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ANSYS结构分析之单元大全


LINK1

可承受单轴拉压的单元,不能承受弯矩作用 2 维 6 节点三角形实体结构单元,可用作平面单元 (平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单

PLANE2

元 可承受拉、压、弯作用的单轴单元,每个节点有三个自由度,即沿 x,y 方向的线位移及绕 Z 轴的角

Beam3

/>位移 承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元,每个节点上有六个自由度:x、y、z 三个方向的线位移和绕

Beam4

x,y,z 三个轴的角位移 三维耦合场体单元,8 个节点,每个节点最多有 6 个自由度 三维杆(或桁架)单元,用来模拟:桁架、缆索、连杆、弹簧等等,是杆轴方向的拉压单元,每个

SOLID5

LINK8

节点具有三个自由度:沿节点坐标系 X、Y、Z 方向的平动 2 维耦合场实体单元,有 4 个节点,每个节点最多有 4 个自由度 4 节点轴对称谐波结构单元,用于承受非轴对称载荷的 2 维轴对称结构的建模 二维热传导杆单元,应用在二维(板或轴对称)稳态或瞬态热分析 2 维 6 节点三角形热实体单元,用作平面单元或轴对称单元 2 维实体结构单元,作平面单元 (平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元。本单元有 4 个

PLANE13 PLANE25 LINK32 PLANE35

PLANE42

节点,每个节点有 2 个自由度,分别为 x 和 y 方向的平移 4 节点塑性大应变单元,适合模拟线性、弯曲及适当厚度的壳体结构。单元中每个节点具有六个自

Shell43

由度:沿 xy 和 z 方向的平动自由度以及绕 x、y 和 z 轴的转动自由度 2 维 8 节点磁实体单元,用于 2 维 (平面和轴对称) 磁场问题的建模 2 维 4 节点热实体单元,作为平面单元或轴对称环单元,用于 2 维热传导分析。本单元有 4 个

PLANE53

PLANE55

节点,每个节点只有一个自由度 – 温度 弹性壳单元,具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。本单元每个节点具有

Shell63 6 个自由度:沿节点坐标系 X、Y、Z 方向的平动和沿节点坐标系 X、Y、Z 轴的转动 3-D 各向异性结构实体单元,用于各向异性实体结构的 3D 建模。单元有 8 个结点,每个结点 3 个 SOLID64 自由度,即沿 x、y、z 的平动自由度 用于含钢筋或不含钢筋的三维实体模型。该实体模型可具有拉裂与压碎的性能 2 维热-电耦合实体单元,有 4 各节点,每个节点两个自由度:温度和电压 4 节点轴对称谐波热单元,作轴对称环单元,具有 3 维热传导能力。本单元有 4 个节点,每个节 PLANE75 点只有一个自由度 – 温度 TEMP 2 维 8 节点热实体单元,2 维 4 节点热单元 (PLANE55) 的高阶版本。每个节点只有一个自由度 PLANE77 – 温度 8 节点轴对称-谐波热单元,轴对称环单元,具有 3 维热传导能力。本单元有 8 个节点,每个节 PLANE78 点只有一个自由度 – 温度 TEMP 2 维 8 节点结构实体单元,是 2 维 4 节点单元 (PLANE42) 的高阶版本。对于四边形和三角形混 PLANE82 合网格,它有较高的结果精度;可以适应不规则形状而较少损失精度。本 8 节点单元具有一致位 移形状函数,能很好地适应曲线边界 PLANE83 8 节点轴对称谐波结构实体单元,非轴对称载荷的 2 维轴对称结构的建模,有 8 个节点,每个节

