1、第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理 165第 7 章ANSYS 命令：解题与后处理 Solution and Postprocessing本章介绍 solution 模块（/SOLU ）及两个 postprocessing 模块（/POST1 及/POST26）中所使用到的命令。在 solution 模块中，我们把命令分成三类（Figure 5-2）：指定 loads、指定 solution options，及执行 solve 的命令。本章第 1 节介绍前一类，后两类则在第 2 节介绍。第 3 节介绍 general postprocessing（/POST1）的命令。第 4 节则介绍
2、 time-history postprocessing（/POST26）的命令。最后，第 5 节以一个综合性的练习题作为本章的结束。166 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理第 7.1 节 负载Loads前面提过 Sec. 5.1.2 loads 可以指定在 analysis model（即 nodes、elements）上，或指定 loads 在 solid model（即 keypoints、lines、areas、volumes ）上。除此之外，针对动态的问题，必须指定 initial conditions，亦即初始时间的边界条件。这一节分别介绍 loads on analys
3、is model Sec. 7.1.1、loads on solid model Sec. 7.1.2、及 initial conditions Sec. 7.1.3 的命令。Loads 虽然可以指定在 solid model 上，但是解题的对象是 analysis model，所以那些指定在 solid model 上的 loads 终究必须移转 （transfer）到analysis model 上。这种移转的工作可以让 ANSYS 自动去完成：ANSYS 会在解题前先做负载移转的工作。或者你也可以在解题之前利用诸如 SBCTRAN Sec. 7.1.2 的命令去移转这些负载，因为有时侯你
4、希望在解题之前自己检视一下analysis model 上的 loads 是否正确。7.1.1 Loads on Analysis Model010203040506070809101112D, NODE, Lab, VALUEDSYM, Lab, Normal, KCNDCUM, OperF, NODE, Lab, VALUEFCUM, OperSF, Nlist, Lab, VALUESFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1 SFBEAM, ELEM, LKEY, Lab, VALI, VALJSFCUM, Lab, OperBF, NODE, Lab, VAL1B
5、FE, ELEM, Lab, VAL1BFUNIF, Lab, VALUE第 7.1 節 指定負載 1671314151617TUNIF, TEMPTREF, TREFBFCUM, Lab, OperACEL, ACELX, ACELY, ACELZOMEGA, OMEGX, OMEGY, OMEGZ, KSPINDOF Constraints 以上这些命令是 用来指定 loads 在 nodes 或 elements 上。第1、2、3 行是指定 degrees of freedom 的量，譬如指定某一节点上 x、y、z 的displacements 是多少，亦即已知解答；最常使用的是指定某些
6、节点上的变位为0，亦即固定着这些节点。D 命令（第 1 行）是指定某些节点（NODE ）上的某些自由度（Lab ）的值。Lab 用来决定哪一个自由度，对结构来讲可能是变位（UX、UY 、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ）等；对热分析来讲则是温度（TEMP）等。自由度的值则利用第 3 个参数（VALUE）输入；对结构来讲常常是 0，代表被固定（或被限制住）的自由度，若不是 0 时则表示一个已知的变位负载；对热分析来讲，则常是一个固定的温度。DSYM 命令（第 2 行）是在指定一个对称或反对称的条件。所谓对称（symmetric ）是指结构的几何形状及负载都是对称的（因此它的反应也是对称的） ，
7、而所谓反对称（antisymmetric ）是指结构的几何形状是对称的而负载是反对称的（因此它的反应也是反对称的） 。无论是对称或是反对称，analysis model只要描述一半就可以了，但是你必须在对称面（或反对称面）上标注对称条件（或反对称条件） 。对称或反对称条件是我们必须善加应用的，因为除了可以节省 modeling 的人力外，输出数据也当然跟着减少，而最大的好处是解题的时间会大量减少。注意，一个结构系统有时不只一个对称面（或反对称面） 。使用DSYM 命令之前，你先选取对称面（或反对称面）上的 nodes，然后再使用DSYM 命令。DSYM 命令中的 Lab 可以选择 SYMM（对
