系列几何实体来建立。一个根本原则是，假设你 站在一个几何体的里面，你应当能看到全部的角落。假设这样做不到，就应当考虑把这个几何 体细分成多个几何体。2、相互“平行或接近的线上的划分数目应当相当均衡。智能分网方法SMRTSIZE对这种 要求把握良好。然而，假设应用DESIZE方法，则应当设置局部网格把握，以使该区域到达 良好的网格。3、对于类似于梁或壳的模型，在分网模型的厚度方向应用一个单元。智能网格把握将自动 这样做。但是假设承受DESIZE方法，则要把单元的缺省尺寸MINH设置为DESIZE,1。rMfntapMsthtHi IlDyiX o*图6-1风扇模型p-单元与h-单元的比照6.3.3 建模的其他信息6.3.3.1 查看单元模型子网(Subgrid)方法是一种显示模型的方法，其中显示的单元曲率的量可以把握。用户可以 显示模型中各种不同程度的曲率，只要指定单元显示时的“小片”数目。所谓“小片(facets)”是用 于代表单元面或边的真实曲线的线性分片近似。大量的“小片”可以更光滑地代表p-单元的图形 显示。对于p-单元显示，PowerGraphics是缺省的图形显示方法。这一方法要比完全模型方法 快得多。参见 10o关于/EF ACET,参见后面的论述。命令：/EFACETGUI:Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape6.3.3.2 相合用户可以耦合p-单元上的节点间的自由度以把握节点求解行为。全部耦合节点，将强迫其 在指定的节点座标系方向上有同样的位移值。位移值要待分析完成之后才知道。命令:CPGUI:Main Menu Preprocessor Coupling/Ceqn Couple DOF s耦合集中定义的第1个自由度设置为主自由度，其他全部自由度则从求解矩阵中删除，由 于它们与主自由度一样。留意-对于p-单元，假设中节点也是同一耦合集中的一局部，那么只有角节点可以定义为 主自由度。对于p-单元，只有下面描述的节点组合才在耦合时允许，而任何从这些组合中的导出似乎 会产生奇异。6.3.3.2.1 允许的角节点料合1、同一单元的二个角节点耦合。I另 f；CP图6-2 一个单元的节点耦合2、相邻单元边/面之间二个节点耦合。CPA.UX3.11图6-3相邻单元间的节点耦合63322允许的中节点耦合1、单元边和面上的角节点都属于同一耦合集。只有角节点可以定义为主自由度。3 5人也猛3 butNOr CMUV3图6-4 2个角节点的耦合2、耦合集中的全部节点都是中节点。在这种状况下，其中一个中节点必需被定义为主自由度，但这仅限于在同一耦合集中无角节点的时候才有效。CP0 1axl6.16图6-5全部耦合节点的是中节点留意-假设在一个p-单元中，你已经耦合了面或边（即单元上全部的边或全部在单元边上的 节点均被耦合），该边或面的p-水平将维持为2O此外，在p-单元分析中，约束方程（用于代表 相对刚性部件）是无效的。6.3.4 施加载荷和求解1 进入 SOLUTION命令：/SOLUGUI:Main Menu Solution2定义分析选项可以选择下面三个方法之一求解P-方法分析产生的联立方程。参见ANSYS Basic AnalgsisGuide）3O1）波前求解器2）JCG求解器3）PCG求解器（推举）命令：EQSLVGUI:Main Menu Solution-Analysis Type-Solln ControkSornOptions TabMain Menu Solution Unabridged Menu Analysis Options建议用户承受PCG求解器来分析p-单元。对于3D实体模型以及对于格外大型的2D模型（通常大于40,000自由度），PCG求解器一般要比JCG求解器和波前求解器快：1）对于p-单元，PCG求解器比波前求解器快5-10倍；2）对于p-单元，PCG求解器要比JCG求解器明显的快；3）对于激活4阶或更高阶的p-水寻常，PCG求解器可以大大节约计算机时。在某些状况下，如在模型中包含大形态比或材料不连续时，在用PCG求解器时，要进展大 量所迭代才能到达收敛。这时可在EQSLV命令中应用MULT选项增大最大迭代数。这一选 取项仅在用PCG求解器求解时有效。见ANSYS Commands Referenced中对EQSLV命令的说明。