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关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

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近日，公众号后台收到了部分同学反馈在后处理云图绘制中的一些问题，这里简要摘取典型问题略作回答，供大家参考学习。
粉丝1：在绘制后处理云图时，怎么理解节点解、单元解以及单元解的平均化，能否有个案例解释？
回答：节点与单元是有限元模型中必不可少的两个概念，其实在公众号2017年发的一篇文章已对节点解和单元解做了较为简单的阐述，但那篇文章中没做案例演示，有同学理解起来可能会有一定疑问，这里在详细说明下。
有限元求解是一个求解方程的过程，KX=F,已知荷载和刚度，求解位移，故而节点位移解释原生解，也即通过方程直接求出来的结果，是模型中最为精确的解，但有的时候仅仅知道位移还不够，我们还需要了解整个模型应力、应变的分布等。
为了得到模型的其他解，通过形函数等方式可得到单元积分点的应力应变，但积分点与单元的节点并不重合，故单元节点结果（除了位移）还需要通过积分点结果外推得到，当然也可以通过就近复制积分点结果得到，可通过命令Eresx进行控制，这也是在弹塑性分析时候最后应力云图会超过设置材料屈服极限的原因，在以前的一篇文章中有详细说明。
ANSYS米塞斯应力大于材料屈服应力是怎么回事？
不同单元在积分点外推的过程中，在单元的公共节点上产生的数值难免不一样，这也是单独绘制单元结果云图不连续的原因，但实际结构总是一个连续体，为了更加吻合实际，可以在节点处选择平均应力应变等结果，也就是我们常说的节点解。
故而就精确度而言，节点位移解（原生解）>单元节点解（派生解，未平均化）>节点单元解（派生解，平均化）。
下面通过一个小案例来演示一下平均的过程，如下所示一个悬臂梁，在自重情况下首先分别绘制单元应力解以及节点应力解，以X方向应力为例。

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

单元解X方向应力（云图不连续）

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

节点解X方向应力（云图连续）

从图中可明显看出，单元解有不连续的地方，为了查询是否遵循了平均的概念，我们首先打开单元透明度，将图形缩放在端部约束处，单元编号以及节点编号，如下所示。

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

上图中单元编号分别为29和30号的单元共用节点13，读取单元应力结果，首先将单元的节点应力列出来，可依次获取29号单元和30号单元在13节点处的应力，如下所示：

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答


在29号单元中，13号节点应力为Sx1=-0.39319e-2Mpa，在30号单元中，13号节点应力为Sx2=-0.38311e-2Mpa。
读取节点应力结果，列出13号节点应力，如下所示，为Sx3=-0.38815e-2Mpa,通过计算，Sx3=(Sx1+Sx2)/2,也即在绘制节点应力的时候ANSYS在共用节点处进行了平均化处理。

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答


值得注意的是，节点结果的平均化不是任何时候都是可以的，特别应留意在材料属性、单元属性变化的地方，节点平均后的结果是否合理，其结果应慎重选用。
粉丝2：在绘制壳单元应力或者应变云图时，壳单元的结果是中面、底面还是顶面的结果？如何查看不同位置处的结果？
回答：ANSYS在后处理中壳单元的派生解云图默认是以顶面结果显示的，可使用Shell命令进行更改，如下命令：
Shell,Top    !显示顶面结果
Shell,Bot    !显示底面结果
Shell,Mid    !显示中面结果
值得注意的是，中面的结果是底面和顶面两者数据的平均值，除此之外，还可通过设置单元关键项keyopt(8)=2来直接输出所有层面的结果，同时也可以打开单元形状来查看不同面之间的云图。
例某正方形固结板不同层面的显示结果，同时设置单元关键项输出所有面的值：

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结构默认X方向应力显示（顶面结果）

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

结构单元形状打开后应力显示
粉丝3：在绘制壳单元结果云图时，如果是单元表结果，如何显示连续的单元表结果？
回答：在用壳单元计算时，若我们需要绘制单元弯矩图等整体性结果，只能通过单元表获取并绘制云图，在默认情况下，单元表的结果是没有经过平均化的，故而云图显示时候是不连续的，若为了得到连续的云图，需要对结果进行平均化，常用命令流如下：
/post1
set,1,last
etable,MX,smisx,4     !绘制M1方向弯矩
pletab,MX                 !绘制弯矩图
pletab,MX,avg         !对结果进行平均化

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

未平均化单元表绘制云图

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

平均化单元表绘制云图
粉丝4：在绘制单元结果云图时，默认情况下有单元边界线，如何在绘制云图的时候去除单元边界线？
回答：采用/edge命令即可做到,/edge命令如下：

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

在绘制单元结果时，Key参数默认数值为1，也即显示单元边界线，当设置为0时，即可不显示单元边界线，单元边界线是通过ANGLE参数设置，默认为45度，也即两个单元边的夹角超过45度时，会默认有边界线显示,值得注意的是这个命令如果要在绘制单元云图时发生作用，需要将绘图模式置于full模式，使用/Graphics,full命令,该命令也可在前处理中使用。
常用命令流格式如下：
/post1
/graphcis,full
plesol,s,x
  /edge,,0

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答

单元X方向云图（有网格线）

关于ANSYS后处理云图绘制部分疑问的解答单元X方向云图（无网格线）

以上就是对最近关于云图绘制的一些回答，有任何其他关于ANSYS的操作问题欢迎在微信公众号后台或者文章下方留言，水哥会抽经典的问题集中回答，感谢大家的支持~
祝大家圣诞节快乐~

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2020.12.24

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