点击此处查看 ✿水哥原创ANSYS视频教程清单 ✿

水哥专属答疑服务已开通，点此此处查看详情

提取ANSYS的整体刚度或者质量矩阵具有很多方面的运用，常见的包括损伤识别以及二次开发。一般来讲，ANSYS提取整体刚度质量矩阵有下面三种方法：

1、用户程序法；

2、超单元法；

3、Hbmat法

其中由于Hbmat法使用简单快速，是很多时候采用的方法，Hbmat命令的使用介绍如下：

HBMAT,Frame,ext,–,form,matrx,rhs,mapping

各个参数的含义如下：

注意该方法的前提是存在full文件。

下面以一个悬臂梁为例，来简单阐述具体的操作方法与验证，悬臂梁命令流如下：

finish
/clear
/filname,file
/prep7
bb=200
bh=400
Et,1,beam188
Mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7850e-12
sectype,1,beam,rect
secdata,bh,bb
K,1
k,2,0,2000
L,1,2
lesize,all,,,2
lmesh,all
allsel,all
nsel,s,loc,y,0
d,all,all,0
Fk,2,fx,10e3
acel,,9800
allsel,all
/solu
allsel,all
solve
finish
/aux2
file,file,full
hbmat,stiff,txt,,ascii,stiffness,yes,yes
!hbmat,mass,txt,,ascii,mass,yes,yes
finish

找到工作目录下的文件stiff.txt，打开之后如下所示：

这个格式是ANSYS对矩阵特有的存储形式，含义如下：

第1行：格式A72，解释性文字。

第2行：一共5个数值，格式5I14，其中85表示文件的总行数（不包括头文件，也即是前面5行不算）；13表示矩阵列指针的总行数，通常是矩阵的阶数+1，其具体的数值位置是从第6行到19行；30表示矩阵行索引的总行数；第二个30表示矩阵元素的总行数；12表示右端项的数值总行数。

第3行：RSA表示矩阵的形式，其中R表示实数矩阵，S表示为对称矩阵，A表示为组装的矩阵；后面的两个12分别表示矩阵行数、矩阵列数，30表示矩阵的元素。

第4行：格式说明

第5行：几个数表示右端项的输出说明，F表示全部存储。

上述矩阵是按对称矩阵的形式存储，如果要进行完整刚度矩阵的提取，还需要对上述矩阵文件进行还原操作，这个过程可采用Matlab软件或者Python完成，这里我们采用Matlab来做

还原后的刚度矩阵如下所示：

为了验证还原刚度矩阵的正确性，采用Matlab对该悬臂梁进行求解，并与ANSYS的求解结果进行比较。

Matlab求解无非就是解方程KX=F, 其中K代表刚度矩阵， F代表外部荷载矩阵，X代表需要求解的节点位移，现在刚度矩阵已知，在提取右边的荷载矩阵，得到的最终荷载矩阵如下所示：

根据上述公式，求解操作如下：