本文主要是介绍火种计划1-Matlab开发有限元仿真软件(第一期2023.3.1),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
- 目录
1.ANSYS进行节点矩阵导出
(1)节点信息文本
(2)如何导出NLIST文件
(3)NLIST文件参数含义
2.ANSYS进行单元信息导出
(1)单元信息文本
(2)如何导出ELIST文件
(3)ELIST文件参数含义
(4)其他生成单元关联矩阵方法
1.ANSYS进行节点矩阵导出
(1)节点信息文本
在ANSYS软件中,NLIST文件是指包含节点(Node)信息的文本文件,其扩展名为“.n”或“.nlist”。该文件记录了在有限元分析中使用的所有节点的坐标、编号和其他相关信息。通常情况下,节点信息包括节点的三维坐标、节点编号、节点所属的单元编号等。
该文件在有限元分析过程中扮演着重要的角色,因为在进行后处理分析时,可以通过读取NLIST文件来获取节点信息,进而用于绘制模型、计算节点应力、应变等。此外,NLIST文件还可以作为其他软件或编程语言的输入文件,以便在不同的环境中使用ANSYS模型。
(2)如何导出NLIST文件
在ANSYS中导出NLIST文件可以通过以下步骤:
- 打开ANSYS软件并加载模型。
- 在主界面中选择“Solution”模块,然后在下拉菜单中选择“Analysis Settings”。
- 在“Analysis Settings”对话框中,选择“Solution”选项卡,然后选择“Nodal Solution Output”。
- 在“Nodal Solution Output”对话框中,选择“Write Nodal Solution Data”并设置输出文件名和路径,选择“Node”并取消勾选“Write All Node Numbers”,然后点击“OK”按钮。
- 在ANSYS的命令窗口中输入“/post1”命令并回车,然后输入“nwrite,file='输出文件名.n'”命令并回车,即可导出NLIST文件。
需要注意的是,在导出NLIST文件前,需要先运行有限元分析并获取节点信息。另外,在导出NLIST文件时,也可以根据具体需要设置输出节点类型、坐标系等选项
(3)NLIST文件参数含义
在ANSYS中,NLIST文件的每一行包含了一个节点的信息,通常包括以下几个字段:
node_number, x, y, z, node_type, nodal_reference_point, coordinate_system_number
下面是对每个字段的物理意义的解释:
-
node_number
:节点编号,通常是一个正整数,用于唯一标识每个节点; -
x
:节点在X轴上的坐标,通常是一个实数,表示节点在三维空间中的位置; -
y
:节点在Y轴上的坐标,与X坐标类似,通常是一个实数; -
z
:节点在Z轴上的坐标,与X坐标和Y坐标类似,通常是一个实数; -
node_type
:节点类型,指定节点在有限元分析中的作用,通常有以下几种类型:- 0:普通节点,用于定义连续体的自由度;
- 1:位移约束节点,用于定义位移约束;
- 2:力约束节点,用于定义力约束;
- 3:位移和力约束节点,用于定义同时存在位移约束和力约束的节点。
-
nodal_reference_point
:节点参考点,指定节点的参考点,通常用于定义位移和力约束; -
coordinate_system_number
:坐标系编号,指定节点所在的坐标系编号,通常用于定义局部坐标系。
需要注意的是,不同版本的ANSYS软件中,NLIST文件的格式可能会有所不同,因此在使用时需要注意查看软件文档中的具体说明。
2.ANSYS进行单元信息导出
(1)单元信息文本
在ANSYS中,ELIST文件是一个文本文件,其中包含有限元模型中使用的元素列表。这个文件的主要作用是描述有限元模型中的所有单元,并提供有关每个单元的信息,例如单元编号、节点编号、材料属性、几何形状和边界条件等。
ELIST文件通常由ANSYS程序自动生成,并且可以用于各种目的,例如:
-
用于输出特定单元的信息,如节点坐标、材料属性等。
-
用于生成与有限元模型相关的图形和动画。
-
用于检查有限元模型的质量和准确性。
总之,ELIST文件是ANSYS中非常重要的一个文件,它包含了有限元模型中所有单元的信息,可以帮助工程师更好地理解和分析有限元模型的性能和行为。
(2)如何导出ELIST文件
在ANSYS中导出ELIST文件很简单,只需要按照以下步骤进行操作:
-
打开ANSYS Mechanical或ANSYS APDL软件。
-
打开已有的有限元模型或创建一个新的模型。
-
运行ANSYS中的“/OUTPUT,ELIST”命令或从菜单栏中选择“File” -> “Export” -> “Element List”。
-
指定要导出的文件名和文件路径。
-
点击“Save”按钮以保存文件。
注意事项:
-
导出的ELIST文件只包含与有限元模型中的单元相关的信息,如节点编号、材料属性、几何形状和边界条件等。
-
导出的ELIST文件是一个文本文件,可以使用任何文本编辑器打开和编辑。
-
在导出ELIST文件之前,确保你已经按照要求正确设置了有限元模型中的单元类型、材料属性、几何形状和边界条件等信息。
(3)ELIST文件参数含义
在ANSYS中,ELIST文件包含了有限元模型中所有单元的信息,其中包含了许多参数。下面是一些常见的ELIST文件参数及其含义:
-
ELEMENT TYPE:单元类型,例如SOLID186、SOLID187、SHELL181等。
-
ELEMENT ID:单元编号,从1开始。
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NODES:节点编号,描述了每个单元所包含的节点编号。
