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[求助] [新人求助]ANSYS中“自由度”的概念,作用,目的?????

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发表于 2011-4-29 17:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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这个问题很多人问,就是没个合理的解释。作为新人,我在把这个问题提出来,希望,能得到一个满意的答案。

举例来说,对于plane53单元而言,它有8个节点,每个节点最多有4个自由度,分别为:磁矢量势的Z分量(AZ),时间积分电标量势(VOLT),电流(CURR),电动势降(EMF)。那么我就搞不懂了,自由度和节点联系在一起,这是为何??另外,这个自由度定义是做什么用的??到底。

后来,我在对某个单元设置关键项,命令流keyopt的时候也发现一个自由度的概念。
还是plane53单元为例,对这个单元进行关键项设置时,element degree of freedom (k1)下拉菜单有如下几项
AZ
AZ VOLT
AZ CURR
AZ CURR EMF
AZ CURR EMF COIL
AZ CURR EMF COND
我发现,如果我选了AZ项,那么我就不能进行实常数设置。那么我就想,会不会是,我选择了AZ项,就表示这个单元就包括了AZ VOLT       AZ CURR       AZ CURR EMF      AZ CURR EMF COIL
AZ CURR EMF COND 的功能???

望高手解答。谢谢。
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发表于 2011-4-30 10:10 | 显示全部楼层
回复 1# lanjeo
不是,az就是az,和其它自由度是独立的。至于你说的实常数,是要在一定的自由度下才需要设置的,具体你得看help中的解答
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发表于 2011-5-3 00:37 | 显示全部楼层
自由度的概念好像由结构分析而来,呵呵,我也不十分确定,在结构分析里,一个节点,有三个平动自由度,三个转动自由度,就是说,可以向三个方向平动,也可向三个方向转动,好理解吧?,建立节点的自由度方程,分析时求解矩阵,就是得到节点的自由度解。
有限元扩展到电磁领域,把自由度的概念也带来了,就是这样,呵呵
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2011-5-3 09:27 | 显示全部楼层
楼上说得都不错,想想5自由度的机床,可以加工复杂曲面,有限元也是这个道理,加上了集中不同维数的限制。
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 楼主| 发表于 2011-5-3 11:03 | 显示全部楼层
楼上各位的回答很好,很感谢。但是,如果在电磁领域,这个自由度的概念就有点费解了。比如说,一个单元,plane53单元而言,它有8个节点,每个节点最多有4个自由度,分别为:磁矢量势的Z分量(AZ),时间积分电标量势(VOLT),电流(CURR),电动势降(EMF)

那么是说,这个单元可以用于这4组值的求解吗?换句话说,如果某个单元,它不包含电流(CURR)自由度,那么这个单元就不能用于求解电流的计算中吗?

还有就是,自由度的概念是相当于一个未知数的概念,还是相当于一个已知量的概念?
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发表于 2011-5-3 18:18 | 显示全部楼层
自由度的概念是相当于一个未知数的概念,可以这样理解。
如果某个单元,它不包含电流(CURR)自由度,那么这个单元就不能用于求解电流的计算中吗? 这句话也对,但在某些情况下,电流可由求解出的电压值折算出来,或相反,实际上电场算的就是电压,其他是由电压折算出来的,磁场的情况复杂些,多看看书
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 楼主| 发表于 2011-5-4 17:09 | 显示全部楼层
回复 6# xingkong


    这么一解释,我有点开窍了。多谢了。
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 楼主| 发表于 2011-5-10 11:15 | 显示全部楼层
这个问题总算解决了。所谓的自由度,也叫节点自由度,可以理解为有限元分析中的唯一变量。有限元分析得到的最终解,也就是说得到的最终自由度的值也叫“基本解”,我没可以利用“基本解”得到一些我们感兴趣的其他物理量。举例说,在磁场计算中,有限元计算完后得到的是一个最终自由度的值,矢量磁势A,因为这个矢量磁势A是单元每个节点上的,因此,我们可以通过这个A得到其他物理量,比如说磁通密度B。至于如何由A得到B,我的理解是,可以用通用后处理器直接得到,再不然可以通过场计算器得到。

如有纰漏请指正。谢谢。
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发表于 2011-12-16 12:06 | 显示全部楼层
那我想问楼主,,为什么二维分析中,只有AZ自由度,而没有AY,AX吗。如果自由度是要求解的量,那么2维情况下的自由度应该是Ax和Ay,而Az只有在三维情况下才有啊。。这个怎么解释。。
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发表于 2011-12-17 21:01 | 显示全部楼层
磁场应该是和电路的平面垂直的,安培定则知道吧,就是这个道理。
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发表于 2011-12-18 16:56 | 显示全部楼层
楼上的说的对,但是磁场H和磁失势A是不一样的啊。。H是只有z分量。但是A是磁通量B取旋度啊。。这样一来A就不止只有Z分量了啊。。
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发表于 2012-3-20 12:17 | 显示全部楼层
回复 11# pangzhan27


    H有X和Y分量   A 只有Z分量
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