ansys各种结构单元介绍
ANSYS土木工程常用单元

杆单元
1.LINK1 2-D Spar单元
(ANSYS 13.0以上版本被LINK180替代,可通过命令流输入或直接使用LINK180)
LINK1单元可以模拟构架、铰链、弹簧等结构。LINK1单元只能承受单向的拉伸或者压缩。每个节点具有2个自由度。
2.LINK8 3-D Spar单元
SOLID45单元为3-D固体结构单元,由8个节点组成。在每个节点上有3个自由度,即分别沿着3个坐标轴方向。
该单元可以进行塑性、蠕变、应力硬化、大变形以及大应变分析。
该单元不可以扭曲。
2.MASS21 Structural Mass单元
MASS21单元是一个有6个自由度的质量单元。在此单元的每一个不同的坐标方向上可以施加不同的质量大小和转动惯量。
SHELL51单元在每一个节点上有4个自由度。即沿着3个坐标方向自由度和绕着Z轴的转动自由度。
实体单元质量单元
1.SOLID45 3-D Structural Solid单元
(ANSYS 13.0以上版本被SOLID185替代,可通过命令流输入或使用SOLID185并设置KEYOPT(2) = 3.)
PLANE42单元一般适用于二维固体结构中,可以作为平面单元,既可以用于平面应力,也可以用于平面应变,或用于轴对称分析。每一个节点上有2个自由度。即沿着坐标X轴和Y轴方向的自由度。
单元中包含了塑性、蠕变、应力刚度、大变形和大应变分析。
2.SHELL51 Axisymmetric Structural Shtic Beam单元
(ANSYS 13.0以上版本被BEAM188/BEAM189替代,通过命令流输入或使用经过设置BEAM188/BEAM189)
BEAM3单元只能承受单向的拉伸、压缩和弯曲。在每一个节点上有3个自由度。
ansys各种单元及使用

ansys单元类型种类统计单元名称种类单元号LINK (共12种) 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180PLANE (共20种)2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223 BEAM (共09种)3,4,23,24,44,54,161,188,189SOLID (共30种)5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164,168, 185,186,187,191,226,227COMBIN (共05种)7,14,37,39,40INFIN (共04种)9,47,110,111CONTAC (共05种)12,26,48,49,52PIPE (共06种)16,17,18,20,59,60MASS (共03种)21,71,166MATRIX (共02种)27,50SHELL (共19种)28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209 FLUID (共14种)29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142SOURC (共01种)36HYPER (共06种)56,58,74,84,86,158VISCO (共05种)88,89,106,107,108CIRCU (共03种)94,124,125TRANS (共02种)109,126INTER (共05种)115,192,193,194,195HF (共03种)118,119,120ROM (共01种)144SURF (共04种)151,152,153,154COMBI (共01种)165TARGE (共02种)169,170CONTA (共06种)171,172,173,174,175,178PRETS (共01种)179MPC (共01种)184MESH (共01种)20ANSYS分析结构静力学中常用的单元类型一、单元类型选择概述:ANSYS的单元库提供了100多种单元类型,单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上;单元类型选择方法:1.设定物理场过滤菜单,将单元全集缩小到该物理场涉及的单元;二、单元类型选择方法(续一)2.根据模型的几何形状选定单元的大类,如线性结构则只能用“Plane、Shell”这种单元去模拟;3.根据模型结构的空间维数细化单元的类别,如确定为“Beam”单元大类之后,在对话框的右栏中,有2D和3D的单元分类,则根据结构的维数继续缩小单元类型选择的范围;三、单元类型选择方法(续二)4.确定单元的大类之后,又是也可以根据单元的阶次来细分单元的小类,如确定为“Solid-Quad”,此时有四种单元类型:Quad 4node 42 Quad 4node 183 Quad 8node 82 Quad 8node 183 前两组即为低阶单元,后两组为高阶单元;四、单元类型选择方法(续三)5.根据单元的形状细分单元的小类,如对三维实体,此时则可以根据单元形状是“六面体”还是“四面体”,确定单元类型为“Brick”还是“Tet”;五、单元类型选择方法(续四)6.根据分析问题的性质选择单元类型,如确定为2D的Beam单元后,此时有三种单元类型可供选择,如下:2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54,根据分析问题是弹性还是塑性确定为“Beam3”或“Beam4”,若是变截面的非对称的问题则用“Beam54”。
ANSYS基本模块介绍