但PCG求解器在p-单元的壳单元时无效。参见ANSYS Basic Analgsis Guide3O3加载把载荷施加到实体模型（关键点、线、面）或有限元模型（节点和单元）。但惯性载荷（如重力、转速等）除外，它与模型无关。参见ANSYS Basic Analgsis Guide 2O内部自由度和节点座标系为了正确地施加边界条件，用户需要了解节点座标系，以及如何处理不与一个节点相连的 自由度。自由度是指单元上允许的运动或变形。不与一个节点相连的自由度称为内部自由度。1）内部自由度允许单元对真实解进展近似。在每一个循环中，随着p-水平的提高，在单元 中将添加更多的自由度。其中一些自由度位于单元边界上（边或内部面），导致变形为28阶多 项式。在很多状况下，p-水平越高，变形越简洁，也更近似于真实解。2）节点座标系在每个节点上定义自由度方向。每个节点有自身的节点座标系，缺省时平行 于总体直角坐标系（不管该节点定义为何种座标系）。节点可以旋转到一个节点座标系NROTAT）。然后在节点座标系中施加约束和力。参见ANSYS Modeling and Meshing Guide）。程序把内部自由度对齐节点座标系（由单元面或边缘上的节点定义）。在已旋转的节点座标系上，节点所施加的位移约束，只有在定义该边缘或面的全部节点也 旋转进一样的座标系时，才施加到单元边缘或面上的内部自由度上。见图6-6o因此，施加于 相邻外表节点上的任何对称/反对称位移边界条件应参照一样的座标系。假设把对称/反对称位移 边界条件施加于面或线上，应当验证在每个面上的全部点都在一样的方向上进展约束。否则对 各个节点分别施加边界条件。假设某条边或面上节点的自由度没有被完全约束即只有局部被约束，如仅约束UX，并且这些节点的节点旋转不一样，与之相关单元的P-水平超过了 3,那么这些节点上的应力结 果可能不够准确。节点座标系不必与总体直角坐标系平行。在用户模型外表涉及对称或反对称位移约束时，就会形成不平行于总体直角坐标系的节点座标系。图6-6旋转节点上的约束可用于p-方法分析的载荷表2-5列出了可应用静力分析的载荷。下面简洁争论各种类型的载荷。1)位移(UX,UY,U乙ROTX,ROTY,ROTZ)是在模型边界上指定的自由度约束，用于定义 刚性支承点。也可以用于指定对称边界条件及运动的点。标号所指的方向承受节点座标系。施加于单元边或面上全部节点的位移边界条件，也将约束沿该边或面的高阶变形。因此，假设在该方向上全部节点均未约束，则约束的将是低阶变形，而不是高阶变形。绝不能仅仅约 束一个边上的中节点的位移。但是，可以在角节点上施加单个约束。强迫运动可以仅在一个单元边或面上线性变化。程序将无视抛物线变化的强迫运动。2）力（F X,F Y,F Z）是在模型外部指定的集中力。位于节点座标系。3）力矩（MX,MY,MZ）是模型外部指定的集中力矩。位于节点座标系。借旬i）应当避开施加单个点的载荷或约束，由于这样可能引起应力奇异。假设施加了这种载荷 或约束，要把与这些节点相连的单元在收敛计算中剔除。参见后面争论。ii）不要在中节点施加力和力矩。力和力矩只能施加在角节点。此外，面外力矩（单元 ROTL）不应施加于SHELL150单元。4）压力（PRES）是外表载荷，一般施加于模型外部。正压力指向单元面（使单元受压）。5）温度（TEMP）,用于争论热膨胀或收缩（即热应力）效应。如要计算热应变则必需定义热膨 胀系数。可以从一个热分析中读入温度，也可以在节点或几何实体模型关键点上直接指定温度。从热分析中提取温度数据：把p-单元模型分网；把p-单元类型转换成以下热单元类型；PLANE145-PLANE77,PLANE146-PLANE35,SOLID147-SOLID90,SOLID148-SOLID87，但温度分析中无与 SHELL150 相应的单元。执行热分析；把单元类型改回p-单元类型以便执行p-方法构造分析；剩下的分析与h-单元分析方法一样，参见ANSYS Thermal Analgsis Guide。重力、旋转等，是影响整个构造的惯性载荷。如要包括惯性力，必需定义密度。4指定载荷步选项。以下求解选项有助于p-方法分析的求解：收敛准则；P-水平把握；考虑应力奇异。如本节前面所述，p-方法分析涉及一系列的迭代或循环，每次都要检查收敛性。PPRANGE 命令用于指定p-水平可以变化的总体范围（28）。