SOLID65 PLANE67

点有三个自由度 – 节点在 x, y 和 z 方向的平移。对于未转动的节点坐标,其方向分别对应径 向、轴向和切线方向 (圆周方向) PLANE121 2 维 8 节点静电单元。本单元每个节点只有一个自由度:电压,用于 2 维静电场分析 2 维四边形结构实体 p 单元,支持最多 8 阶多项式,用作平面单元 (平面应力或平面应变) 或作 PLANE145 为轴对称单元 2 维三角形结构实体 p 单元,支持最多 8 阶多项式,作平面单元 (平面应力或平面应变) 或作为 PLANE146 轴对称单元 显式动力 2 维结构实体, 用于平面问题, 也可用于轴对称问题。 本单元有 4 个节点, 每个节点 6 个 PLANE162 自由度:节点在 x 和 y 方向的平移、速度和加速度 单元限制 2 维 4 节点结构单元,可用作平面单元 (平面应力、平面应变或广义平面应变),也可 PLANE182 作为轴对称单元,具有塑性、超弹性、应力刚度、大变形和大应变能力,并具有力-位移混合公式的 能力,可以模拟接近不可压缩的弹塑性材料的变形 2 维 8 节点实体结构单元,用作平面单元 (平面应力、平面应变和广义平面应变),也可用作轴对 PLANE183 称单元。本单元具有塑性、蠕变、应力刚度、大变形及大应变的能力。并具有力-位移混合公式的 能力,可以模拟接近不可压缩的弹塑性材料的变形 Beam188 3 维线性有限应变梁单元,适合于分析从细长到中等粗短的梁结构

PLANE223 2 维 8 节点耦合场单元, 2 维结构、电、压组和压电分

SOLID45 3-D 结构实体单元 产品:MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP ED SOLID45 单元说明 solid45 单元用于构造三维实体结构.单元通过 8 个节点来定义,每个节点有 3 个沿着 xyz 方向平移的自由度. 单元具有塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形和大应变能力。有用于沙漏控制的缩减积分选项。有关该单元的细节参看 ANSYS, 理论参考中的 SOLID45 部分。类似的单元有适用于各向异性材料的 solid64 单元。Solid45 单元的更高阶单元是 solid95。 图 45.1 SOLID45 几何描述

SOLID45 输入数据 该单元的几何形状、结点位置、坐标系如图 45.1: "SOLID45 几何描述"所示。该单元可定义 8 个结点和正交各向异性材料。 正交各向异性材料方向对应于单元坐标方向。单元坐标系方向参见坐标系部分。 单元荷载参见结点和单元荷载部分。压力可以作为表面荷载施加在单元各个表面上,如图 45.1: "SOLID45 几何描述"所示。 正压力指向单元内部。可以输入温度和流量作为单元节点处的体载荷。节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。如果不给出其它 节点处的温度,则默认等于 T(I)。对于任何其它的输入方式,未给定的温度默认为 TUNIF。对于流量的输入与此类似,只是默 认值用零代替了 TUNIF。

