输出的刚度矩阵各项的含义是什么？？

zhangload

我通过  如下方式输出了刚度矩阵
ansys中导出刚度矩阵
[/OUTPUT,cp,out,, ! 将输出信息送到cp.out文件
/debug,-1,,,1 ! 指定输出单元矩阵
/SOLU
SOLVE
finish
/OUTPUT, TERM ! 将输出信息送到output windows中  



选用的shell63单元，划分的4边形网格


但是得到的结果是每个element的刚度矩阵是24*24的据政，他们的各项是什么含义？？？？


其中一部分的结果如下：

                      L O A D   S T E P   O P T I O N S

   LOAD STEP NUMBER. . . . . . . . . . . . . . . .     1
   TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . .  1.0000   
   NUMBER OF SUBSTEPS. . . . . . . . . . . . . . .     1
   STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . .    NO
   PRINT OUTPUT CONTROLS
      ITEM     FREQUENCY   COMPONENT
      BASI        ALL               
   DATABASE OUTPUT CONTROLS
      ITEM     FREQUENCY   COMPONENT
      BASI        ALL               


SOLUTION MONITORING INFO IS WRITTEN TO FILE= stiffness.mntr                                                                                                                                                                                                                                                      


      STIFFNESS MATRIX FOR ELEMENT        6
   1   0.2869317E+08  0.6080136E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1734376E+02
      -0.1529982E+08  0.5924838E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1734376E+02
      -0.1977038E+08 -0.5773143E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1734376E+02
       0.6377025E+07 -0.6231831E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1734376E+02
   2   0.6080136E+07  0.1430313E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4533900E+02
       0.7490360E+07  0.1891937E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4533900E+02
      -0.5773143E+07 -0.8188318E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4533900E+02
      -0.7797353E+07 -0.8006752E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4533900E+02
   3   0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4490169E+06 -0.1731436E+03  0.4558652E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2862458E+06 -0.1598916E+02  0.3346933E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5258653E+04 -0.2836921E+02  0.7355452E+02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1575124E+06 -0.1681652E+03  0.1852728E+03  0.0000000E+00
   4   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1731436E+03  0.5295977E+00 -0.6652014E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1386667E+03  0.5218194E-01 -0.1685306E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.3323370E+02  0.1865305E+00  0.2734501E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2785766E+03  0.1574139E+00 -0.1035212E+00  0.0000000E+00
   5   0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4558652E+03 -0.6652014E-01  0.7881105E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.3690655E+03 -0.6233948E-01  0.2330077E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.6883316E+02  0.4745859E-01  0.1123770E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1796658E+02  0.1183664E-01  0.1611409E+00  0.0000000E+00
   6   0.1734376E+02 -0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785872E-01
       0.5009751E+02  0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.1734376E+02  0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.5009751E+02 -0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
   7  -0.1529982E+08  0.7490360E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.5009751E+02
       0.2535161E+08 -0.9775710E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.5009751E+02
       0.2644579E+07 -0.7925770E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.5009751E+02
      -0.1269637E+08  0.1021112E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.5009751E+02
   8   0.5924838E+07  0.1891937E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2636905E+02
      -0.9775710E+07  0.3692083E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2636905E+02
      -0.6360248E+07 -0.1056461E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2636905E+02
       0.1021112E+08 -0.2824816E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2636905E+02
   9   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2862458E+06 -0.1386667E+03 -0.3690655E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.7850688E+06 -0.5068036E+03 -0.1926479E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4351009E+06 -0.4511314E+03  0.9623693E+02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.6372209E+05 -0.1553965E+03 -0.4399873E+02  0.0000000E+00
  10   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1598916E+02  0.5218194E-01 -0.6233948E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5068036E+03  0.8812794E+00 -0.7956795E-02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.3888281E+03  0.1876961E+00 -0.7258255E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1339647E+03  0.1645512E+00 -0.5718255E-01  0.0000000E+00
  11   0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.3346933E+03 -0.1685306E-01  0.2330077E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1926479E+03 -0.7956795E-02  0.7627674E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2256292E+03 -0.1039672E+00  0.3852686E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.8358375E+02  0.7397698E-02  0.1818289E+00  0.0000000E+00