对于从p=2开头的分析，每个单元将按所建 立的准则PCONV进展收敛检查。如解在所需的容差PMOPTS内，则该单元将保持p-水平为2。而未收敛到指定容差（即第一次迭代未固定p=2）,将增加p-水平，并开头执行另一次求解（迭代）。在每次迭代中都检查收敛准则（应变能、位移、应力等）。假设收敛，则停顿求解。而且，每次 求解收敛的这些单元将保持其当前的p-水平。这样始终分析下去，直到符合全部收敛准则，或到 达最大的p-范围为止。指定收敛准则收敛准则可以是全局的（应变能），也可以是局部的。假设用户对某些点上的结果特别感兴趣，则 可以承受局部准则。承受这个选项来指定模型中的哪些区域用于监视分析收敛，以及用怎样的 收敛准则来把握收敛。典型地，可以选择关注的几个点（节点），在其中指定收敛准则（挠度、应 力、应变等）。大多数状况下，缺省的收敛容差（5%）足以取得良好结果。假设要求更准确结果的 话，如对于疲乏计算等，用户也可以降低这个值。对于设计争论或优化设计，高一些的容差可 削减计算时间。命令:PCONVGUI:Main Menu Preprocessor Loads-Load Step Opts-p-MethodConvergence Crit对于SHELL150单元，用户可以选择一个层（TOP,MID,BOT）来指定应力或应变收敛准 则。假设分析的是折壳，建议选择MID来进展收敛检查。警告不要选择奇异节点或沿材料交界面上的节点来指定应力或应变收敛准则。由于奇异，这些点可能始终不收敛。在选择用于指定收敛容差的位置时，应当关注高应力区域，或最大位移的点，而不是应力、应变或位移相对不显著的位置。指定p-水平把握用户可以选择开头（缺省为2）和最大（缺省为8）p-水平PPRANGE。假设用户曾经完成过计 算，想要执行重分析（如设计转变），并且知道大多数单元将发生收敛的最终p-水平的话，可能 期望用一个较高的p-水平作为开头。用户还可能要把最大p-水平限制到小于8,以减小占用磁 盘空间和运行时间。通过单元的K EYOPT选项来调整模型中的开头和最大p-水平。考虑应力奇异假设模型中包含未倒圆的凹角（内部的或凹的），或包含点载荷，或其他应力奇异的区域，则 应当在收敛计算时把这些区域剔除。应剔除节点之一是奇异点的全部单元。但是在断裂力学分 析中除外，这时不应当剔除在裂缝端或在其四周的单元。命令：PEXCLUDEGUI:Main Menu Solution-Load Step Opts-p-Method-Strain Energy-Exclude Elems用户可以重关联，或重包含这些单元来进展收敛检查。用户可以用列表 PINCLUDE.STAT;PEXCLUDE.STAT;或*GET或打印EPLD命令来确定哪些单元被包括 或被剔除。被剔除的单元将在图中反白显示。也可以用ESEL命令ESEL,PEXC或ESEL.PINC 或相应菜单来直接选择包含和剔除哪些单元。这些方法把这些单元当作为一个组元CM。命令:PINCLUDEGUI:Main Menu Solution-Load Step Opts-p-Method-Strain Energy-Include Elems5保存数据库并备份到文件保存数据库并备份到一个文件。命令:SAVEGUI:Utility Menu F ile Save As6求解开头p-水平迭代和求解。输出文件将供给每一个循环的总体信息，说明当前的p-水平，收 敛统计，以及多少单元已收敛等状态。命令：SOLVEGUI:Main Menu Solution Current LS6.3.5 常见问题解答假设分析不成功，可尝试用如下的方法来推断和改正：问题：检测到Negative Pivot”。可能的缘由：约束缺乏，存在刚体运动（部件可在一个方向上滑动或转动等）解决方法：添加约束以阻挡刚体运动。问题：求解无法收敛到要求的容差。可能的缘由和解决方法：这有很多缘由。可用通用后处理器/POST1来找到解决方法。可能缘由解决方法收敛准则太紧（对于最大允许P-水平和网格来说）放松收敛准则在奇异点上指定了收敛准则（奇异点上应力和应变值无限大，如载荷作用点），或者未剔除奇异点四周 的单元不要监视奇异点网格太粗糙，特别是高应力位置重加密网格最大P-水平太低，无法得到所需的收敛增大p-水平的最大值收敛准则设置在这样的位置：曲线边界上相邻单元边的夹角大于55对该区域细化网格6.3.6 检查结果在ANSYS中，通用后处理程序/POST1的根本方法已在ANSYS Basic Analysis Guide 中4论述。