KEYOPT(1)用于指定包括或不包括附加的位移形函数。KEYOPT(5)和 KEYOPT(6)提供不同的单元输出选项(参见单元输出 部分)。 当 KEYOPT(2)=1 时,该单元也支持用于沙漏控制的均匀缩减(1 点)积分。均匀缩减积分在进行非线性分析时有如下好处: 相对于完全积分选项而言,单元刚度集成和应力(应变)计算需要更少的 CPU 时间,而仍能获得足够精确的结果。 当单元数量相同时,单元历史存储记录(.ESAV 和 .OSAV)的长度约为完全积分(2×2×2)的 1/7。 非线性分析的收敛性通常远比采用额外位移形状的完全积分要好;即,KEYOPT(1) = 0, KEYOPT(2) = 0。 分析结果不会受(由塑性或其它不可压缩材性引起的)体积锁死的影响。 采用均匀缩减积分有以下缺点: 当采用相同网格进行弹性分析时,结果显然不如完全积分方法精确。 采用单层单元时不能很好的得到结构的弯曲特性(例如,一根悬臂梁,受横向集中力,采用单层单元)。建议采用 4 层单元。 当采用均匀缩减积分选项时 (KEYOPT(2) = 1 – 这和 SOLID185 用 KEYOPT(2) = 1 是一样的) 应对总能量 (ETABLE 命 , ETABLE 令,SENE 标识符)和沙漏造成的伪能量 (ETABLE 命令,AENE 标识符) 进行比较以检查结果的精度。如果沙漏能与总能量之比 ETABLE 小于 5%,结果一般是可以接受的。如果该比值超过 5%,则需细化网格。也可以在求解阶段用 OUTPR OUTPR,VENG 命令控制总能量和沙 漏能。更多说明见 ANSYS 理论手册。 可用 ISTRESS 或者 ISFILE 命令给单元施加初始应力状态。更多信息参见 ANSYS 基础分析纸指南中的施加初始应力部分。 你也可以用 KEYOPT(9) = 1 来从用户子程序中读取初应力 USTRESS。关于用户子程序的细节,参见《ANSYS UPF 指南》。 SOLCONTROL,,,INCP 命令来包含压力的影响。在线性特征值屈曲分析中自动包括压力 在进行几何非线性分析时,可以使用 SOLCONTROL 载荷刚度效应。如果需要非对称的压力载荷刚度效应矩阵,使用 NROPT NROPT,UNSYM 命令。 该单元的输入概要参见 "SOLID45 输入数据摘要". 单元输入数据的一般性描述参见单元输入部分。 SOLID45 单元输入数据摘要 节点 I,J,K,L,M,N,O,P 自由度 UX,UY,UZ 实常数 HGSTF-沙漏控制因子,仅当 KEYOPT(2) = 1 时需要设置。 注: 有效值为任意正数,默认为 1.0。建议值为 1 到 10 之间。 材料参数 EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (或 NUXY, NUYZ, NUXZ), ALPX, ALPY, ALPZ (或 CTEX, CTEY, CTEZ or THSX, THSY, THSZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP 表面载荷 压力— 表面 1(J-I-L-K) ,表面 2(I-J-N-M) ,表面 3(J-K-O-N) ,表面 4(K-L-P-O),表面 5(L-I-M-P) ,表面 6(M-N-O-P) 体载荷 温度— ,T(J) ,T(K) ,T(L) ,T(M) ,T(N) ,T(O) ,T(P) ; T(I) 流量— ,FL(J) ,FL(K) ,FL(L) ,FL(M) ,FL(N) ,FL(O)FL(P) FL(I) 特殊功能 塑性 蠕变 膨胀 应力刚化 大变形 大应变 单元死活 自适应下降 初始应力输入 KEYOPT (1) 0 —包括附加的位移形函数 1 —不包括附加的位移形函数 KEYOPT (2) 积分选项 0 —依据 KEYOPT(1)带或者不带附加位移形函数,执行完全积分 1 —带砂漏控制的均匀缩减积分,不带附加的位移形函数(KEYOPT(1)自动设置为 1) KEYOPT(4) 单元坐标系 0—单元坐标系平行于整体坐标系 1—单元坐标系基于单元 I-J 边 KEYOPT(5) 额外单元输出 0 ——基本单元解 1 ——在所有积分点上重复基本解 2——节点应力解 KEYOPT(6) 额外表面输出 0—基本单元解 1—附带表面 I-J-N-M 的表面解 2—表面 I-J-N-M 和表面 K-L-P-O 的表面解(表面解只对线性材料可用) 3—附带每个积分点的非线性解

4—非零压力表面的表面解 KEYOPT(9) 初始应力子程序选项(仅适用于直接用 KEYOPT 命令输入时) 0—没有用户子程序提供初应力(默认) 1—从用户子程序 USTRESS 中读入初始应力数据(有关用户子程序参见《ANSYS UPF 指南》) SOLID45 输出数据 与单元结果相联系的结果输出主要有两种方式: 节点位移和所有节点结果。 附加的单元输出,如表 45.1: "SOLID45 单元输出定义"所示。 图 45.2: "SOLID45 应力输出"显示了几项结果。单元应力方向平行于单元坐标系。表面应力输出在表面坐标系上,各面上 的结果都可得到(KEYOPT(6))。面 IJNM 和 KLPO 的坐标系如图 45.1: "SOLID45 几何描述"所示。其他的表面坐标系遵从类似的 定位,即由受压面结点关系确定。表面应力输出仅当满足单元输出的条件时可用。一般性的描述参见结果输出。关于如何查看 结果,参见 ANSYS 基础分析指南。 应力输出" 图 45.2: "SOLID45 应力输出

(这里显示的应力方向相应于 KEYOPT(4) = 0) 当 KEYOPT(2)=1(单元采用均匀缩减积分) ,单元积分点上所有的输出和完全积分方法的输出形式相同。为保证输出的一 致性,在相同单元类型中完全积分方法的点号。 单元输出定义表使用如下标记: 在名称列中的冒号 (: 表示该项可以用分量名方法 [ETABLE, ESOL] 处理; 列表示该项可用于 Jobname.OUT 文件; ) O R 列表示该项可用于结果文件。无论 O 列或 R 列,Y 表示该项总是可用的,一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项 的条件;而减号 "-" 表示该项不可用。 表 45.1 SOLID45 单元的结果输出定义 名称 EI NODES MAT VOLU XC,YC,ZC PRES 定义 单元号 节点-I,J,K,L,M,N,O,P 材料编号 体积 结果输出位置 节点 J,I,L,K 的 P2;JKON 的 P3;KLPO 的 P4;LIMP 的 P5;MNOP 的 P6 TEMP 温度 T(I) ,T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O),T(P) FLUEN S:X,Y,Z,XY,YZ,XZ 流量 FL(I) FL(J) FL(K) FL(L) FL(M) FL(N) FL(O) FL(P) 应力 Y Y Y Y Y Y O Y Y Y Y Y Y R Y Y Y Y 3 Y

