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ANSYS SOLID285的特点

(2015-11-06 21:11:58)
标签:

ansys

科研

分类: 软件(ANSYS、ADINA、SAP2000
ANSYS SOLID285的特点
1、除了能模拟不可压缩的弹塑性、大变形材料外,最鲜明的特点是目前唯一适用于网格非线性自适应功能的3D单元,可用来模拟桩体刺入土体的承载力及变形问题。
 Mesh-Quality-Based Criterion
 This criterion is defined for current-technology structural 3-D solid element SOLID285, a linear tetrahedral element. 
 具体应用可参考本人博文“ANSYS中桩端刺入土体的数值模拟”
http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f5beef70102wmtu.html

2、单元SOLID285的弊端之一
     在材料非线性模型中,当泊松比为0.49(即为饱和不可压缩材料)时,计算较容易收敛,当泊松比小于0.49(即为可压缩材料)时,计算很难收敛。主要原因是:
   The element is not computationally efficient when the model uses compressible material. In such cases, ANSYS, Inc. recommends using a more suitable (pure displacement) element such as SOLID185 or SOLID187.
   以下面一个简单的单一土层在自重作用下的应力求解为例,泊松比为0.49和0.4时的收敛历史如下图所示。
ANSYS <wbr>SOLID285的特点
                                             泊松比为0.40

ANSYS <wbr>SOLID285的特点
                                       泊松比为0.49
/filname,3DDP,1
/PREP7
SELTOL,1.0E-8
!-----------geometry parameters--------------- !mm
pilelength         = 18000                !斜向长度
freelength         = 6000                 !斜向长度
bondlength         = 12000                !斜向长度
hori_pilelength    = 16914.47             !cosa 水平长度
hori_freelength    = 5638.16
hori_bondlength    = hori_pilelength-hori_freelength

verti_pilelength    = 6156.36              !sina 竖向长度
verti_freelength    = 2052.12
verti_bondlength    = verti_pilelength-verti_freelength

d_plate   =200
D_pile    =600
d_shaft   =45.6

BOUDARY_SIZE  =4000
DIS_PLATE =3000

!---------inital meshing parameters------------
soil_esize = 800
shaft_esize = 200
!------------loading parameters----------------
shaft_disp = 600
!------------NLAD parameters------------------
skw_ = 0.9 !skewness threshold
freq = 1 !NLAD frequency (1 means check every substep)
start_time = 0 !beginning time for NLAD interval
end_time = 1 !end time for NLAD interval
!------------remeshing parameters---------------
sculpt_layers = 2 !number of sculpting layers
conc_ = 10 !concave patch splitting angle

conv_ = 10 !convex patch splitting angle
edge_ = 10 !edge splitting angle

!---------element types & settings-----------
et,1,285                                  ! for soil

!******************material properties*****************
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0 
MP,EX,1,11.2 !soil material properties
MP,NUXY,1,0.49        !poisson's ratio 
MPDATA,DENS,1,,1.9e-9    

TB,DP,1,,,  
TBMODIF,1,1,0.012 
TBMODIF,1,2,13.1 
TBMODIF,1,3,0 
!------------geometry creation-------------------
CSYS,0 
WPCSYS,-1,0    !几何体一般在工作平面中定位的(工作面对齐整体坐标CSYS,0)
BLOCK,-BOUDARY_SIZE,BOUDARY_SIZE,0,BOUDARY_SIZE,-(pilelength+BOUDARY_SIZE),0,
CM,SOIL,VOLU

ALLS
!-------------soil meshing----------------
type,1
mat,1          
real,1  

LESIZE,ALL,400, , , , , , ,1 

VMESH,SOIL 
!-----boundary conditions & loading-------
/SOL
CSYS,0
CMSEL,S,SOIL
ASEL,R,LOC,Y,0      
DA,ALL,SYMM    !施加对称约束
alls


ASEL,S,LOC,Y,BOUDARY_SIZE
DA,ALL,UY
DA,ALL,UX   
alls


ASEL,S,LOC,X,BOUDARY_SIZE
DA,ALL,UY
DA,ALL,UX     
alls

ASEL,S,LOC,X,-BOUDARY_SIZE
DA,ALL,UY
DA,ALL,UX     
alls

ASEL,S,LOC,Z,-(pilelength+BOUDARY_SIZE)
DA,ALL,ALL    
alls
 ------------------------------------------  
TIME,1  
CSYS,0
ACEL,0,0,9800,  
alls

solve
finish
 
3、单元SOLID285的可能弊端之二:容易造成剪应力丢失。
    具体算例详见博文1 “三维抗拔桩模型为何无剪应力”http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f5beef70102wqhh.html和博文2 “ANSYS中如何解决非线性不收敛的问题”http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f5beef70102wpku.html
 
4、单元SOLID285与单元SOLID187的对比
   详见博文“单元SOLID285与单元SOLID187的对比”http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f5beef70102wqi1.html    

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