虽然大局部功能也可直接用于p-方法的分析，但p-方法分析的结果检查有一些特别 的地方，如：单元子网（Subgrid）;查询子网结果；打印和显示节点和单元结果;方法显示和列表的特别性。P-方法分析的结果，写到结果文件(Jobname.RST)中，包括如下数据：初始解-节点位移(UX,UY,ROTX等)导出解-节点和单元的应力、应变、单元力等。留意-在后处理阶段查看位移以前，必需首先把结果数据从结果文件(Jobname.RST)读入 到数据库中SET。结果文件中，温度应变不行用。时间历程后处理器/POST26也可以用于p-方法分析，但功能有所限制，由于p-单元只能 用于线性静力分析。本节将论述这些从标准后处理演化而来的方法，如打印和显示操作等。在 阅读本节以前，请回忆ANSYS Basic Analysis Guide中后处理的有关内容。6.3.6.1 p-单元子网如前所述，p-方法有限元模型通常要比h-方法的有限元模型的单元数要少，相应地网格较 粗，因此在POST1中设计了子网方法来观看结果。在子网方法中，每一个p-单元划分成数个 小一些的“h-单元”。几何曲率以及场量(位移、应力等)的输出和显示都受这一方法的影响。在大 多数状况下，大量的小片(facets)将使单元外表和p-单元结果等值线显示更为光滑。进入子网方法的命令是/EF ACET,NUM,其中NUM代表每个单元边上的小片数目(Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape)o 下面的例子说明白/EF ACET 命令如何把一个 四边形单元细分。如NUM=2，则每个边上有2个小片，而单元被分成4个子网小片，在单元“中 心”增加了一个伪节点。假设NUM=4,则每个单元边有4个小片，这样每个边上增加了 2个伪 节点，单元内部则增加了 9个伪节点，而单元被分成16个子网小片。priy9ca!ncdtNUM-2NUMU图6-7四边形单元的p-单元子网一般规章是，对于网格格外粗糙的模型，或者p-水平大于3的模型，应当考虑承受NUM=4 来观看场量。由于在每个子网上都可显示结果，因此在NUM=4时可得到更多的信息。6.3.7 查询子网结果可用直接或交互方法查询子网结果。可以得到全部子网点（或单元）结果。命令：无等效命令。GUI:Main Menu General Postproc Query Results可在查询以前用/EFACET命令激活的全部子网位置上的应力、应变、位移。6.3.8 打印和显示节点和单元结果对于PLANE145,PLANE146.SOLID147,SOLID148单元，可在全部节点位置上（包 括角节点和中节点）列出PRNSOL位移、应力和应变。对于SHELL150单元，可在顶/底和中 间层位置列出（由SHELL命令把握）和显示结果。与此相像，这些节点值可以用等值线显示 PLNSOL,其中等值线的划分由/EFACET命令把握。留意-SHELL150单元的结果在顶、底层上同时显示。在跨过p-单元边界观看节点场量（PRNSOL,PLNSOL,或应用查询函数）时，结果可能按 不同方式显示。结果数据可能沿单元边界上平均与AVRES命令一起。可以在全部边界（缺 省），或在除实常数和/或材料特性不连续外的全部边界上进展结果平均。假设存在几何不连续,在这些位置结果将不进展平均处理。留意一AVRES对节点自由度解（UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ等）无影响。对于全部的p-单元，可以在未变形构造上或在未变形构造边缘上显示变形图PLDISP。在 应用Powergraphics时/GRAPHICS,POWER，位移外形图反映了每一个计算的子网/EFACET 的位移。对于PLANE145,PLANE146,SOLID147,SOLIP14 8单元，可对每个单元在全部节点 位置列出应力和应变PRESOL。SHELL150单元的结果可在顶层、中间和底层上列出，首先 列底层。p-单元输出与h-单元输出类似，节点结果为非平均值，并按单元号排序。与高阶h-单元的 输出不同的是，p-单元结果是对全部的节点位置的（角节点和中节点）。