ANSYS软件初始应力命令inistate命令详解

1、初应力场的获得和施加陈坤初应力载荷概述在使用ANSYS进行结构分析时，可以把初始应力指定为一项载荷，但只能在静态分析和瞬态分析中使用（分析可以 是线性，也可以是非线性），初始应力载荷只能施加在分 析的第一个载荷步中，执行初始应力命令一次以上将覆盖 先前的初始应力指定。初应力载荷可以是初应力，初应变或者初塑性应变。ANSYS110版本以前施加初始应力的命令(ISTRESSJSWRITEJSFILE),被现在的INSTATE 命令所取代。INISTATE命令只能对新技术单元施加初始应力。所以在使用的时候只能将初始应力施加在新技术单元上。在ANSYS帮助里已经查不到旧的施加初始应力的命令。(但好像还

2、能使用。)初始应力场所支持的单元平面单元体单元杆及梁单元壳单元PLANE182,PLANE183SOLSH190SOLID185,SOLID186,SOLID187SOLID285LINK180,BEAM 188,BEAM 189,REINF264,REINF265SHELL181,SHELL209,SHELL208,SHELL281,命令：NISTATE INISTATE, Action, Vail, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7, Val8, Val9SETAction = SET定义初始应力状态坐标系，数据类型和材料类 型参数。DEFINEActi

3、on = DEFINE定义真实的状态值，和相对应的单元，积分 点，或层信息。WRITE当solve命令执行之前，用Action = WRITE将初应力值写入文件READ用Action = READ读入文件中的初始应力值。LIST用Action = LIST读出初始应力状态。DELETE用Action = DELE删除所选择单元的初始应力状态数据。INISTATE, SET, Vail, Vai2Vail =Val2 =CSYS坐标系.Val2是与坐标系一致的整数。-2单元坐标系-1材料坐标系0整体苗卡小坐标系0-10任何ANSYS定义的坐标系. >-11用户定义的坐标系编号.DTYP数据

4、举型.STRE二血力数据（默认）EPEL二应变数据EPPL二塑性应变数据MAT材料类型.Val2是材料编号用22二-1使基于材料的初始 应力状态无效并使基于积分点的初始应力状态数据有效。INISTATE, DEFINE, ELID, Eint, Klayei; Parmint,Cxx, Cyy, Czz, Cxy, Cyz, CxzELID-单元编号.如果为空，表示选择在单元选择集中的所 有单元。Eint-高斯积分点(默认是全部).在基于材料的初始应力状 态下无效。Klayer -层编号(for层实体/壳单元)或者梁单元的cell number.对不分层、无梁单元的为空丿在基于材料的初始应 力

5、状态下无效(被忽略).Parmint-层的截面积分点丿或梁的cel卜积分点(一般4个). 默认是全部(ALL)在基于材料的初始应力状态下无效.Cxx, Cyyz Czz, Cxy, Cyz, Cxz -应力(S),应变(EPEL),或 者塑性应变(EPPL)值.INISTATE, WRITE, FLAG, CSID, DtypeFLAG -等于1即输出初始状态文件，或等于0则不输出初始状态文 件.CSID -定义初始状态的坐标系：0 （默认）对实体单元在整体笛卡尔坐标系中写.-1 （或MAT） 在材料坐标系中写.2（或ELEM）对杆，梁和层单元在单元坐标系中写Dtype -设置写入ist文件中

6、的数据类型：S输出应力.EPEL输出应变.EPPL输出塑性应变.注意：对实体单元默认是6对杆、梁或者壳单元默认是2INISTATE, READ, Fname, Extz Path从单独的初始状态文件中读取初始状态数据，初始状态 文件名（fname），后缀名（ext）,路径（path）.初始状态 文件必须是一个用逗号隔开的ASCII码文件格式。对每个应 力/应变项包含单独的行，每行的列用逗号隔开。INISTATE, LIST, ELID对编号为ELID的单元列出初始状态数据。如果ELID为 空，则对所有已选择的单元列出初始状态数据。INISTATE, DELE, ELID删除编号为ELID的单元

7、的初始状态数据。如果ELID为空, 则删除所有已选择的单元的初始状态数据。初始应力场inistate,defi,100/200,300,400,500,600对整个模型施加初始应力inistate,defi,l100对梁单元1施加初始应力SX=100in istate,defiz2,3,33.3333在2号单元的单元积分点3施加初始应力SX=33.333in istate,defi,2200对所有选择的梁单元的cell 2施加初始应力SX=200inistate,set,mat,3in isdefi /200Apply Constant Stress Of SX=200 For All Bea

8、ms In A Model And Wherever There Is Material=3初始应变inistatezset,dtyp,epelinistate,defi,O. 1,-0.01,-0.01对整个模型施加初始应变场in istate,set,dtyp,epelinistate,defi,l/Z/,0.01对梁单元1施加常应变EPEL X=0.01inistate,set,dtyp,epelinistate,defi,2,3,0.01'Apply a Strain of EPEL X二0.01 at Elem Integration Pt 3 within Element

9、2in istate,set,dtyp,epelinistatezdefi,2lE-6'Apply a Constant Strain Of EPEL X = IE-6 in Cell 2 For All Selected Beam Elementsin is,setzdtypzepelinis,set,matz3inis,defi,lE-3'Apply a Constant Strain Of EPEL X二IE-3 For All Beams In A Model And Wherever There Is Material=3初始塑性应变in is,set,dtyp,ep

10、plinis,defi,0.1iniszsetzdtyp,sinis.defi /1000! Constant Initial Plastic Strain and Stress on the Whole Modelin is,setzdtyp,epplinis,defi/23001'Apply a Strain of EPEL X=0.01 at Elem Integration Pt 3 within Element 2 Here it is assumed that the initial stress is zero.inis,setzdtyp,epplinis,set,mat

11、,liniS/defi 2.0inis,set,matz2inis,defiz0.2! Apply EPS X = 0.1, EPS Y = -0.02, EPS Z = -0.02, for Layers 1,3,5 and EPS X二 0.2, for Layers 2,4,6 Layer 1,3,5 have material 1 and Layer 2,4,6 have material 2M举例初应力场的处理一直是长期困扰分析工程师 的课题，特别是在岩土工程中更是经常遇到。 下面以一重力场为例，详细描述在ANSYS中初 应力场的获得和施加过程。一个岩土工程中常用的岩层简化平面模型同

12、时受重力 和地表均压作用，比较以下两种方法所获的结果。1. 常规方法，同时施加重力加速度和均压。初应力载荷法，先计算模型在重力作用下的结果， 同时输出初应力文件，然后在全新的模型中调入此初应力 文件，计算等效节点力反力；施加等效节点力，进行求解, 得到与只有重力场作用下的模型同样的受力和变形;最后施 加均压，求解。finish/filename,try01,l /prep7et,l,42 mp,ex,l,2ell mp,nuxy,1,0.3 mp,dens,l/7800 blc4儿 2esize,0.1 amesh,all/solun sel,s,loc,y,0 d,all,uy,0n sel,s,loc,x,0 n sel,a,loc,x,l d,all,ux,0allselacell°z inistate,write, ls solve!得到只有重力作用下的初应力文件finish/cleat; nostart /filename,try02,l /prep7et,l,42 mp,ex,l,2ell mp,nuxy,1,0.3mp,dens,1/7800blc4乙 2 esize,0.1 amesh,all/solud,allzallisfile,read,try01,ist2 isfile 川stoutres,all,allallsel