  12   0.1734376E+02 -0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
       0.5009751E+02  0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785872E-01
      -0.1734376E+02  0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.5009751E+02 -0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
  13  -0.1977038E+08 -0.5773143E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1734376E+02
       0.2644579E+07 -0.6360248E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1734376E+02
       0.3390313E+08  0.6259387E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1734376E+02
      -0.1677734E+08  0.5874004E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1734376E+02
  14  -0.5773143E+07 -0.8188318E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4533900E+02
      -0.7925770E+07 -0.1056461E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4533900E+02
       0.6259387E+07  0.1787353E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4533900E+02
       0.7439526E+07  0.8793928E+06  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4533900E+02
  15   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5258653E+04  0.3323370E+02 -0.6883316E+02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4351009E+06  0.3888281E+03 -0.2256292E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9084808E+06  0.2164250E+03 -0.5809458E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4681212E+06 -0.1647459E+03 -0.4750051E+03  0.0000000E+00
  16   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2836921E+02  0.1865305E+00  0.4745859E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4511314E+03  0.1876961E+00 -0.1039672E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2164250E+03  0.8583296E+00  0.3943389E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.2630756E+03  0.9010651E-01  0.8640995E-01  0.0000000E+00
  17   0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.7355452E+02  0.2734501E-01  0.1123770E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9623693E+02 -0.7258255E-01  0.3852686E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5809458E+03  0.3943389E-01  0.8511606E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4111543E+03  0.8802966E-01  0.1945568E+00  0.0000000E+00
  18   0.1734376E+02 -0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
       0.5009751E+02  0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.1734376E+02  0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785872E-01
      -0.5009751E+02 -0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
  19   0.6377025E+07 -0.7797353E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5009751E+02
      -0.1269637E+08  0.1021112E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5009751E+02
      -0.1677734E+08  0.7439526E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5009751E+02
       0.2309668E+08 -0.9853292E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.5009751E+02
  20  -0.6231831E+07 -0.8006752E+07  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2636905E+02
       0.1021112E+08 -0.2824816E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2636905E+02
       0.5874004E+07  0.8793928E+06  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2636905E+02
      -0.9853292E+07  0.3537552E+08  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.2636905E+02
  21   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1575124E+06  0.2785766E+03 -0.1796658E+02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.6372209E+05  0.1339647E+03  0.8358375E+02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4681212E+06  0.2630756E+03  0.4111543E+03  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.6893557E+06  0.4883077E+03  0.3337310E+03  0.0000000E+00
  22   0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1681652E+03  0.1574139E+00  0.1183664E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1553965E+03  0.1645512E+00  0.7397698E-02  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.1647459E+03  0.9010651E-01  0.8802966E-01  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.4883077E+03  0.7618745E+00  0.1720609E+00  0.0000000E+00
  23   0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1852728E+03 -0.1035212E+00  0.1611409E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4399873E+02 -0.5718255E-01  0.1818289E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00 -0.4750051E+03  0.8640995E-01  0.1945568E+00  0.0000000E+00
       0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.3337310E+03  0.1720609E+00  0.7836685E+00  0.0000000E+00
  24   0.1734376E+02 -0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
       0.5009751E+02  0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.1734376E+02  0.4533900E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785716E-01
      -0.5009751E+02 -0.2636905E+02  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.9785872E-01



网上还有其他的2种方式
（1）-------------------
/aux2
fileaux2,file,emat
form,long
dump,all
-----------

（2）/solu
antype,7 !substructuring分析类型
seopt,matname,1 !设置文件名称和刚度矩阵类型(刚度，质量，阻尼等)
nsel,all !选择所有节点
m,all,all !定义所有节点自由度为主自由度
solve !求解
selist,matname,3 !列出整体刚度矩阵


