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北京科技大学数理学院应用力学系2主要内容：1.静力分析结果后处理的步骤；2.关于PowerGraphics；3.查询拾取；4.结果坐标系；5.路径操作；6.误差估计；7.载荷工况组合；8.结果查阅器；9.报告生成器。第四章ANSYS后处理§4-1ANSYS通用后处理器ANSYS有两个后处理器:•通用后处理器(即“POST1”)只能观看整个模型在某一时刻的结果(如：结果的照相“snapshot”).•时间历程后处理器(即“POST26”)可观看模型在不同时间的结果。但此后处理器只能用于处理瞬态和/或动力分析结果。本节课只讨论通用后处理器静力分析结果后处理的五个步骤:1.绘变形图2.变形动画3.支反力列表4.应力等值线图5.网格密度检查绘变形图绘出结构在静力作用下的变形结果:•MainMenu:GeneralPostprocessorPlotResultsDeformedShape...变形动画•以动画方式模拟结构在静力作用下的变形过程:•UtilityMenu:PlotCtrlsAnimateDeformedShape...支反力•在任一方向，支反力总和必等于在此方向的载荷总和。•节点反力列表:•MainMenu:GeneralPostprocessorListResultsReactionSolution...应力等值线•应力等值线方法可清晰描述一种结果在整个模型中的变化，可以快速确定模型中的“危险区域”。•显示应力等值线:•MainMenu:GeneralPostprocessorPlotResults-ContourPlot-NodalSolution...应力等值线动画•结果动画:•UtilityMenu:PlotCtrlsAnimateDeformedResults关于PowerGraphics•PowerGraphics特点:•快速重画、图形轮廓分明。•模型显示光滑、具有相片的真实感。•支持单元类型（lines、pipes、elbows、contact等单元）和几何实体（lines、areas、volumes等）。PowerGraphics打开(缺省)PowerGraphics关闭•由于网格密度影响分析结果的精度，因此有必要验证网格的精度是否足够。•有三种方法进行网格精度检查：1.观察（Visualinspection）2.误差估计3.将网格加密一倍，重新求解并比较两者结果。注意:有些情况下这种做法不适用。检查网格精度•画出非平均（unaveraged）单元应力等值线。注意：画出单元应力而不是节点应力。•显示每个单元的应力•寻找单元应力变化大的区域，这些区域应进行网格加密。（在MeshTool中对网格加密非常方便，MeshTool在前面的内容中已介绍。）AveragedstresscontoursUnaveragedstresscontours观察应力平均•FEA的计算结果包括通过计算直接得到的初始量和导出量。•任一节点处的DOF结果(UX、UY、TEMP等)是初始量。它们只是在每个节点计算出来的初始值。•其它量，如应力应变，是由DOF结果通过单元计算导出而得到的。•因此，在给定节点处，可能存在不同的应力值。这是由以与此节点相连的不同单元计算而产生的。•“节点结果”（nodalsolution）画出的是在节点处导出量的平均值，而“单元结果”（elementsolution）画出非平均量。在同一个节点处，相临单元计算出的结果不同。14应力平均•在弹性模量不同的材料交界处，应力分量会不连续。(PowerGraphics自动考虑到这一点并对此界面不进行平均处理。)在多数情况下，画出平均应力图，但有时要画出：非平均单元应力显示不连续的应力平均的节点应力显示连续的应力15应力平均•在不同厚度的壳单元的交界处，大多数应力会不连续。•(PowerGraphics自动考虑到这一点并对此界面不进行平均处理。)非平均单元应力显示不连续的应力平均的节点应力显示掩盖了应力的不连续性16应力平均•在壳单元构成的尖角或连接处，某些应力分量不连续。非平均单元应力显示不连续的应力平均的节点应力显示掩盖了应力的不连续性•接下来，我们将探索另外的两种方法—拾取查询和路径操作—还要为您介绍结果转换,误差估计和载荷工况组合的概念.•我们也将介绍两种提高效率的工具:–结果查阅器–报告生成器•内容包括:A.拾取查询E.载荷工况组合B.结果坐标系F.结果查阅器C.路径操作G.报告生成器D.误差估计H.专题后处理概述•查询拾取允许您在模型上“探测”任意拾取位置的应力,位移或其它的结果量.•您还可以很快地为查询量的最大值和最小值定位.•仅能通过GUI方式操作(无命令):–GeneralPostprocQueryResultsNodalorElementorSubgridSolu...–选择某个结果量,按OKPowerGraphicsOFFPowerGraphicsONA.查询拾取–然后拾取模型中的任一点,以查看该点的结果值.•Min和Max将显示最大和最小点的值.•使用Reset清除所有值并重新开始拾取查询.•注意:实体的编号,位置以及结果值都将显示在拾取菜单中.自动生成文本注释查询拾取•您在POST1中查询的所有与方向相关的量,如应力分量,位移分量和反力分量,都将表示在结果坐标系(RSYS)中.•RSYS的缺省值为0(总体坐标系).即,POST1在缺省时将会把所有的结果转换到总体坐标系,包括“旋转”节点的结果.•但有很多情况—诸如压力容器和球形结构—您需要检查柱坐标系,球坐标系或其它局部坐标系下的结果.B.结果坐标系•将结果坐标系变成不同的坐标系统,使用:–GeneralPostprocOptionsforOutp…–或RSYS命令后续的等值图,列表,查询拾取等,将显示该坐标系下的结果值.