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ssj594ssj

铜虫 (初入文坛)

[求助] 求教有关ANSYS梁壳模型静力学分析刚度阵不正定的问题

小学渣开始学习APDL语言时间不是很久,尝试用SHELL181与BEAM188一起画了一个钢桥,桥面是壳单元,其余部分都是梁单元,如图1所示,看上去挺科学的但是如果尝试求解的话会提示:【刚度阵不正定,一般来说存在没有被约束住的刚体模态。】但是反复看来看去学弱都觉得写的没什么大错orz,求各位大神指点迷津,不甚感谢。因为写的比较长,材料组数等相对比较多,所以悬赏分数也相应地提高了一些。

图1:单元示意图


附录:APDL代码:
/PREP7  
    Fail=600e6 !Fail Stress of the material
   
    DPipe=5    !Diameter of the pillars
    TCPP=0.001 !Thickness of the pillars
    DArc=8     !Diameter of the Arc
    TCArc=0.01 !Thickness of the Arc   
    DASupport=2!Diamter of  the supportive lines
    TCSupport=0.01!Thickness of the supportive lines

   
    TCSH=0.001 !Thickness of the plate
    TCSH2=0.01 !Thickness of the second plate
    H=50       !Height of the bridge
    DeltaX=150 !DeltaX of the pillars
    DeltaZ=16  !Wedth of the bridge
    Dividen=13 !Dividen of the arc
    Young2=210e9   !E of the second material
    Miu2  =0.3     !Miu of the second material
    DENS2=7800   !Density of the second material
   
    ShellMeshSize=10
    PillarMeshSize =50
    ArcMeshSize=500
    SpprtMeshSize=20
   
   
    *DIM,DivXi,ARRAY,Dividen-1,1,1
    *DO, I, 1,Dividen-1,
        DivXi(I)=I*DeltaX/Dividen
    *ENDDO
    !*  Set the Element
        ET,1,BEAM188
        ET,2,SOLID185  
        ET,3,SHELL181   

    !Set the Material
   
        !Material 1
            MPTEMP,,,,,,,,  !Material Temperature
            MPTEMP,1,0  
            MPDATA,DENS,1,,7800
            MPTEMP,,,,,,,,  
            MPTEMP,1,0  
            MPDATA,EX,1,,210e9  
            MPDATA,PRXY,1,,0.3   
        !Material 2
            MPTEMP,,,,,,,,  
            MPTEMP,1,0  
            MPDATA,EX,2,,Young2  
            MPDATA,PRXY,2,,Miu2
            MPTEMP,,,,,,,,  
            MPTEMP,1,0  
            MPDATA,DENS,2,,DENS2
        
        
        
    !Set the section
        !Pillars
            SECTYPE,   201, BEAM, CTUBE, Pillars, 0
            SECOFFSET, CENT
            SECDATA,DPipe/2,TCPP+DPipe/2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
            
        !Pillar at the middle
            SECTYPE,   202, BEAM, CTUBE, Pillarmiddle, 0
            SECOFFSET, CENT
            SECDATA,DPipe/2,DPipe/2+TCPP/2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0   
   
        !Arc
            SECTYPE,   203, BEAM, CTUBE, ARC, 0
            SECOFFSET, CENT
            SECDATA,DArc/2,DArc/2+TCArc,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
            
        !Supportive lines
            SECTYPE,   204, BEAM, CTUBE, Supportive, 0
            SECOFFSET, CENT
            SECDATA,DASupport/2,DASupport/2+TCSupport,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
            
        !Shell
            sect,205,shell,,Plate
            secdata, TCSH,2,0.0,3   
            secoffset,MID   
            seccontrol,,,, , , ,
            
            
            
               
    !Set the failure
        FC,1,S,XTEN, Fail  
        FC,1,S,YTEN, Fail
        FC,1,S,ZTEN, Fail
        FC,1,S,XCMP,-Fail
        FC,1,S,YCMP,-Fail
        FC,1,S,ZCMP,-Fail
!Modeling
    !Model the bridge surface
        !Modeling the keypoints
        *DO, I, 1, 6,
            K,  I,(I-1)*DeltaX,H,0
        *ENDDO
        *DO, I, 1, 5,
            K,6+I,I*DeltaX,0,0
        *ENDDO
        *DO, I, 1, 6,
            K,11+I,(I-1)*DeltaX,H,DeltaZ
        *ENDDO
        *DO, I, 1, 5,
            K,17+I,I*DeltaX,0,DeltaZ
        *ENDDO
        ! Modeling the Areas
        A,1,12,13,2
        A,2,3,14,13
        A,3,4,15,14
        A,4,5,16,15
        A,5,6,17,16
   