ANSYS简介开放、灵活的仿真软件,为产品设计的每一阶段提供解决方案通用仿真电磁分析流体力学行业化分析模型建造设计分析多目标优化客户化结构分析解决方案结构非线性强大分析模块Mechanical显式瞬态动力分析工具LS-DYNA新一代动力学分析系统AI NASTRAN电磁场分析解决方案流体动力学分析行业化分析工具设计人员快捷分析工具仿真模型建造系统多目标快速优化工具CAE客户化及协同分析环境开发平台ANSYS StructureANSYS Structure 是ANSYS产品家族中的结构分析模块,她秉承了ANSYS家族产品的整体优势,更专注于结构分析技术的深入开发。
除了提供常规结构分析功能外,强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。
ANSYS Structure产品功能非线性分析·几何非线性·材料非线性·接触非线性·单元非线性动力学分析·模态分析- 自然模态- 预应力模态- 阻尼复模态- 循环模态·瞬态分析- 非线性全瞬态- 线性模态叠加法·响应谱分析- 单点谱- 模态- 谐相应- 单点谱- 多点谱·谐响应分析·随机振动叠层复合材料·非线性叠层壳单元·高阶叠层实体单元·特征- 初应力- 层间剪应力- 温度相关的材料属性- 应力梯度跟踪- 中面偏置·图形化- 图形化定义材料截面- 3D方式察看板壳结果- 逐层查看纤维排布- 逐层查看分析结果·Tsai-Wu失效准则求解器·迭代求解器- 预条件共轭梯度(PCG)- 雅可比共轭梯度(JCG)- 非完全共轭梯度(ICCG)自然模态·直接求解器- 稀疏矩阵- 波前求解器·特征值- 分块Lanczos法- 子空间法- 凝聚法- QR阻尼法(阻尼特征值)并行求解器·分布式并行求解器-DDS-自动将大型问题拆分为多个子域,分发给分布式结构并行机群不同的CPU(或节点)求解- 支持不限CPU数量的共享式并行机或机群- 求解效率与CPU个数呈线性提高·代数多重网格求解器-AMG- 支持多达8个CPU的共享式并行机- CPU每增加一倍,求解速度提高80%- 对病态矩阵的处理性能优越, ,屈曲分析·线性屈曲分析·非线性屈曲分析·热循环对称屈曲分析断裂力学分析·应力强度因子计算·J积分计算·裂纹尖端能量释放率计算大题化小·P单元技术·子结构分析技术·子模型分析技术设计优化·优化算法- 子空间迭代法- 一阶法·多种辅助工具- 随机搜索法- 等步长搜索法- 乘子计算法- 最优梯度法- 设计灵敏度分析·拓扑优化二次开发特征·ANSYS参数化设计语言(APDL) ·用户可编程特性(UPF)·用户界面设计语言(UIDL)·专用界面开发工具(TCL/TK)·外部命令概率设计系统(PDS)·十种概率输入参数·参数的相关性·两种概率计算方法- 蒙特卡罗法*直接抽样* Latin Hypercube抽样- 响应面法*中心合成*Box-Behnken设计·支持分布式并行计算·可视化概率设计结果- 输出响应参数的离散程度*Statistics* LHistogram* Sample Diagram- 输出参数的失效概率* Cumulative Function* Probabilities- 离散性灵敏度*Sensitivities* Scatter Diagram* Response Surface前后处理(AWE)·双向参数互动的CAD接口·智能网格生成器·各种结果的数据处理·各种结果的图形及动画显示·全自动生成计算报告支持的硬软件平台·Compaq Tru64 UNIX ·Hewlett-Packard HP-UX ·IBM RS/6000 AIX ·Silicon Graphics IRIX ·Sun Solaris·Windows: 2000,NT,XP ·LinuxANSYS MultiphysicsTM MultiphysicsANSYS MultiphysicsTM集结构、热、计算流体动力学、高/低频电磁仿真于一体,在统一的环境下实现多物理场及多物理场耦合的仿真分析;精确、可靠的仿真功能可用于航空航天、汽车、电子电气、国防军工、铁路、造船、石油化工、能源电力、核工业、土木工程、冶金与成形、生物医学等各个领域,功能强大的各类求解器可求解从冷却系统到发电系统、从生物力学到MEMS 等各类工程结构。
ANSYS结构分析指南

