ANSYS高级后处理之路径映射详解

我们知道，有限元法最后求得的结果是节点解，例如节点上的位移、内力、应力等内容，而单元内部某点的结果则是通过假定的形函数插值获得。然而，我们在有限元建模的时候，最让我们关心的是结构的构造特点以及边界条件，属于前处理模块，往往不会顾及结构的提取。由此带来的问题便是，如果我们需要提取模型中某些点、线或者面上的结果，但这些点、线和面不在节点位置，也与单元的形心、积分点不重合，这该怎么办呢？

这时候，便要用到我们的路径映射技术了。

所谓路径映射，其实是基于插值运算的一种后处理技术，它能够虚拟映射任何结果数据到模型的任何路径上。在使用时，我们可以设定路径，将关心的结果映射到该路径上，然后对该路径进行一些数学运算，从而得到更有意义的结果。其特点如下：

1）可以同时设定多个路径，一条路径上的结果其实就是一列数据，多个路径形成一个矩阵，可进行多个矩阵运算。

2）结果映射之后，还能以图形、列表、文件等方式观察或者保存结果。

定义路径包括两个方面，一个是定义结果坐标系(具体概念可以参考我的初级教程ANSYS坐标讲解那一章节)，另外一个便是定义具体路径。主要命令流如下：

CSYS,KCN

PATH,Name,nPts,nSets,nDiv

PPATH,POINT,NODE,X,Y,X,CS

/PBC,PATH,1

2) 映射路径结果

ANSYS能够虚拟映射任何结果数据到模型的任何路径之上，例如原始数据(DOF节点解)、派生数据(应力、通量、梯度等)、单元数据表等等。映射过程为：指定某个路径为当前路径、指定本次映射的结果坐标系、映射结果。

常用命令流如下：

PATH,name

RSYS,KCN

PDEF,Lab,Item,Comp,Avglab

3)观察路径

当我们映射结果后，我们可以直接观察结果沿路径的分布情况。我们可以指定路径点的某一坐标分量为X轴，当路径为一条空间曲线时，显示的则是伸展开后的结果。PLPATH、PRPATH 可采用追加方式，在一个图形中显示多个变量曲线。常用命令流如下：

Prange,1,,,XG  !选取路径点的X坐标为X轴

PLPATH,uz  !显示UZ-X曲线

PLPATH,SZ,SX  !显示SZ-X和SX-X曲线

4）对路径执行数学运算

路径结果可以看为一列列向量，相互之间可以进行各种数学运算，例如简单的算术运算和求幂、微积分等高级预算。

5）将数据存入数组

如果我们想导出数据，利用第三方软件例如Matlab进行运算，这时候需要将路径结果存入数组。命令流如下：

PAGET，PATHR2,Tabl