    !Modeling the Pillars
        !Modeling the keypoints
            K,23,0*DeltaX,0,0
            K,24,0*DeltaX,0,DeltaZ
        !Modeling the Pipes
            *Do,I,1,5
                LSTR,1+I,6+I
            *ENDDO
            *Do,I,1,5
                LSTR,12+I,17+I
            *ENDDO
            
    !Modeling the Arc
        !Modeling the keypoints
            *Do,I,1,5
                K,24+I,(I-0.5)*DeltaX,H,0
                K,29+I,(I-0.5)*DeltaX,H,DeltaZ
            *ENDDO
        !Modeling the Pipes
            *Do,I,1,4
                LARC,17+I,18+I,30+I
                LARC,6+I,7+I,25+I
            *ENDDO
            LARC,24,18,30
            LARC,23,7 ,25
            
    !Modeling the supportive Lines
        *DIM,B,ARRAY,10,1,1
        B(1)=35,34,32,30,28,27,29,31,33,36
        *DIM,C,ARRAY,10,1,1
        C(1)=2 ,14,11, 8, 5, 7,10,13,16, 4
        counter=35
        counter2=35+(Dividen-1)*10
        
        Rarc=((DeltaX/2)**2+H**2)/(2*H)
        Theta0=asin(DeltaX/2/Rarc)*2
        Hi=sqrt(Rarc**2-(DeltaX/2)**2)
        

        *DO,I,1,Dividen-1,
            Tanhaha=(DivXi(I)-DeltaX/2)/Rarc
            Theta=asin(Tanhaha)+0.5*Theta0
            haha=Theta/Theta0
            !haha=1-haha

            *DO,J,1,5,
                KL,B(J),haha,counter,
                KL,C(J),1/Dividen*I,counter2,
                counter=counter+1
                counter2=counter2+1
            *ENDDO
            I=Dividen-I
            *DO,J,6,10,
                KL,B(J),haha,counter,
                KL,C(J),1/Dividen*I,counter2,
                counter=counter+1
                counter2=counter2+1
            *ENDDO
        *ENDDO
        
        counter=35
        numpillar=(Dividen-1)*10
        *DO,I,1,numpillar,
            LSTR,counter,counter+numpillar
            counter=counter+1
        *ENDDO
        
        *if,abs(nint(Dividen/2)-Dividen/2),le,0.3,then        !If dividen is even
            LDELE,37+(Dividen/2-1)*10,37+(Dividen/2-1)*10+9,0, !Delete the length zero lines
        *endif
        
        
        
    !Meshing the shells
        asel,all
        AATT,       2, ,   3,       0, 205  
        mshkey,1
        LESIZE,ALL,,,ShellMeshSize
        amesh,all
        allsel        
    !Meshing the Pillars
        lsel,S,,,17,20,
        lsel,A,,,22,25,
        LATT,1, ,1, , , ,201
        mshkey,1
        LESIZE,ALL,,,PillarMeshSize
        lmesh,all
        allsel
    !Meshing the Pillars Middle
        lsel,S,,,26,26,
        lsel,A,,,21,21,
        LATT,1, ,1, , , ,202
        mshkey,1
        LESIZE,ALL,,,PillarMeshSize
        lmesh,all
        allsel
    !Meshing the Arc
        lsel,S,,,27,36,
        LATT,1, ,1, , , ,203
        mshkey,1
        LESIZE,ALL,,,ArcMeshSize
        lmesh,all
        allsel
    !Meshing the Supportive Lines
        lsel,S,,,37,37+(Dividen-1)*10,
        LATT,1, ,1, , , ,204
        mshkey,1
        LESIZE,ALL,,,SpprtMeshSize
        lmesh,all
        allsel
/sol
    !Fix the DOFS on the bottom
        KSEL,S,,, 7,11,
        KSEL,A,,,18,24,
        DK,ALL, ALL,0,
        allsel
    !Fix the DOFS  on the left
        LSEL,S,,,1,
        DL,ALL,, ALL,0,
        allsel
    !Fix the DOFS  on the right to apply symmetry boundary
        LSEL,S,,,15,
        LSEL,A,,,21,
        LSEL,A,,,26,
!        DL,ALL,, UX,0,
        DL,ALL,,ALL,0,
        allsel
    !Gravity ON
        ACEL,0,0,-9.8,
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