8、称）或是 ASYM（反对称） ；Normal 是垂直于这个对称面（或反对称面）的方向（X、Y、或 Z） ，坐标系统则是由 KCN 决定的。譬如 KCN 输入 1 时（圆柱坐标） ，对称方向是 Y 时，表示是沿着 方向对称的。有关对称与反对称的更进一步的说明，请参阅 Ref. 5, 168 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理DSYM。DCUM 命令（第 3 行）的意义与 FCUM 命令（第 5 行）是平行的，我们留待后面一起解说。集中载重 第 4、5 行是关于作用一个集中载重在一个 node 上。F 命令（第4 行） ，读成 force，是指定一个集中载重，作用在某些节点上（NODE ）
9、的某些方向（Lab 可以选择 FX、 FY、FZ、MX、MY、MZ 等） ，力的大小是VALUE（SI 单位是 N 或 N-m） 。对热分析的问题而言，所谓集中载重是指通过一节点的 heat flow，单位是每单位时间所流过的能量（SI 单位是 W 或 J/s） 。FCUM 命令（第 5 行） ，读成 force cumulation，是指输入的 force 是否与现有的值相加或取而代之。譬如使用 F 命令作用了 100 N 后，当再使用一次 F 命令作用200 N 时，后者是累加上去的（共是 300 N）或是取代前者（变成 200 N） 。前面所提到的 DCUM 命令（第 3 行）也是相似的
10、用途。分布载重 第 6、7 、8、9 行是有关分布载重有关的命令。 SF 命令（第 6行）读成 surface force，对结构分析而言它是一个均布的压力（SI 单位是 Pa 或N/m2） 。你先选取受压表面上的 nodes 后，再使用 SF 命令；参数 Nlist 唯一的选择是 ALL（表示所有 nodes 所构成的 surface） ；对结构问题而言，参数 Lab 唯一的选择是 PRES；VALUE 则输入均布压力的数值。对热分析而言，surface force 是指通过 surface 的 convection、radiation、或 heat flux（SI 单位是W/m2） 。SF
11、E 命令（第 7 行） ，读成 surface force on elements，是指定 surface force 在 elements 的表面上，至于是哪一个表面（一个 element 有好几个表面）则是由 LKEY 来决定。譬如 SFE 命令使用在 beam（譬如 BEAM3）或 shell（譬如 SHELL63）时，你必须指定压力是作用在上表面（力量向下）还是下表面（力量向上） 。对热分析而言，有些surface force必须输入两个值，譬如convection 条件需要 film coefficient（又称为 coefficient of heat transfer 或conv
12、ection coefficient）及远方的温度（ bulk temperature） ，在 SFE 命令中你只能输入一个值，二者择一，KVAL 就是在决定要输入哪一个，所以你需要使用两次的 SFE 命令；如果使用 SF 命令时，可以利用 VALUE 后面的参数 VALUE2 输入远方的温度。SFBEAM 命令（第 8 行） ，读成 surface force on beam，是专为beam 元素（譬如 BEAM3）量身定做的命令，类似于 SFE 命令，但是参数第 7.1 節 指定負載 169VALI、VALJ 是指梁元素上两端的压力，容许梁上的压力成线性分布。SFCUM命令（第 9 行）则
13、和 FCUM（第 5 行）类似。Body Forces 第 10 至 17 行是与 body forces 有关的命令。 Body force 是指分布在 body 内部的负载，对结构而言，包括 inertia force、temperature loads 等。第 10 至 15 行命令是用来指定 temperature loads，而第 16、17 行命令是用来指定 inertia force 的。BF 命令（第 10 行）读成 body force，是指定某些 nodes 所涵盖的范围的温度被提高到某一数值（VAL1 ） 。注意，TREF 命令（第 14 行）是在指定无应力状态下的温度（
14、 stress free temperature，或称为参考温度，内定值是 0 度） ，所以真正的温度变化（temperature changes）是最后温度减去这个参考温度。辟如 25 度时是 stress free 的温度（TREF, 25） ，结构的温度被提升至 200 度（ BF, ALL, TEMP, 100） ，则温度变化是 175 度。BFE 命令（第 11 行） ，读成 body force on elements，是指定在某些elements 所涵盖的范围的温度被提高到某一数值。BFUNIF 命令（第 12 行）读成 uniform body force，是指定整体结构的温度
