[ANSYS]正确画内力图

 12/15/2011

1、概念分析
ANSYS有强大的有限元分析功能，但是在对杆件结构进行分析后，要想得到正确的弯矩图似乎有点困难，因为在ANSYS中基本上不存在弯矩图这个概念，究其原因，是因为我们画弯矩图时，我们的对象是这个结构，但是ANSYS眼中的对象则是一个个单元，所谓画出来的弯矩图，只不过是ANSYS对每一单元分析结果的连线而已。因此，要想画出正确的内力图，我们就必须要仔细处理单元的排布方向，然后才能得到正确的内力图。
单元的方向，对于杆件单元来（线）说，就是线的法线方向（这个似乎和数学上的法线定义有点不一定样，只不过是个名称而已，用以表示线的方向），图1中即显示了这个结构中各线的方向。一般来说，线的法线方向是由小节点编号指向大节点编号。图2为对应于图1各线法线方向的弯矩图。

图1.线的法线方向标识（左上角红色箭头为荷载标识）

图2.对应于图1的弯矩图

可见画出的弯矩图和我们熟悉的画法（即结构力学中的画法）不一样，显得杂乱无章，有的地方画在受拉侧，有的地方画在受压侧。这样对我们的结构应用是非常不利的。但是仔细分析图1和图2，我们还是能发现ANSYS自有的一套规律：负弯矩（图2中蓝色部分，逆时针的弯矩为负）画在法向线的下面，正弯矩（图2中红色部分，顺时针的弯矩为正）画在法向线的上面。那么，如果我们让所有线的法线方向均指向左指向右，那么画出来的弯矩图将和我们熟悉的一致。如图3，图4所示。

   

图3                                         图4

2、技术讲解
以上分析了原理，也基本摸清了ANSYS的处理规律，下面讲解如何实现弯矩图的绘制及线法相方向的调整。
2.1、绘制弯矩图
前面已经说明，在ANSYS中，所谓绘制弯矩图（适用所有内力图），即把各单元端点弯矩值相连。在ANSYS中，首先将各单元i端和j端的弯矩值生成单元表（ETABLE），然后沿单元用等值面显示单元表结果（PLLS）即可。
下面以BEAM188单元为例：
ETABLE,MZI,SMISC,2                       !生成i节点弯矩单元表
ETABLE,MZJ,SMISC,15                     !生成j节点弯矩单元表
PLLS,MZI,MZJ,1                                !沿单元用等值面显示单元表结果
PRETAB,MZI,MZJ                              !列表显示单元表结果
其余单元，或是BEAM188单元的其余内力，可以通过查找ansyshelp，确定SMISC后面的数字来获取不同内力。

2.2、调整法线方向
通过循环反转制定线的法线方向实现。下面给出程序段（注，此程序段主要参考http://apps.hi.baidu.com/share/detail/23265373）：
!调整线的法线方向
/UIS,MSGPOP,3                           !关闭警告显示
*GET,V1,LINE,0,NUM,MAX
*GET,V2,LINE,0,NUM,MIN
*GET,V3,LINE,0,COUNT
V4=V2
*DOWHILE,V4,LE,V1
*IF,LZ(V4,0),LT,LZ(V4,1),THEN
LREVERSE,V4                             !反向
*ENDIF
*IF,LY(V4,0),LT,LY(V4,1),THEN
LREVERSE,V4                             !反向
*ENDIF
*IF,LX(V4,0),LT,LX(V4,1),THEN
LREVERSE,V4                             !反向
*ENDIF
V4=LSNEXT(V4)                           !获取下一编号
*ENDDO
ALLSEL,ALL/UIS,MSGPOP,2        !打开警告显示
2.3、其余内力图

下面给出与图3对应的轴力图和剪力图：
采用向左向下的法线方向系统后，PLLS命令中FACT值取1即可画出正确的内力图。

图5.轴力图

图6.剪力图