ANSYS利用cerig建立刚性截面报错问题解决

如何正确地给实体模型施加上轴力、剪力和弯矩呢？ANSYS并不支持直接往实体的某个截面上施加集中力，当然轴力可以用SFA命令施加一个均布荷载来“等效”，但要施加弯矩就需要上一些手段了。

目前，能实现上述目标的方法，主要有四种：

• 方法1：建立独立节点(mass21质量单元)，利用cerig命令将整个截面与该节点建立成“刚性区”，然后将弯矩、剪力、轴力均以F命令施加到这个节点上；
• 方法2：建立独立的节点，将截面上每个节点与新建节点建立成MPC184单元，即形成许多根刚性梁，从而形成刚性截面，将弯矩、剪力、轴力均以F命令施加到新建节点上；
• 方法3：建立独立节点(mass21质量单元)，在独立节点与截面上各节点之间建立RBE3单元，实现“主从约束”；
• 方法4：基于表面边界法，通过设置接触对来实现“主从约束”。

方法一只适用于小变形的情况(对于箱梁分析来说，小变形够用了)，用起来命令最简洁。实例参考：如何在ANSYS中实体单元施加弯矩。

方法二的适用性最广，可以解决大变形、非线性问题，实例参考：如何在ANSYS中实体单元施加弯矩。

方法三和方法四的原理近似，方法三的原理说明请参考RBE2和RBE3单元的理论基础和ANSYS实现，方法三的实例见如何在ANSYS中实体单元施加弯矩，方法四的实例见实体单元施加弯矩的方法-基于表面边界法。

好了，今天不是来总结教程的，是来解决问题的。

我在运行一段老代码(2011年完成，当时采用的方法一，即利用cerig命令建立刚性区域)的时候，意外地遇到了两处报错：

1. 提示我mass21单元和其他单元共用了实常数，且没有指定质量；
2. 提示类似“Constraint equation 68 has node 1 = 392 degree of freedom = UY which is also a slave in coupled set 101.”的一串错误

上述两个问题报错，导致求解无法进行。

关于错误提示1，在老版本ANSYS中，虽然设定了mass21单元，但可以与solid单元共用一个“空的实常数”，也就是说实际上并没有给mass21单元指定质量，一样可用——现在看来，这应当是ANSYS新版本修补了该命令，使其更加符合逻辑。质量单元嘛，是应该指定质量的，在实践中给个很小的数值就可以了。

关于错误提示2，分别利用celist和cplist查看约束方程与耦合对的情况，通过nplot查找原因：

左下角的365402号节点就是新建独立节点，右上方是箱梁截面的节点。把右上角的节点放大一看：

原来如此，在老版本ANSYS中，耦合是不可以一对多的(当然新版本也不可以)，但是cerig建立的刚性区域可以这样操作。即上面节点392，既能与新建节点组成刚性区域，也能与预应力钢筋节点建立耦合对，这样操作程序没有报错，计算结果也正常。

现在看来，很可能是之前老版本忽略掉了这种情况，让程序继续进行了。

找到了问题所在，解决就容易了。好在建立耦合对的时候，利用了数组，于是可以把参与耦合的节点在选择集中去掉。

先选择上混凝土节点中参与耦合的节点：

nsel,s,,,cp_node(1)
*do,i,1,count1_node-1
nsel,a,,,cp_node(i+1)
*enddo
cm,conccp,node

就是图中这些“绿色”的节点，nsel,u,,,conccp ，从选择集中取消掉这些节点

变成这样的就行了，程序报错消失，问题完美解决。

一点体会，很多年前，提到ANSYS APDL的优势，其中之一便是“可以在不同版本之间无缝切换”。然而事实并非完全如此，很多时候程序会默默修补bug，重点往往由于是太细节的更新，不会和用户说明。所以，对于老代码也不能太放心啦。