APDL教程：ANSYS中整体与单元刚度质量矩阵提取方法

在ANSYS这个强大的有限元分析软件中，理解并能够提取整体、单元刚度和质量矩阵是至关重要的，因为这些矩阵在数值求解过程中扮演着核心角色。本文将深入探讨三种不同的方法来获取这些矩阵：用户程序法、超单元法以及HBMAT命令法。 1. **用户程序法**：这是一种需要编程技能的方法，通常针对高级用户或开发者。通过在ANSYS环境中编写自定义的Fortran程序，如使用Compaq Fortran 6.5开发环境，可以从ansys生成的二进制文件.full中提取整体刚度和质量矩阵。具体步骤包括创建主文件self.for和矩阵输出文件matrixout.f90，利用ansys提供的binlib.lib库，并处理由子空间迭代模态分析得到的/full文件。程序编译后，运行.exe可得到所需矩阵。 2. **超单元法**：这种方法更为简便，通过在模型中定义超单元，可以直接利用ANSYS内置的功能来计算和获取单元的刚度矩阵。在预处理阶段(/prep7)设置好单元类型、材料属性和网格划分，然后在求解阶段(/solu)指定子结构分析类型，并使用命令如seopt设置输出矩阵类型。最后，通过selist命令列出整体刚度矩阵，直观易懂。 3. **HBMAT命令法**：这是ANSYS提供的一个方便快捷的命令行工具，用于直接从分析结果中导出刚度矩阵（STIFF）、质量矩阵（MASS）或阻尼矩阵（DAMP）。使用HBMAT命令时，需要指定输出矩阵的路径、扩展名、格式（ASCII或BIN）以及矩阵类型。此方法适合于快速提取已处理过的分析结果中的矩阵，无需额外的编程。 掌握这些方法，可以帮助用户根据自身需求和技能水平选择最合适的手段来提取和使用整体、单元刚度和质量矩阵，从而优化有限元分析的效率和精度。无论是对于科研工作者还是工程应用人员，理解和熟练运用这些技术都是提高工作效率和保证分析准确性的关键。