15、被均匀地提高到某一数值。TUNIF 命令（第 13 行）读成 uniform temperature，对结构分析而言，其功能和BFUNIF 完全一样，是指定整体结构的温度被均匀地提高到某一数值。 BFCUM命令（第 15 行）则类似于 SFCUM、FCUM 等。第 16、17 行的命令是在指定 inertia force，其中 ACEL 是指定直线 accelerations。假想 Y 代表向上的方向，结构承受一倍向下的重力时，相当于此结构往上面以一倍的重力加速度运动，亦即输入ACEL, 0, 9.81, 0其中 9.81 m/s2 是重力加速度。OMEGA（第 17 行）是在输入旋转的角速度
16、，ANSYS 会自动计算所产生的离心力。此外，有几点必须加以说明。首先，其参数 OMEGX、 OMEGY、 OMEGZ 分别是对着 Global CS 的 X、Y、Z 轴旋转的角速度（angular velocities，SI 单位是 rad/s Ref. 5, OMEGA） 。第二点是有关KSPIN 这个参数的意义。结构体在旋转时（譬如旋转中的叶片）有一种效应，叫170 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理做 spin softening：即当结构体在转动时，其刚度（stiffness ） ，会有减少的现象 Ref. 7, Sec. 3.4. Spin Softening，KSPIN
17、这个参数是让你决定要不要考虑此效应。当结构体在旋转时，与 spin softening 共同存在的另一个效应是 stress stiffening Ref. 7, Sec. 3.3. Stress Stiffening：因为离心力而产生的张应力会使结构的侧向刚度（垂直于张应力方向的刚度）增加。Figure 7-1 说明了此两个现象（本图片取材自 Ref. 7, Sec. 3.4. Spin Softening）：stress stiffening 使得结构的自然频率增加（亦即刚度增加） ，spin softening 使得结构的自然频率减少（亦即刚度减少） ，而两种效应同时考虑时，通常前者会稍
18、大于后者。Figure 7-1 Stress Stiffening and Spin Softening Ref. 7Stress stiffening 的现象也存在任何受张力的材料上，譬如承受张力的吉他钢弦，其侧向刚度随着张力的增加而增加（声音越高） 。相反的，材料承受压力时，其侧向刚度会有降低的现象；随着压力越大，侧向刚度有可能降至零，这时的结构处于不稳定的状态：一点点的侧向力就偶可能造成挫曲的现象 Sec. 第 7.1 節 指定負載 1714.2.1。使用 ACEL 或 OMEGA 命令时，材料性质必须输入质量密度（mass density，DENS，SI 单位 kg/m3） ，这个质量
19、密度是被用来计算分布于 body 的惯性力的。7.1.2 Loads on Solid Model010203040506070809101112DK, KPOI, Lab, VALUE, KEXPND DL, LINE, AREA, Lab, Value1DA, AREA, Lab, Value1DTRANFK, KPOI, Lab, VALUEFTRANSFL, LINE, Lab, VALI, VALJSFA, AREA, LKEY, Lab, VALUESFTRANBFK, KPOI, Lab, VAL1BFTRANSBCTRAN以上这些命令是用来指定 loads 在 keypoint
20、s、lines、areas、或 volumes 上。了解 Sec. 7.1.1 的命令后，这一小节的命令应该没有什么困难了。再一次提醒你：指定在 solid model 上的 loads 终究必须 transfer 到 analysis model 上，这种transfer 的工作可以让 ANSYS 在解提前自动去完成，也可以使用 DTRAN（第 4行） 、FTRAN（第 6 行） 、SFTRAN（第 9 行） 、或 BFTRAN（第 11 行） 、或SBCTRAN（第 12 行）这些命令去完成。DOF Constraints 第 1 至 4 行是关于 degrees of freedom 的
21、命令。DK 命令（第 1 行）是指定在 keypoints 上的 DOF 值；最后一个参数 KEXPND，是用来选择是否要在邻近的 keypoints 间的 nodes 做同样条件的 expansion。我们举下列例子来说明：172 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理101102103104105106107108109110111112RECTNG, -5, 5, -5, 5PCIRC, 2ASBA, 1, 2CSYS, 1ESIZE, 1ET, 1, PLANE42AMESH, ALLKSEL, LOC, X, 2DK, ALL, ALL, 0, 1DTRAN/PBC,U,1EPL