S;1,2,3 S:INT S:EQV EPEL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ EPEL:1,2,3 EPEL:EQV EPTH:X,Y,Z,XY,YZ,XZ EPTH:EQV EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ EPPL:EQV EPCR:X,Y,Z,XY,YZ,XZ EPCR:EQV EPSW: NL:EPEQ NL:SRAT NL:SEPL NL:HPRES FACE AREA TEMP EPEL PRESS S(X,Y,XY) S(1,2,3) SINT SEQV LOCI:X,Y,Z

主应力 应力强度 等效 MISES 应力 弹性应变 主弹性应变 等效弹性应变 平均热应变 等效热应变 平均塑性应变 等效塑性应变 平均蠕变应变 等效蠕变应变 平均膨胀应变 平均等效塑性应变 屈服表面上的迹应力和应力之比 从应力-应变曲线平均等效 mises 应力 静水压力 表面 lable 表面面积 表面平均温度 表面弹性应变(X,Y,XY) 表面压力 表面应力(X 轴平行于定义该表面的前面两个结点连接) 表面主应力 表面应力强度 表面等效 mises 应力 积分点位置

Y Y Y Y Y Y 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Y Y Y Y Y 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 2 2 2 2 -

2 2 2 2 2 2 2 2 2 Y

1 仅当单元具有非线性材料时,有非线性解输出。 2 表面输出(如果 KEYPOINT(6)是 1、2 或者 4) 。 3 用*GET 可以获得质心位置的结果.。 4 等效应变用一个等效泊松比来计算:对于弹性和热问题,这个值由(MP,PRXY)输入;对于塑性和蠕变问题,这个值取 0.5 表 45.2 SOLID45 综合单元输出 描述 非线性积分点结果 积分点应力结果 结点应力结果 输出项名 EPPL, EPEQ, SRAT, SEPL, HPRES, EPCR, EPSW TEMP, S(X, Y, Z, XY, YZ, XZ), SINT, SEQV, EPEL TEMP, S(X, Y, Z, XY, YZ, XZ), SINT, SEQV, EPEL O 1 2 3 R -

1. 若单元有非线性材料且 KEYOPT(6)=3,在 8 个积分点处输出结果。 2. 若 KEYOPT(5)=1,在每个积分点输出结果。 3. 若 KEYOPT(5)=2,在每个结点输出结果。 表 45.3 "SOLID45 输出项和序列号" 列出了可以通过 ETABLE 命令,用序列号方法输出的内容列表。更多信息见 "ANSYS 基本分析指南" 中 一般后处理 (POST1) 部分和本手册中 "输出项和序列号表" 部分。在 表 45.3 "SOLID45 输出项和 序列号" 中使用如下标识符: Name 与表 45.1: "SOLID45 单元输出定义" 中相同定义的输出量; Item 用于 ETABLE 命令的预先定义的输出项; E

对于单值或常数型单元数据的序列号; I,J,…,P 节点 I,J,...,P 处数据的序列号; 表 45.3 SOLID45 输出项和序列号 输出量名 Item P1 P2 P3 P4 P5 P6 S:1 S:2 S:3 S:INT S:EQV FLUEN SMISC SMISC SMISC SMISC SMISC SMISC NMISC NMISC NMISC NMISC NMISC NMISC 1 2 3 4 5 41 18 6 7 8 9 10 42 2 5 I 1 6 9 11 12 13 14 15 43 10 13 16 17 18 19 20 44 14 17 19 21 21 22 23 24 25 45 22 26 27 28 29 30 46 ETABLE 和 ESOL 命令输入 J 4 K 3 8 L M 7 12 23 31 32 33 34 35 47 11 16 15 20 24 36 37 38 39 40 48 N O P -