ANSYS结构分析指南(上)第一章结构分析概述1.1 结构分析定义结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。
结构这个术语是一个广义的概念,它包括土木工程结构如桥梁和建筑物,汽车结构如车身骨架,海洋结构如船舶结构,航空结构如飞机机身,还包括机械零部件如活塞、传动轴等。
1.2 结构分析的类型在 ANSYS 产品家族中有七种结构分析的类型。
结构分析中计算得出的基本未知量(节点自由度)是位移。
其他的一些未知量,如应变、应力和反力可通过节点位移导出。
包含结构分析功能的ANSYS产品有:ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical, ANSYS/S tructural和ANSYS/Professional。
下面简单列出了这七种类型的结构分析:静力分析--用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。
包括线性和非线性分析。
非线性分析涉及塑性、应力刚化、大变形、大应变、超弹性、接触面和蠕变等。
模态分析--用于计算结构的固有频率和模态。
提供了不同的模态提取方法。
谐波分析--用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。
瞬态动力分析--用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应,并且可计及上述静力分析中提到的所有的非线性特性。
谱分析--是模态分析的扩展,用于计算由于响应谱或 PSD 输入(随机振动)引起的应力和应变。
屈曲分析--用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。
ANSYS 可进行线性(特征值)屈曲和非线性曲屈分析。
显式动力分析--ANSYS/LS-DYNA 可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。
此外,除前面提到的七种分析类型外,还可以进行如下的特殊分析:断裂力学复合材料疲劳分析p-Method梁分析1.3 结构分析所使用的单元从简单的杆单元和梁单元,一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元,绝大多数的 ANSYS 单元类型都可用于结构分析。
注意--显式动力分析只能采用显式动力单元(LINK160、BEAM161、PLANE162、SHELL163、SOLID164、COMBI165、MASS166、LINK167)。
ansys各种单元及使用

ansys单元类型种类统计单元名称种类单元号LINK (共12种) 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180PLANE (共20种)2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223 BEAM (共09种)3,4,23,24,44,54,161,188,189SOLID (共30种)5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164,168, 185,186,187,191,226,227COMBIN (共05种)7,14,37,39,40INFIN (共04种)9,47,110,111CONTAC (共05种)12,26,48,49,52PIPE (共06种)16,17,18,20,59,60MASS (共03种)21,71,166MATRIX (共02种)27,50SHELL (共19种)28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209 FLUID (共14种)29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142SOURC (共01种)36HYPER (共06种)56,58,74,84,86,158VISCO (共05种)88,89,106,107,108CIRCU (共03种)94,124,125TRANS (共02种)109,126INTER (共05种)115,192,193,194,195HF (共03种)118,119,120ROM (共01种)144SURF (共04种)151,152,153,154COMBI (共01种)165TARGE (共02种)169,170CONTA (共06种)171,172,173,174,175,178PRETS (共01种)179MPC (共01种)184MESH (共01种)20ANSYS分析结构静力学中常用的单元类型一、单元类型选择概述:ANSYS的单元库提供了100多种单元类型,单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上;单元类型选择方法:1.设定物理场过滤菜单,将单元全集缩小到该物理场涉及的单元;二、单元类型选择方法(续一)2.根据模型的几何形状选定单元的大类,如线性结构则只能用“Plane、Shell”这种单元去模拟;3.根据模型结构的空间维数细化单元的类别,如确定为“Beam”单元大类之后,在对话框的右栏中,有2D和3D的单元分类,则根据结构的维数继续缩小单元类型选择的范围;三、单元类型选择方法(续二)4.确定单元的大类之后,又是也可以根据单元的阶次来细分单元的小类,如确定为“Solid-Quad”,此时有四种单元类型:Quad 4node 42 Quad 4node 183 Quad 8node 82 Quad 8node 183 前两组即为低阶单元,后两组为高阶单元;四、单元类型选择方法(续三)5.根据单元的形状细分单元的小类,如对三维实体,此时则可以根据单元形状是“六面体”还是“四面体”,确定单元类型为“Brick”还是“Tet”;五、单元类型选择方法(续四)6.根据分析问题的性质选择单元类型,如确定为2D的Beam单元后,此时有三种单元类型可供选择,如下:2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54,根据分析问题是弹性还是塑性确定为“Beam3”或“Beam4”,若是变截面的非对称的问题则用“Beam54”。
ansys 低阶四面体单元类型