可以对整个模型/GRAPHICS,FULL或仅模型外表/GRAPHICS,POWER输出或显示结果。留意-应用/PMETH.ON命令或定义p-单元，将激活PowerGraghics,除非在此之前应用 了/GRAPHICS FULL命令。与此类似,/PMETH.OFF命令将关闭PowerGraphics,除非在 此之前应用了/GRAPHICS.POWER命令。6.3.8.1特别的p-方法显示和列表有三个命令是特地用于为列表或显示p-单元结果数据的：PRCONV,PLCONV,PPLOT。用户可以输出PRCONV或显示PLCONV以前定义的收敛值PCONV-特征p-水平图。特征 P-水平相应于在SOLUTION期间到达的从最少值PPRANGE到最大p-水平范围。最终关联到 各个单元的p-水平可以用PPLOT命令来观看。观看在模型中指定位置的局部收敛准则的一种 简洁方法，是显示所关注位置的符号/PSYME,PCON,然后用单元或节点打印命令。6.4 p-方法分析例如（GUI方法）6.4.1 问题描述在本例如中，对一张中心有圆孔的钢板执行p-方法分析。6.4.2 几何与材料特性由于对称条件，取出模型的1/4来进展分析。承受PLANE145单元。板的厚度为0.25 in。载荷为P=(100)(10)(0.25)=250 lbs(作用于右端的总载荷)。图6-8有圆孔的钢板6.4.3 求解6.4.3.1 设置分析标题在进入ANSYS后，按如下步骤设置分析标题。1、选择“Utity Menu F ile Change Title”。2、输入“p-Method Plate with Hole,并按“OK”。6.4.3.2 选择p-方法1、选择Main Menu Preferences。消灭Preferences for GUI F iltering”对话框。2、按Structural method on,然后按p-Method Struct”。3、按“OK”。6.4.3.3 定义单元类型和选项1、选择Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Deleteo2、按“Add。消灭Library of Element Types对话框。3、按“OK”承受缺省的“2D Quad 145”。4、按Options。消灭PLANE145 element type options”对话框。5、在Analysis type”下拉框,中选择Plane Stress+TK。6、按“OK”。7、按“Close”。6.4.3.4 定义实常数1、选择Main Menu Preprocessor Real Constant Add/Edit/Delete,o2、按“Add。消灭Element Type for Real Constants对话框。3、按“OK。消灭“Real Constants for PLANE145”对话框。4、输入厚度0.25,并按“OK”。5、按“Close”。6.4.3.5 定义材料特性1、选择Main Menu Preprocessor Material Props Material Models。消灭Define Material Model Behavior对话框。2、在Material Models Available”窗口中，双击Structural-Linear-Elasticlsotropic,消灭一个对话框。3、输入弹性模量30e6。4、输入 PRXY=0.29。左侧窗口 中消灭Material Model Number 15、选择Material Exit退出。6.4.3.6 建立有中心孔的板1、选择Main Menu Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Rectangle ByDimensions%消灭Create Rectangle by Dimensions”对话框。2、输入X坐标0,20;Y坐标0,10o3、按“OK”。现在在图形窗口中消灭一个长方形。4、选择Main Menu Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Circle By Dimensions%消灭Circular Area by Dimensions”对话框。5、输入外径;5O6、按“OK”。