有关适用 ETABLE 命令的表面结果输出参见本手册的表面输出部分。 SOLID45 假定和限制 体积等于 0 的单元是不允许的。 单元结点编号可参照图 45.1: "SOLID45 几何描述",面 IJKL 和 MNOP 也可互换。 单元不能扭曲,这样单元就会有两个独立的体。这通常发生在当单元结点编号不当时。 所有单元都必须有 8 个结点。 可以通过定义重合的 K 和 L、O 和 P 来形成棱柱形单元(参见三角形、棱柱形和四面体单元)。 四面体形状也是允许的。对四面体单元,额外形状被自动删除。 SOLID45 产品限制 对于以下产品,将在上述一般假设和限制的基础上再增加一定的限制:。 ANSYS Professional. 不允许有 DAMP 材性。 不能施加流量体荷载。 唯一允许的特殊性能是应力钢化。 KEYOPT(6)=3 不可用。 MPC184 多点约束单元:刚性杆,刚性梁,滑块,球铰,销轴和万向联轴器 MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP ED MPC184 单元描述 MPC184 包括使用拉格朗日乘子法实现运动约束的一类常用的多点约束单元。这些单元可以简单地分为“约束单元”或“连接单 元”。用户可以在一些需要施加运动约束的场合中使用这些单元。这些约束可以简单到铰链上的具有相同的位移值,也可以复 杂到包括模型的刚性部分,或者在柔性体之间以某一特定方式传递运动的运动约束。例如,结构中可能包含一些刚性部件或者 通过转动或滑块约束连接在一起的运动部件。结构的刚性部分可以使用 MPC184 的刚性杆或刚性梁单元来模拟,运动部分可以使 用 MPC184 的滑块,球铰,销轴和万向联轴器单元模拟。因为这些单元使用拉格朗日乘子法实现,ANSYS 能够输出约束反力和力 矩。 使用的约束类型取决于实际的应用场合。 约束单元 如果没有其它说明,使用这些单元时,三维单元选项(KEYOPT(2) = 0)为默认值。 刚性杆/梁 刚性杆 梁 图 184.1 MPC184 几何 MPC184 可以用来模拟两个变形体之间的刚性约束,或者在工程模型中模拟传递力和力矩的刚性部件。这个单元也可以应用在由 其它刚性结构热膨胀引起的变形分析中。 如果 KEYOPT(1) = 0 (默认值),单元为刚性杆,有二个节点,每个节点有三个自由度(仅有平移)。如果 KEYOPT(1) = 1,单 元为刚性梁,有二个节点,每个节点有六个自由度(X,Y,Z 三个方向的平移和转动)。 该单元适合线性,大转动,大应变非线性情况。