但是他们的结果各项含义都不清楚？ 有人知道能指导一下吗？？或者 评价他们的区别？？



按照这种方式读取刚度与  力/位移  方式求解的 刚度为何相差很大（数量级）？？（自己的猜想解释是：上面表格的刚度是单元刚度，而力/位移得出得刚度系统针对某点的整体刚度，如果这样，又有什么方法直接求系统的某点的整体刚度呢？？？）

比如看z方向的刚度呢？？如果取主对角阵的数据如下，取第3个0.4490169E+06 ，这个太大了，我根据力与位移的关系算出的刚度为：轴向刚度148N/m，径向刚度5.2587E+04 N/m。

[ 本帖最后由 zhangload 于 2007-1-12 22:19 编辑 ]

AaronSpark

在《Guide to ANSYS user programmable Features》里面1.1.14.2有介绍。
主要用两个命令：
第一个命令：Solution Debug Format
/Debug,-1,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9
其中输出单元矩阵信息的是F3
F3的值分别表示：
1.provides element matrix debugging and prints matrix+load vectors
2.Provides element matrix debugging with load vectors only
3.provides element matrix debugging with matrix diagonals and load
vectors
使用方法：在输入命令窗口输入：/debug,-1,,,3(or,1,2)
这个命令可以将结果输出到*.full，在计算出结果的时候可以看到output windows
会显示相应信息。可以通过list->file->binary files->查看文件内容。
不过要选择全部记录。
第二个命令；Element Debug Format
/Debug,-3,G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8,G9
其中与输出单元矩阵相关的内容为G3
G3的值表示：
1.provides element matrix debugging and prints matrix+load vectors
2.Provides element matrix debugging with load vectors only
3.provides element matrix debugging with matrix diagonals and load vectors
使用方法；在输入窗口输入：/debug,-3,,,3(or,1,2)

转自：瀚海星云

xinyuxf

选用的shell63单元，划分的4边形网格：
         该单元采用的是4节点24自由度矩形单元，每个节点有6个自由度，所以单元矩阵是24X24

zhangload

原帖由 xinyuxf 于 2007-1-5 09:31 发表
选用的shell63单元，划分的4边形网格：
         该单元采用的是4节点24自由度矩形单元，每个节点有6个自由度，所以单元矩阵是24X24

仁兄，能不能说具体点呢？？
哪个是哪个？？

这样他也只是24*1的矩阵呀 。。
比如说，我只要看某点的 x方向和z方向的分别的刚度怎么看？？是哪一项？？



还有其他几种方式输出结果矩阵 都有所不同，是什么含义呢？？

zhangload

原帖由 AaronSpark 于 2007-1-5 02:10 发表
在《Guide to ANSYS user programmable Features》里面1.1.14.2有介绍。
主要用两个命令：
第一个命令：Solution Debug Format
/Debug,-1,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9
其中输出单元矩阵信息的是F3
F3的值分 ...

我就是采用的是这个方法呀，，但是显示的结果看不明白？？


还有一些方法上说的整体刚度  是指什么意思？？与单元刚度有什么区别？？

xinyuxf

原帖由 zhangload 于 2007-1-5 13:36 发表


仁兄，能不能说具体点呢？？
哪个是哪个？？

这样他也只是24*1的矩阵呀 。。
比如说，我只要看某点的 x方向和z方向的分别的刚度怎么看？？是哪一项？？



还有其他几种方式输出结果矩阵 都有所不 ...

没明白你说的“24*1的矩阵”是指的什么？单元刚度矩阵是方阵。你所贴出来的结果也是24*24，只不过是显示空间不够，分行显示了。

“我只要看某点的 x方向和z方向的分别的刚度怎么看”，这个应该根据有限元分析所中采用的形函数来确定吧，没看过ANSYS的shell单元的形函数，帮助里应该就有，感兴趣的话，可以自己去看看

zhangload

原帖由 xinyuxf 于 2007-1-5 14:30 发表



没明白你说的“24*1的矩阵”是指的什么？单元刚度矩阵是方阵。你所贴出来的结果也是24*24，只不过是显示空间不够，分行显示了。

“我只要看某点的 x方向和z方向的分别的刚度怎么看”，这个应该根据有限 ...