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MATERIAL:材料属性,例如弹性模量、泊松比、密度等。
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SECTION ID:截面属性编号,用于描述单元截面的形状和尺寸。
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SHELL THICKNESS:壳单元厚度,用于描述壳单元的厚度。
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ORIENTATION ANGLE:单元方向角度,用于描述单元的方向。
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REAL CONSTANT:实数常数,用于描述单元的特殊参数,如弹性垫片的刚度系数等。
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ELEMENT DEACTIVATION STATUS:单元去激活状态,用于标记不需要参与计算的单元。
-
GROUP ID:单元所属的分组编号,用于方便地对单元进行分类和选择。
总之,ELIST文件中的参数描述了有限元模型中每个单元的属性和特征,这些参数对于分析和设计有限元模型非常重要。需要注意的是,不同的单元类型可能会包含不同的参数,因此在使用ELIST文件时,需要仔细查看每个单元类型的参数列表。
(4)其他生成单元关联矩阵方法
在ANSYS中,可以使用下列步骤导出单元关联矩阵:
-
创建有限元模型,并保存为ANSYS数据库文件(例如:*.db文件)。
-
进入ANSYS Mechanical APDL(ANSYS经典界面),并输入下列命令:
/output,macro
/prep7
*get,nnode,node,0,count !获取节点总数
*get,nelem,elem,0,count !获取单元总数
nnum=0 !初始化节点编号
open,matrix,,txt !创建文本文件用于存储单元关联矩阵
do j=1,nelem type,elem,j !获取单元类型
nnodes=get,node,elem(j),num,node !获取单元节点编号
nnum=nnum+1 !更新节点编号
write,matrix,1,nnum,(nnodes(k),k=1,nnodes(0)) !将单元关联矩阵写入文件
enddo close,matrix !关闭文本文件
运行上述命令后,系统将自动在当前工作目录下创建一个名为“MATRIX”的文本文件,该文件包含所有单元的节点编号和位置关系,即单元关联矩阵。
需要注意的是,上述命令可以根据具体的有限元模型进行修改和调整,以适应不同的需求。此外,导出的单元关联矩阵通常是以文本文件形式存储,需要使用特定的软件或程序进行解析和处理。在使用单元关联矩阵时,应该先了解文件格式和内容,确保正确地读取和使用文件中的信息。
3.ANSYS进行边界条件导出
4.Matlab基础命令
5.Matlab源码
部分matlab源码如下,采用了大数法求解
clc
clear all
nodes=load('ELIST.lis');
nodes=nodes(:,7:9);%单元关联矩阵
xy=load('NLIST.lis');
xy=xy(:,2:3);%节点坐标
BCv=load('DLIST.lis');%第一类边界节点及其数值
NE=length(nodes(:,1));%剖分单元总数
NNode=length(xy(:,1));%节点总数
NBC=length(BCv(:,1));
epsilon=2*8.854e-12;%介电常数
KK=sparse(NNode,NNode);
F=zeros(NNode,1);
tic
for iel=1:NEnd1=nodes(iel,1);nd2=nodes(iel,2);nd3=nodes(iel,3);x1=xy(nd1,1);y1=xy(nd1,2);x2=xy(nd2,1);y2=xy(nd2,2);x3=xy(nd3,1);y3=xy(nd3,2);b=zeros(1,3);c=zeros(1,3);b(1,1)=y2-y3;c(1,1)=x3-x2;b(1,2)=y3-y1;c(1,2)=x1-x3;b(1,3)=y1-y2;c(1,3)=x2-x1;Ae=0.5*(b(1,1)*c(1,2)-b(1,2)*c(1,1));ke=zeros(3,3);for i=1:3for j=1:3ke(i,j)=epsilon/Ae/4*(b(1,i)*b(1,j)+c(1,i)*c(1,j));endendfor i=1:3for j=1:3ii=nodes(iel,i);jj=nodes(iel,j);KK(ii,jj)=KK(ii,jj)+ke(i,j);endend
end
toc
CST=max(max(KK))*1.0e15;
for ib=1:NBCbcnode=BCv(ib,1);%边界节点序号bcval=BCv(ib,2);%边界条件数值KK(bcnode,bcnode)=KK(bcnode,bcnode)+CST;F(bcnode,1)=CST*bcval;
end
fsol=KK\F;%求解
补充:
解释1:
解释2:
解释3:
这篇关于火种计划1-Matlab开发有限元仿真软件(第一期2023.3.1)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!