22、OT第 101 至 107 行是产生一个 10 x 10 的平面，中间有一个半径 2 的圆洞，并进行网格切割，元素大小大约是 1；注意，沿着圆周约有 12 个 nodes。假设此模型沿着圆周被固定着，我们可以使用 Sec. 7.1.1 的第 1 个命令（D） ，但是在此我们打算练习一下 DK 命令。第 108 行选择圆周上的 keypoints（注意，圆周上只有 4个 keypoints） ，第 109 行固定着这些 keypoints 并指定 KEXPND 参数为 1，表示指定在这些 keypoints 间的 nodes 都有一样的 DOF constraints。经 DTRAN（第110
23、行）后，将分析模型画出，你可以看到圆周上的所有 nodes 都被固定了，如图 7-2 所示。请你将第 109 行的最后一个参数改为 0，并看比较不同之处。第 7.1 節 指定負載 173Figure 7-2 Expansion of DOF ConstraintsDL 命令（第 2 行）是指定 lines 上的 DOF 值。DL 也可以用来指定对称或反对称条件，此时参数 Lab 必须输入 SYMM 或 ASYM。对 2D 的问题而言参数LINE 是指对称线，但是对一个 3D 的问题而言必须指定一个对称面，参数 AREA是用来完整描述此对称面的，细节请参考 Ref. 5, DL。DA 命令（第
24、3 行）是指定在 areas 上的 DOF 值。 DTRAN 命令（第 4 行）是将指定在 solid model 的DOF 值移转到 analysis model 上，亦即 transfer 到 nodes 上。集中载重 第 5、6 行是有关集中载重的命令。FK 命令（第 5 行）是指定一个集中载重在 keypoint 上面。FTRAN 命令（第 6 行）则是将 solid model 上的集中载重移转到 nodes 上。分布载重 第 7、8 、9 行是有关 surface force 的命令。SFL 命令（第 7 行）是指定 surface force 在 lines 上面。与 SF 命令
25、 Sec. 7.1.1 类似：对结构而言surface force 是指压力（PRES） ；对热分析而言，surface force 可以是convection、 radiation、heat flux 等。SFA 命令（第 8 行）是指定 surface force作用在 areas 上，其中的参数 LKEY 是在决定压力作用的面。 SFTRAN 命令（第9 行）与 DTRAN 及 FTRAN 相似。Body Forces 第 10、11 行是有关指定 body force 的命令。BFK 命令（第10 行）是指定 body force（temperature changes）在 keypo
26、ints 所涵盖的范围上。BFTRAN 命令（第 11 行）与 DTRAN、FTRAN、BFTRAN 相似。最后一个命令 SBCTRAN（第 12 行）是将指定在 solid model 的所有负载移转到 analysis model 上，亦即：SBCTRAN = DTRAN + FTRAN + SFTRAN + BFTRAN7.1.3 Initial Conditions01 IC, NODE, Lab, VALUE, VALUE2174 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理02 ICLIST, NODE1, NODE2, NINC, Lab进行结构动态分析时，除了负载外，你必须输入
27、initial conditions：亦即在时间 t = 0 时，每一个质点的 position（以初始变位来描述）及 velocity（即变形速度） 。内定的初始条件是这样子的：整个结构的每一个质点的 position 就如同 analysis model 所建构的样子（亦即初始变位为 0） ，而每一个质点的 velocity 都是 0（静止） 。许多简单的动态问题都符合如此内定的初始条件，所以不必输入任何初始条件（譬如 Procedure 4-1） 。有些稍微复杂的问题，我们可以用 IC 命令（第 1 行）来描述初始条件。举个例子来说，想象有一个子弹打到坚硬的墙壁，它会变形而贴在墙壁上，我
28、们想进行这样的动态仿真 Ref. 8, VMC8. Aluminum Bar Impacting a Rigid Boundary。为了简化，我们把子弹 model 成圆柱体（前端是平的） ，当子弹接触到墙壁上的一剎那是 t = 0，假设此时的子弹速度是 V0，则这个初始条件可以如此描述： NSEL, ALL IC, ALL, UX, V0 .SOLVE对于更复杂的例子，只用 IC 命令来描述初始条件常常是不够的。想象有一悬臂梁，你将自由端先轻轻提起来，然后突然放掉，它会开始振动，我们想进行这样的动态仿真。为了知道初始的位移，我们必须先做一次静态分析（将自由端提起来） ，再将此变形量作为动态分