滑块 设置 KEYOPT(1) = 3 来定义三节点的滑块单元。3 维滑块单元(KEYOPT(2) = 0)每个节点有三个自由度(x,y 和 z 方向平移)。2 维滑块单元(KEYOPT(2) = 1)每个节点有二个自由度(x,y 方向平移)。 滑块单元的运动约束施加方式:节点 K 被定义为从节点,该节点的运动轨迹始终在两个主节点(I 和 J)的连线上。K 节点只允 许在 I 和 J 节点连线上滑动。 球铰 设置 KEYOPT(1) = 5 来定义二节点的球铰。两个节点必须重合。3 维球铰每个节点有三个自由度(x,y 和 z 方向平移)。2 维球铰 单元(KEYOPT(2) = 1)每个节点有二个自由度(x,y 方向平移)。 球铰单元的运动约束施加方式:组成单元的两个节点平移位移保持一致;不约束转动自由度(如果存在)。 说明 也可以使用 CE 或 CP 命令指定二个节点具有相同的位移值,在那种情况下,约束自由度被删除。然后,对球铰单元而言,约束 通过拉格朗日乘子法施加,可以得到约束反力。使用 CE 或 CP 命令施加位移约束通常更有效率,如果可能,尽量使用 CE 或 CP 命令代替 MPC184 球铰单元。 链接单元 数值模拟中经常涉及两个零件连接的问题。这些链接所承受的运动约束可以简单到两个零件连接处的具有相同的位移值,也可 以复杂到模型中两个变形体之间运动的传递。复杂的链接也可以包括一些控制机构,如限制器或挡块,两个物体相对运动分量 的锁定器。在许多情况下,这些链接还可以包括在两个物体相对运动的未约束分量之间的刚度,阻尼或摩擦行为特性。 销轴链接和万向联轴器广泛应用于汽车,机器人,生物工程和其它行业。这些链接单元有二个节点。根据链接的不同定义,在 二个节点上施加不同的运动约束。约束通过拉格朗日乘子法施加。 链接单元在每个节点上有六个自由度,定义六个相对运动分量:三个相对平移和三个相对转动。这六个相对运动分量主要用于 模拟链接单元运动行为。对于链接单元,一些分量可能被运动约束限制住了,而另一些分量是“自由的”或者“无约束的”。 万向联轴器和销轴链接单元中,二个节点假设为重合,相对位移为零。销轴链接单元只有一个相对旋转运动分量-绕着销轴旋 转-是没有约束住的,而万向联轴器有两个旋转分量是自由的。 这些单元包括一些控制特性,如挡块,锁定器。一些激励载荷或边界条件也可以施加到单元的二个节点的相对运动分量上去。 例如,在销轴链接中,可以在销轴旋转方向上设置挡块,限制旋转角度在一个特定范围内。也可以在二个节点旋转分量上施加 位移或力边界条件模拟链接的驱动特性。驱动力或位移由实际机构―电动或液压系统―提供。 链接单元的未约束相对运动分量上可以施加线性刚度和阻尼特性。如果需要,可以施加与温度相关的刚度和阻尼特性。 除了 ANSYS 中已经存在的输出选项,链接单元的相对运动分量也可以输出。 该单元适合线性,大转动,大应变非线性情况。 销轴链接 设置 KEYOPT(1) = 6 定义二节点销轴链接。销轴单元的二个节点必须有相同的空间坐标。 MPC184 销轴链接单元只有一个基本自由度-绕着轴或销相对旋转。单元能够包括控制特性,如未约束自由度上的挡块,锁定器。 旋转边界条件也可以施加到相对运动分量上。另外,相对旋转方向可以施加线性刚度和阻尼特性。 ANSYS 单元库中另一种旋转链接单元是 COMBIN7。COMBIN7 单元允许用户控制连接柔度,摩擦,阻尼和其它控制特性。局部坐标 系固定在链接上,并与之一起运动,所以,该单元可以应用于大变形分析中,(更多详细内容参见 COMBIN7 - 销轴链接单元)。 MPC184 销轴链接单元的节点上施加了运动约束确保节点有相同的位移,另外,只有一个相对旋转轴的转动自由度未被约束,另 外二个转动被固定。 万向联轴器 万向联轴器 设置 KEYOPT(1) = 7 来定义二节点方向联轴器单元。单元的二个节点必须有相同的空间坐标。 MPC184 万向联轴器单元有两个自由的相对转动自由度。该单元包括控制特性:相对运动旋转分量上的挡块和锁定器。也可以在 单元两个相对旋转分量上施加旋转边界条件。另外,可以在单元相对旋转分量上指定线性刚度和阻尼特性。 MPC184 输入数据 输入数据因为 MPC184 约束和链接的不同而不同。 约束输入数据 刚性杆/刚性梁 图 184.1 MPC184 几何显示了该单元的几何,节点位置和单元坐标系。单元需定义二个节点。单元的 x 轴从节点 I 指向节点 J。 单元截面面积假设为一个单位。ANSYS 自动选择截面坐标系;选择方法参见 BEAM4 中的描述。当单元作为刚性梁使用时,截面坐 标系仅仅与弯矩输出有关。 因为单元模拟一个刚性约束或刚性部件,材料刚度特性不必输入。如果要考虑热膨胀效应,热膨胀系数必须指定。如果分析中 要考虑刚性单元的质量,密度必须指定。如果密度指定,ANSYS 在单元使用集中质量矩阵。 该单元支持单元生死特性,使用 EALIVE 和 EKILL 实现该功能。 实现该功能。 节点和单元载荷描述单元载荷。可以在节点上输入温度作为单元体载荷。节点 I 温度 T(I),默认值为 TUNIF。节点 J 温度默认 值为 T(I)。 "MPC184 输入概述" 总结了单元的输入数据。"MPC184 输出数据" 提供了单元输出的一般描述。 滑块 图 184.2: "MPC184 滑块约束几何" 显示单元的几何形状和节点位置。单元由三个节点(I,J 和 K)定义。假设节点 I 在节点 J 和 K 的连线上。 图 184.2: "MPC184 滑块约束几何 该单元不需要定义材料刚度特性。目前不支持单元生死选项。 MPC184 滑块单元输入概要总结了单元输入参数。 MPC184 滑块单元输出数据提供单元输出的常用描述。 球铰 图 184.2: "MPC184 球铰约束几何"显示单元的几何形状和节点位置。单元由二个节点(I,J 和 K)定义。假设节点二个节点(I 和 J)具有相同的空间坐标。 图 184.2: MPC184 球铰约束几何 该单元不必输入材料刚度特性,目前不支持单元生死。 MPC184 球铰单元输入概要总结了单元输入参数。 MPC184 球铰单元输出数据提供单元输出的常用描述。 链接输入数据 所有 MPC184 链接单元有一些通用的输入要求。每个链接单元的特殊要求将在相应章节着重显示。