我的意思是说，如果按照你说的4边形网格6自由度，，得出的刚度也应该只有24个呀，但他有24*24个刚度呀，如果我们一般要的刚度是不是就是他的主对角阵呢？？

关于“   “我只要看某点的 x方向和z方向的分别的刚度怎么看”，这个应该根据有限 ... [/quote]”   能不能具体点呢？？

就对于圆壳而言，想求解中间点的 x方向和z方向的刚度，怎么处理？？？

还有通过antype，7  子结构分析的刚度用什么不同？？他是节点的刚度，也是有复杂的矩阵？？？

谢谢拉

zhangload

比如看z方向的刚度呢？？如果取主对角阵的数据如下，取第3个0.4490169E+06 ，这个太大了，我根据力与位移的关系算出的刚度为：轴向刚度148N/m，径向刚度5.2587E+04 N/m。

到底要取哪个数据呢？？
0.2869317E+08  
0.1430313E+08  
0.4490169E+06
0.5295977E+00
0.7881105E+00  
0.9785872E-01
0.2535161E+08
0.3692083E+08  
0.7850688E+06
.............

ly19831023

四边形单元有四个节点，单元刚度矩阵可分为4*4的子矩阵，而每个节点有6个自由度，所以每个子矩阵的元素为6×6，所以单元刚度矩阵为24×24
好像每个元素的值就是当某个节点在某个自由度上产生单位位移（其他节点和该节点的其他自由度上的位移为0），该节点在某个方向的受力
:@L 自己也是在准备这门课考试  也不知道对不对

zhangload

但是 通过力与位移的关系求解出来的刚度相差太大了。。。
这个怎么处理？？？

ly19831023

原帖由 zhangload 于 2007-1-5 19:07 发表
但是 通过力与位移的关系求解出来的刚度相差太大了。。。
这个怎么处理？？？

相差太大会有问题么？:@(
我只知道刚度矩阵好像与载荷没啥关系，好像只与单元选择和网格划分有关

[ 本帖最后由 ly19831023 于 2007-1-6 11:47 编辑 ]

zhangload

原帖由 ly19831023 于 2007-1-6 11:41 发表


相差太大会有问题么？:@(
我只知道刚度矩阵好像与载荷没啥关系，好像只与单元选择和网格划分有关

通过力除以位移不就是刚度吗？？
我就是通过这中力/位移得方法求解得刚度，与 查看单元刚度得方法求解出来得刚度  相差太大了

xinyuxf

原帖由 zhangload 于 2007-1-5 18:01 发表



我的意思是说，如果按照你说的4边形网格6自由度，，得出的刚度也应该只有24个呀，但他有24*24个刚度呀，如果我们一般要的刚度是不是就是他的主对角阵呢？？

关于“   “我只要看某点的 x方向和z方向的 ...

“刚度也应该只有24个”是什么意思？你是指单元刚度矩阵里只有24个数吗？“他有24*24个刚度”又是什么意思？建议你再看看有限元方面的书，具体明白了什么是单元刚度矩阵，然后再看一看你这个问题
“4边形网格6自由度”的单元刚度矩阵是一个24*24的方阵，而不是“24个”，这“24*24”个数是一个单元的刚度矩阵

ly19831023

同意楼上的说法
先看下弹性力学及有限元原理的书吧，看下他里面关于平面三角形单元刚度矩阵的推理

zhangload

原帖由 xinyuxf 于 2007-1-7 09:18 发表


“刚度也应该只有24个”是什么意思？你是指单元刚度矩阵里只有24个数吗？“他有24*24个刚度”又是什么意思？建议你再看看有限元方面的书，具体明白了什么是单元刚度矩阵，然后再看一看你这个问题
“4边形网 ...

这些我都能理解。。


主要是上述2种方式 计算出的结果相差甚远，，这个怎么处理？？取哪个呢？？