29、析的初始位移（初始速度则为 0） 。但是通常用 IC 命令来指每一个点的初始变位是不切实际的（因为每一点都不同） 。这些课题将在动态分析的章节讨论。第 7.2 節 解題參數設定及解題 175第 7.2 节 解题参数设定及解题Solution Options and Solving the Model7.2.1 Solution Options01020304050607080910ANTYPE, AntypeSOLCONTROL, KeyNLGEOM, KeyTIME, TIMEDELTIM, DTIMENSUBST, NSBSTPAUTOTS, KeyKBC, KEYOUTRES, Item
30、, FREQ, Cname OUTPR, Item, FREQ, Cname对动态分析或非线性分析而言，在使用 SOLVE 命令（执行解题程序）之前，通常你必须设定一些与解题有关的参数，称为解题参数（solution options） 。ANTYPE 命令（第 1 行）是在指定 analysis type Sec. 4.2。SOLCONTROL 命令（第 2 行）读成 solution control，可以让 ANSYS 自动选取解题参数。对非线性分析而言，适当地设定所有的解题参数其实是蛮复杂的程序，当 SOLCONTROL 功能启动时（这是内定状态，亦即 SOLCONTROL, ON） ，A
31、NSYS 会试着自行去选用适当的解题参数（但是还是常常不尽理想，还是需要使用其它解题参数的命令） 。NLGEOM 命令（第 3 行）读成 nonlinear geometry，是指定要不要考虑几何非线性 Sec. 4.3.2。TIME 命令（第 4 行） ，是指定这一个 load step 结束的时间。DELTIM 命令（第 5 行）读成 delta time（ t） ，是动态分析时，指定积分时间间隔（integration time step，ITS ） ，亦即一个 load step 将会被切割成 TIME / 176 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理DELTIM 个积分时间间隔
32、。NSUBST 命令（第 6 行）读成 number of substeps，是非线性时，指定一个 load step 要切成几个 substeps。注意，在动态分析时，一个积分时间间隔也称为一个 substep，所以事实上 DELTIM 命令和 NSUBST命令是相对等的，它们的关系是DELTIM = TIME / NSUBST习惯上，动态分析时用 DELTIM 命令，而静态分析时用 NSUBST 命令。我们也曾提过，当执行非线性分析时，不管你是指定的 t 是多少，ANSYS 内部有一个auto time stepping 的功能，会依照收敛性去放大或缩小这个 t：若收敛情况很好的话通常 t
33、 会加倍，若收敛情况不好的话 t 会减半。AUTOTS 命令（第 7 行）是去启动 auto time stepping 的功能，内定是：非线性问题时是开启的，但对线性问题时则是关闭的。KBC 命令（第 8 行）是在指定这一个 load step 是 stepped 还是 ramped Ref. 9, Sec. 2.5. Stepped Versus Ramped Loads。第 9、10 行的命令都是在控制输出数据的量。OUTRES 命令（第 9 行）读成 output result，是控制储存到Jobname.RST 的量：参数 Item 可以输入 ALL（全部） 、BASIC（内定） 、
34、NSOL（只有 Nodal DOF solutions）等；参数 FREQ 是如果有很多 substeps 时，指定多少个 substeps 要储存一次数据；参数 Cname 可以用来指定只储存某一component 的数据。OUTPR 命令（第 10 行）读成 output printing，是控制输出到 Output Window 的数据量，其参数的意义和 OUTRES 完全一样。7.2.2 Solve the Model01 SOLVESOLVE 命令是要求 ANSYS 执行有限元素分析，执行的时间依问题的大小（DOF 的数量） 、是否含非线性、是否动态等而不同，从几秒钟至几个小时，甚第
35、 7.2 節 解題參數設定及解題 177至几天都有可能。7.2.3 *GET Command*GET, Par, Entity, ENTNUM, Item1, IT1NUM解题完成以后，数值解除了被储存在 Jobname.RST 档案外，最新的一组数值解也被存在 Database 里。如果要处理这些数值解，你通常会跳出 /SOLU 模块再进入/POST1 或/POST26 模块，可是如果你想在/SOLU 模块内到 Database 去取得某些信息（含模型数据、数值解等） ，你可以利用*GET 命令。举个例子来说，你想要统计一下计算机花费在有限元素分析的 CPU 运算时间，我们可以用下列命令来得