缺省方位RSYS,0局部柱坐标系RSYS,11总体柱坐标系RSYS,1结果坐标系•RSYS,SOLU–设置结果坐标系为计算所用坐标系“as-calculated.”–后续的等值图,列表,拾取查询等,将显示节点和单元坐标系下的结果值.•自由度解和反力为节点坐标系下的结果.•应力,应变等为单元坐标系的结果.(单元坐标系的方位与单元类型及单元的ESYS属性有关.例如对大多数的实体单元,缺省值为总体直角坐标系.)–PowerGraphics下不支持结果坐标系•查看结果的另一种方法是通过路径操作,这一方法允许您:–在通过模型的任意一条路径上绘图输出结果数据–沿某一路径进行数学运算,包括积分和微分–显示一“路径图”—观察结果量沿路径的变化情况•此方法仅对包含2-D或3-D实体单元或壳单元的模型有效.C.路径操作•产生路径图的三个步骤:–定义一个路径–将数据映射到路径上–绘图输出数据1.定义一个路径–需要以下信息:•定义路径的点(2到1000个).您可以使用工作平面内的节点或特定位置.•路径的曲率由激活的坐标系(CSYS)确定.•路径名.路径操作1.定义一个路径(续)–首先激活需要的坐标系(CSYS).–GeneralPostprocPathOperationsDefinePathByNodesorOnWorkingPlane•拾取节点或工作平面上的特定位置以形成期望的路径,按OK•选取一个路径名.在许多情况下,nSets和nDiv的空上最好为缺省值.路径操作2.将数据映射到路径上–GeneralPostprocPathOperationsMapontoPath…(或PDEF命令)•选定需要的量,诸如SX.•为选定的量加入一个用于绘图和列表的标签.–如果需要,您可以显示这一路径.•GeneralPostprocPathOperationsPlotPaths•(或键入命令/PBC,PATH,1续之以NPLOT或EPLOT命令)路径操作3.绘图输出数据–您既可以采用曲线图绘出路径上的量:•PLPATH或GeneralPostprocPathOperationsOnGraph...–或沿路径的几何形状:•PLPAGM或GeneralPostprocPathOperationsOnGeometry...路径操作•ANSYS允许您定义多条路径,您只需为每条路径指定一个唯一的路径名.一次只能有一条路径被激活.•除绘图和列表外,还有许多其它的路径功能,包括:–应力线性化—在压力容器工业中用于将沿某一路径上的应力分解为膜应力及弯曲应力分量.–计算功能—在断裂力学中用于计算J-积分和应力集中因子.在热分析中用于计算越过某一路径的散失或获得的热量.–点积和叉积—在电磁分析的矢量操作中有广泛应用.路径操作•有限元解是在单个单元的基础上计算应力,即应力是在每个单元上分别计算的.•然而当您在POST1中绘节点应力等值线时,因为应力在节点上是平均的,您将看到平滑的等值线.如果绘单元解,您将看到未平均的数据,表明单元解是不连续的.Elem1Elem2savg=1100s=1200s=1000savg=1200s=1300s=1100•已平均的和未平均的应力之间的差异暗示了网格划分的“好”或“差”.这是误差估计的基础.D.误差估计•ANSYS对平均应力和非平均应力采用几种不同的误差计算方法，误差估计只在进入后处理前PowerGraphics被关闭的情况下进行。(如果进入后处理后关闭PowerGraphics则ANSYS将重新计算误差因子。)•关闭PowerGraphics，应力等值线图可显示应力分布和最大最小值范围，这可表明误差的大小。•通过画出结构能误差的等值线图，可显示误差较大的区域--这些区域需要网格加密。•画出所有单元的应力偏差图，可给出每个单元的应力误差值。(平均应力和非平均应力不同)误差估计•误差估计仅在POST1中有效且仅适用于:–线性静力结构分析和线性稳态热分析–实体单元(2-D和3-D)和壳单元–全图形模式(非PowerGraphics)如果这些条件不能够满足,ANSYS会自动关闭误差估计计算.•人工激活或解除误差估计,使用–ERNORM,ON/OFF–或GeneralPostprocOptionsforOutp...误差估计•POST1计算如下误差估计–应力分析:•能量范数形式的百分率误差(SEPC)•单元应力偏差(SDSG)•单元能量误差(SERR)•最大和最小应力范围(SMXB,SMNB)–热分析:•能量范数形式的百分率误差(TEPC)•单元的热梯度偏差(TDSG)•单元能量误差(TERR)误差估计能量范数的百分率误差(SEPC)•SEPC是整个选择单元序列上应力(或位移,温度,或热流)误差的一个粗略估计.•可用于比较相似载荷作用下相似结构的相似模型•SEPC是在变形图的图例中显示的.您可以使用PRERR或采用GeneralPostprocListResultsPercentError进行人工列表.误差估计•根据经验,SEPC应在10%以下.如果比此值大,那么:–检查点载荷或其它的应力奇异以及不选临近单元.–若SPEC的值仍然较高,绘出单元的能量误差.能量误差较高的单元将需要进一步细化.SEPC=34.5SEPC=10.2误差估计单元应力偏差(SDSG)•SDSG是单元应力与节点平均应力不一致的量的一个量度.•绘SDSG等值线,您可以使用PLESOL,SDSG或GeneralPostprocPlotResultsElementSolu...•SDSG的值较大并不一定意味着模型有误,尤其该处应力为结构中名义应力的一个小百分比时.•例如,这一带孔板模型显示在关心区域的应力偏差仅为1.5%.关心位置的SDSG=~450psi,仅为名义应力~30,000psi的~1.5%误差估计单元能量误差(SERR)•SERR是与单元节点上不匹配应力相关的能量.它是一个基本的误差量度,其余的误差量可由它导出.SERR具有能量的单位.•要绘SERR等值线,执行PLESOL,SERR命令或采用菜单操作GeneralPostprocPlotResult