在图形窗口中，在长方形左下角消灭一个圆。7、选择Menu Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Subtrac Areas%:肖灭 Subtract Areas”拾取框。8、在长方形上拾取。9、在拾取矿按“OK”。然后消灭另一个Subtract Areas”拾取框。10、在圆上拾取。11、在拾取框中按“OK”。现在长方形左下角移走了一个半圆。6.4.3.7 分网1、选择Main Menu Preprocessor MeshTool。消灭MeshTool。2、按“SmartSize”方框，并把滑块拖到5。3、在“Mesh section”中选“Areas”和“F ree。按“MESH”按钮。消灭“Mesh Areas”拾取框。4、按“Pick All”。现在建立了网格。5、按“Close”。6、在工具条中按“SAVE_DB”。6.4.3.8定义对称边界条件1、选择Utity Menu Select Entities),o2、在顶部两个框中，选择“Nodes”和“By Location”。3、在 Min,Max 域输入 0,按“OK”。4、选择Main Menu Solution-Loads-Apply-Structural-Displacement-Symmetry B.C.-On Nodes。消灭Apply SYMM on Nodes 对话框。5、按“OK”承受缺省的对称面垂直于X-轴。左边下方消灭位移符号。6、选择Utity Menu Select Entities,o7、按coordinates”翻开它。然后按“0K”。8、选择Main Menu Solution-Loads-Apply-Structural-Displacement-Symmetry B.C.-On Nodes。消灭Apply SYMM on Nodes 对话框。9、在Symm surface is normal to中选丫-axis”。10、按“OK。下边消灭位移符号。6.4.3.9 定义右边上的压力1、选择Utity Menu Select Entities,o 消灭Select Entities对话框。2、按“X coordinates”翻开它。3、在Min,Max域输入20,然后按“OK”。4、选择Main Menu Solution-Loads-Apply-Structural-Pressure On Nodes。消灭 Apply PRES on Nodes”拾取框。5、按“Pick All。消灭“Apply PRES on Nodes”对话框。6、输入压力:100,并按“OK”。7、选择Utity Menu Select Everythingo6.4.3.10定义收敛准则1、选择Utity Menu Parameters Scalar Parameters%消灭Scalar Parameters”对话框。2、在选择域,输入“NCVG=NODE(0,5,0)H,并按“Accept”。3、按“Close”。4、在ANSYS输入窗口，输入PCONV.I.S.X.NCVG,按回车。6.4.3.11求解问题1、选择Main Menu Solution-Solve-Current LS%2、认真检查状态窗口消灭的信息，然后关闭之。3、在“Solve Current Load Step”对话框中按“OK”开头求解。4、在“Solution is done”窗口消灭时，按“CLOSE”关闭之。6.4.3.12 检查结果和退出ANSYS1、选择Main Menu General Postproc-Read Results-F irst Set。2、选择Main Menu General Postproc Plot Results Deformed Shape。消灭Plot Deformed Shape”对话框。3、按“Def+undeformed”项。然后按“OK”。在ANSYS图形窗口中消灭变形前后的图形。4、选择Main Menu General Postproc Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu。消灭 Contour Nodal Solution Data”对话框。5、在左侧选“Stress”,在右侧选“X-direc