ANSYS壳单元模拟：截面内力提取技巧

部分朋友反应在采用壳单元进行仿真计算时不知如何提取壳单元的截面内力，今日水哥就壳单元的截面内力提取方法简单说明下，供诸君参考一二。

首先讲讲壳单元的应力和内力输出。

薄壳单元和中厚板壳单元应力和内力的输出项目不尽相同，对于薄壳单元如 SHELL63 就不输出次要应力（τxz、τyz）和内力（Nx、Ny），而中厚板壳单元则输出这些应力和内力。

注意，壳单元的内力输出均是相对于单元坐标系，单元各边内力相同，为该单元单位长度上的内力，如 Mx 的单位为“力×长度/长度”，如需该单元的总弯矩则再乘以单元边长即可。单元的内力可通过单元表输出，例如shell181的结果输出示意图如图，单元表选项如下：

上述方法针对的是单个单元，然而实际计算过程中，我们常常需要获取某个截面的总内力，此时可通过计算获取。一般而言，有两种方式，一种是路径积分法，另外一种是单元节点力求和法。水哥个人建议采用单元节点力求和法，简单快捷。

单元节点力求和法需要掌握两个命令：Spoint \ Fsum

Spoint,node,x,y,z

该命令定义力矩求和的位置点，如果求和不位于总体直角坐标系下，可输入node定义或采用Rsys命令定义。

Fsum,lab,Item

该命令计算所选择单元集中选择节点集的所有节点力的合力和合力矩。因而在求具体某截面的内力时，应选择该截面附件的单元以及节点。

下面以某悬臂板为例，阐述基本思路。

某混凝土悬臂板，板厚100mm，尺寸为900mmX2000mm，混凝土等级为C30，在板的端部100mm范围内受到均布荷载0.5KN/m^2，求板跨中间截面的剪力以及弯矩。

理论求解：Fz=0.5*0.1*2=0.1KN

My=0.1KN*(0.45-0.05)m=0.04KN.m

ANSYS建模命令流如下：    

finish

/clear

/prep7

et,1,shell181

r,1,100

mp,dens,1,2600e-12

mp,prxy,1,0.3

mp,ex,1,3.0e4

blc4,,,900,2000

wpoffs,450

wprota,,,90

asbw,all

wpoffs,,,350

asbw,all

wpcsys,-1

asel,s,loc,x,800,900

sfa,all,1,pres,-0.5e-3

allsel,all

esize,20

amesh,all

/solu

lsel,s,loc,x,0

dl,all,,all,0

outres,all,all

allsel,all

solve

/post1

!选择中间线附近的单元

nsel,s,loc,x,450

esln,s,0

esel,u,cent,x,0,450

!选择中间线节点并求解

nsel,s,loc,x,450

spoint,,450,1000

fsum

结果如下：

软件求解结果和理论结果吻合！

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