截面定义 每一个链接单元必须有相应的截面定义。使用 SECTYPE 定义截面类型和子类型。 局部坐标系说明 经常在每个节点的局部坐标系定义链接单元的运动约束。使用命令完成。局部坐标系和方向对每种链接单元来说可能会不一样。 相应的每个链接单元的输入数据中会注明要求。典型的局部坐标系总是定义在链接单元的第一个节点上。第二个节点的局部坐 标系是可选的, 如果没有定义它, 假定和第一节点的坐标系一致。 链接单元二个节点相对运动的旋转分量用 Bryant 角(或 Cardan 角)表示,且在局部坐标系下表示。 挡块和限制器 挡块和限制器可以作用在链接单元二个节点之间的相对运动分量上。挡块和限制器将未约束的自由度的变化值限制在一个范围 内。可以使用命令 SECSTOP 指定最大最小值。 锁定器 锁定器也可以作用在链接单元二个节点之间的相对运动分量上。在变形过程中,使用锁定器将链接机构“冻结”在一个希望的 构形上。一旦锁定器在相对运动的某个分量上激活,在以下的分析中,该分量将始终保持锁定。使用命令 SECLOCK 定义锁定器。 材料特性 刚度和阻尼系数: 刚度和阻尼系数: 线性和非线性刚度和阻尼特性可以添加到链接单元相对运动的未约束的自由度上。线性刚度和线性阻尼值可以使用命令 TB,JOIN,并指定 TBOPT = STIF 或 TBOPT = DAMP 来定义一个 6x6 的弹性矩阵的系数来设定。刚度和阻尼值可以是温度相关的。 TB 根据使用的链接单元的不同,刚度和阻尼系数中只有那些正确的系数才参与组装链接单元的单元矩阵。 非线性刚度和阻尼特性使用命令 TB TB,JOIN 和适当的 TBOPT 选项来设定。在非线性刚度中,相对位移(旋转)和力(力矩)的关 非线性阻尼特性, 速度和力的关系用 TBDATA 命令了设定。 (代表性的非线性刚度和阻尼曲线见 图 184.4: 系由命令 TBDATA 来设定。 "链接单元的非线性刚度和阻尼特性")。在两个例子中,值可以是温度相关的,用 TBTEMP 命令单元数据表中的温度。 图 184.4 链接单元的非线性刚度和阻尼特性 线性和非线性刚度和阻尼特性可以在每个相对运动分量上单独定义。然而如果线性刚度系数已经在一个相对运动的未约束自由 度上指定了,非线性刚度系数就不能在同样的相对运动分量上指定了。阻尼系数也有同样的限制。如果链接单元有一个以上的 未约束相对运动自由度(例如,万向联轴器有二个未约束相对运动自由度),每个未约束相对运动自由度分量可以独立地被指定 为线性或者非线性刚度和阻尼特性。 Back To Top 滞后摩擦行为: 滞后摩擦行为 沿着未约束相对运动分量的摩擦行为影响链接的整个力学行为。 链接单元的滞后摩擦行为可以用 TB,JOIN 和适当的 TBOPT 选项 来设定。相对位移(或转动)与力(力矩)曲线可以通过 TBDATA 命令设定。力的值必须为正。参见图 184.5: "链接单元的滞 后摩擦行为"


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ansys各种结构单元介绍
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ANSYS分析结构静力学中常用的单元类型
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