36、到：01020304*GET, CPUTIME1, ACTIVE, TIME, CPUSOLVE*GET, CPUTIME2, ACTIVE, TIME, CPUCPUTIME = CPUTIME2 CPUTIME1第 2 行是去执行有限元素分析工作，在这命令之前后，你可以利用*GET 命令（第 1 行）去获取当时的 CPU 时间并且存在变量 CPUTIME1 中，解完以后你再使用一次*GET 命令（第 3 行）并将 CPU 时间存在变量 CPUTIME2 中，然后这两个变量值相减（第 4 行）存在变量 CPUTIME 中，就是所花费的 CPU 时间（单位是秒） 。有关*GET 命令在此阶段（
37、/SOLU 模块内）的应用，请自行参考命令说明 Ref. 5, Chapter 4. APDL Commands, GET，Sec. 7.3.8 及 Sec. 7.4.2分别讨论了一些在/POST1 及/POST26 模块中，利用*GET 命令可以获取的有用信息。178 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理第 7.3 节 一般后处理General PostprocessingANSYS 提供两个后处理模块：General Postprocessing（/POST1 模块）及Time-History Postprocessing（/POST26 模块） 。本节介绍/POST1 模块的命令，
38、下一节介绍/POST26 模块的命令。我们提过，Jobname.RST 内有许多数据组（data set） ，每一数据组代表一个时间点的反应输出值，/POST1 模块是用来处理某一数据组的，换句话说/POST1 是针对某一时间点，反应值在空间上的分布；相对的/POST26 模块是针对某一空间点，反应值在时间上的变化。/POST1 模块的命令，我们大致把它分成四类 Figure 5-2：basic、element table、path operations、及 graphics controls。Basic commands 收录的是最常用到的命令，其中诸如 PLNSOL 或 PLESOL 命令
39、更是最常用到的命令之一，这两个命令的不同之处牵涉到一些重要的观念，我们先来厘清这些观念。7.3.1 PLESOL vs. PLNSOLFigure 7-3 PLESOL 与 PLNSOL 的差异在 POST1 模块的命令中，我们先要介绍的是 PLESOL（读成 plot element solutions）及 PLNSOL（读成 plot nodal solutions）两个命令，这两个命令的功能很接近。Figure 7-3 的两个图是第 3 章的悬臂梁分析后所画出的 bending 第 7.3 節 一般後處理 179stresses（Procedure 3-1 最后一个命令） ，上图是以 P
40、LESOL 命令画出来的，而下图是以 PLNSOL 命令画出来的。我们可以发现不一样的地方是上图的等应力线（contour lines）是呈现锯齿状的，而下图的等应力线是比较平滑的。有限元素分析的解有一个行为，就是其 DOF 的数值解（亦即 displacement fields）在空间上虽然是连续的（continuous） ，但是并不一定是平滑的（smooth） ；事实上是：在元素的内部，这些 displacement fields 是连续且平滑的（因为是由形状函数所描述） ，但是跨过元素的边界时，则通常是连续但不平滑的（形状函数并不跨越元素边界） ；所以整体空间而言，displacemen
41、t fields 是连续但不平滑的，在数学上我们称之为片段平滑函数（piece-wise smooth functions） 。这种片段平滑函数经微分（应力场基本上是变位场的微分）之后，就变成片段连续的函数：亦即在元素的内部是连续的，但是跨过元素的边界时是不连续的，就如 Figure 7-3 上图的应力场所显示的，等应力线的不连续点发生在元素的边界上。为了更进一步的来观察这种不连续的应力，我们将每个元素的应力打印出来（PRESOL, S, X） ，如 Figure 7-4 所示。第 1 个元素的第 3 个节点的应力是 -77.2，而第 2 个元素的同一个节点的应力则是 78.7，同一个节点其应
42、力会不一样！这种差异在别的节点可能更大，譬如第 59 节点（ -84.0 及-71.0）或第 259节点（-78.1 及-64.1 ）就差更大了。由此可知，同一个节点，只不过它属于不同的元素，其数值解就不一样了，这个是你必须要知道的有关有限元素分析的行为本质之一。理论上，只要元素足够细小，这种应力（或应变）的不连续性也会跟着足够小。事实上，这种不连续性可以作为解答精度的量测基准 Ref. 7, Sec. 19.7. POST1 - Error Approximation Technique 。实务上，将元素切割的很细来达到应力线连续的目的是没有必要的，ANSYS 可以将不连续的应力值做一个简单
43、的处理，使之变成连续甚至平滑的，而不失其合理性，这就是 PLNSOL 命令的功能。所谓简单的处理 ，简单的说就是取其平均值（averaging ）：同一个节点，若有几个不同的应力值，则把这些值取平均，做为唯一的应力值。Figure 7-3 上图是没有经过平均的应力值，所以有锯齿状，下图是有经过平均的应力值，所以连续且平滑。大部分的时候，我们喜欢经过平均的反应值，不只是较美观，而是较容易观察反应值的行为，此时我们用 PLNSOL 命令。有时180 第 7 章 ANSYS 命令：解題與後處理候，我们也想观察没有经过平均的反应值，因为如前所述，反应值连续性的程度可以作为数值解是否趋近理论解的指标（越
44、连续表示数值解越趋近理论解） ，此时我们用 PLESOL 命令。ELEMENT= 1 SOLID45NODE SX1 -174.63 -77.213 -71.012 -165.358 -167.659 -84.0259 -78.1237 -158.4ELEMENT= 2 SOLID45NODE SX 3 -78.74 0.714 0.113 -71.659 -71.078 -6.7278 -7.6259 -64.1ELEMENT= 3 SOLID45.Figure 7-4 Output of Element Stresses (PRESOL)7.3.2 /POST1 基本命令010203040
45、50607SET, Lstep, SBSTEP, TIMEPLDISP, KUND PLESOL, Item, Comp, KUNDPLNSOL, Item, Comp, KUNDPLVECT, ItemPRESOL, ItemPRNSOL, Item第 7.3 節 一般後處理 1810809101112PRVECT, ItemPRRSOL, Lab ANDSCL, NFRAM, DELAY, NCYCL ANCNTR, NFRAM, DELAY, NCYCL ANMODE, NFRAM, DELAY, NCYCL读取数据 以上列出的是/POST1 模块中常用且基本的命令。SET 命令（第 1
46、 行）可以读成 read data set，是到 Jobname.RST 档案去读取一组数据并存放在Database 中。记得，刚解过的那一组数值解会自动储存在 Database Sec. 5.2.1，所以你就不必再到 Jobname.RST 里去读取了。利用 SET 命令到 Jobname.RST读取数据组时，你可以指定哪一个 load step（Lstep）的哪一个substep（SBSTEP） ，你也可以指定某一时间点（TIME） 。若你所指定的时间点并不存在于 Jobname.RST 中，ANSYS 会以线性内差的方式来计算此时间点的数值解，再存放在 Database 中。数值解的文字
47、与图形输出 PLDISP 命令（第 2 行）读成 plot displacements，是绘出结构变形图，KUND 是用来控制原来未变形的结构是否也要绘出来。PLESOL 命令（第 3 行）及 PLNSOL 命令（第 4 行）已在上一小节讨论过，其中 Item 及 Comp 两个参数是指定要绘出的量，可以选择的有很多，请自行参考命令说明 Ref. 5, PLESOL 或 PLNSOL。PLVECT 命令（第 5 行）读成 plot vectors，是以向量的方式绘出某些反应值，譬如变位场、主应力场、热流场（热分析） 、速度场（流场分析）等，这些量都可以用向量来表示，亦即可以用矢量的长度及方向来
48、表示。PRESOL、PRNSOL、PRVECT 三个命令（第 6、 7、8 行）是类似于PLESOL、PLNSOL 、PLVECT（第 3、4、5 行）的，只不过后者是以图形方式绘出，而前者是以文字方式打印的。此外，用文字方式输出，可以一次打印几个分量，可是用图形方式绘出，一次只能绘出一种分量。PRRSOL 命令（第 9 行）读成 print reaction solution，亦即打印出反力。对结构分析的问题，反力是很容易理解的，通常有自由度被拘束的地方，相对的就有一个反力。譬如悬臂梁的固定端，因为三个方向都不能移动也不能转动，所以三个方向都有反力（reaction 182 第 7 章 AN
49、SYS 命令：解題與後處理forces）及反弯矩（reaction moments） ，这些反力及反弯矩是为了维持自由度的拘束（譬如悬臂梁端的固定）而必要存在的。同样的，对热分析的问题而言，若某一边界要维持固定的温度，则必须有热流（heat flow）通过来维持此温度；Heat flow 即是热分析问题的 reaction forces。动画制作 第 10 至 12 行的命令是用来产生动画的。ANDSCL 命令（第 10行） ，读成 animation of displacements of the last plot action，是绘出动态的变位图，ANCNTR 命令（第 11 行） ，读成 animation of contours，是绘出动态的应力或应变图，ANMODE 命令（第 12 行） ，读成 animation of mode shapes，是绘出动态的振态图 Sec. 4.2.4。这三个命令都假设使用之前已有使用适当的命令：ANDSCL 命令之前要先有 PLDISP 命令，ANCNTR 命令之前要先有 PLESOL 或PLNSOL 命令，