ansys 低阶四面体单元类型ANSYS软件中,常用的低阶四面体单元类型有以下几种:Tet4、Tet10和Tetra。
1. Tet4:Tet4是最基本的四面体单元,它由四个节点和四个面构成。
每个节点有三个自由度,用于表示节点的位移,即x、y和z方向上的变形。
Tet4单元适用于粗糙的模型,如初步设计分析、荷载预测和加速度反应计算等。
2. Tet10:Tet10是Tet4的改进版本,它由十个节点和四个面构成。
相较于Tet4,Tet10单元具有更高的精度和更好的准确性。
它在应力和位移场的计算精度上具有更高的要求,适用于解决较为精细和复杂的问题,如结构的静力、动力和热力学等分析。
3. Tetra:Tetra是ANSYS中的一种高阶四面体单元,也称为“Prism”单元。
它由六个节点和四个面构成。
Tetra单元具有更高的精度和灵活性,适用于高要求的数值仿真,如表面变形、应力集中和材料失效等分析。
低阶四面体单元类型在ANSYS中具有以下特点和优势:1.简单易用:低阶四面体单元类型仅由少量的节点和面组成,易于建模和计算。
在建模过程中,可以使用自动网格划分工具来快速生成四面体单元网格,并进行后续的模拟和分析。
2.计算效率高:相较于高阶单元,低阶四面体单元具有更高的计算效率。
由于单元自由度较少,计算时间较短,适用于大规模模型和大型仿真项目。
3.适用范围广:低阶四面体单元适用于各种分析场景,例如静力学、动力学、热力学等。
由于其在节点和面的连接方面具有一定的自由度,可以灵活地应对各种复杂的边界条件和载荷情况。
4.数值精度可控:低阶四面体单元的数值精度可以通过增加单元数量和改进网格划分方法来提高。
例如,通过使用更多的Tet10单元来代替Tet4单元,可以提高数值解的精度和准确性。
总而言之,ANSYS软件中的低阶四面体单元类型具有简单易用、计算效率高、适用范围广和数值精度可控等优势。
在工程仿真和分析中,根据具体的问题和要求,可以选择合适的低阶四面体单元类型进行模拟和计算。
ANSYS软件中常用的单元类型

ANSYS软件中常用的单元类型一、单元(1)link(杆)系列:link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架,注意一根杆划一个单元。
link10用来模拟拉索,注意要加初应变,一根索可多分单元。
link180是link10的加强版,一般用来模拟拉索。
(2)beam(梁)系列:beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元,用来模拟框架中的梁柱,画弯据图用etab 读入smisc数据然后用plls命令。
注意:虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图,但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。
该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz,注意方向。
beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件,可用"/eshape,1"显示单元形状。
beam188和beam189号称超级梁单元,基于铁木辛科梁理论,有诸多优点:考虑剪切变形的影响,截面可设置多种材料,可用"/eshape,1"显示形状,截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征,可以考虑扭转效应,可以变截面(8.0以后),可以方便地把两个单元连接处变成铰接(8.0以后,用ENDRELEASE命令)。
缺点是:8.0版本之前beam188用的是一次形函数,其精度远低于beam4等单元,一根梁必须多分几个单元。
8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数,解决了这个问题。
可见188单元已经很完善,建议使用。
beam189与beam188的区别是有3个结点,8.0版之前比beam188精度高,但因此建模较麻烦,8.0版之后已无优势。
(3)shell(板壳)系列shell41一般用来模拟膜。
shell63可针对一般的板壳,注意仅限弹性分析。
它的塑性版本是shell43。
加强版是shell181(注意18*系列单元都是ansys后开发的单元,考虑了以前单元的优点和缺陷,因而更完善),优点是:能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好,偏置中点很方便(比如模拟梁板结构时常要把板中面望上偏置),可以分层,等等。
ANSYS杆单元,梁单元简介

ANSYS中提供的杆单元简介LINK1 二维杆单元,应用于平面桁架,杆件,弹簧等结构,承受轴向的拉力和压力,不考虑弯矩,每个节点具有X和Y位移方向的两个自由度,单元不能承受弯矩,只用于铰链结构应力沿单元均匀分布。
具体应用时存在如下假设和限制:1.杆件假设为均质直杆,在其端点受轴向载荷。
2.杆长应大于0,即节点i,j不能重合3.杆件必须位于x-y平面且横截面积要大于04.温度沿杆长方向线性变化5.位移函数的设置使得杆件内部的应力为均匀分布6.初始应变也参与应力刚度矩阵的计算LINK8 三维杆单元,应用于空间桁架,是 LINK2的三维情况,用来模拟桁架,缆索,连杆,弹簧等,这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元,每个节点有三个自由度,即沿节点坐标系x,y,z,方向的平动,就像在铰链结构中表现的一样,本单元不承受弯矩。
本单元具有塑性,蠕变,膨胀、应力刚化、大变形和大应变等功能。
具体应用时存在如下假设和限制:1.杆单元假定为直杆,轴向载荷作用在末端,自杆的一端至另一端均为统一属性2.杆长应大于0,即节点i,j不能重合3.横截面积要大于04.温度沿杆长方向线性变化5.位移函数暗含着在杆上有相同的应力6.即便是对于第一次累计迭代,初始应变也被用来计算应力刚度矩阵LINK10 三维仅受压或仅受拉杆单元,应用于悬索,它具有独一无二的双线性刚度矩阵特性,使用只受拉选项时,如果单元受压,刚度就消失,以此来模拟缆索的松弛或是链条的松弛,这一特性对于整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用,当需要松弛单元的性能,而不关心松弛单元的运动时,他也可用于动力分析(带有惯性和阻尼效应)。
如果分析的目的是研究单元的运动(没有松弛单元),那那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元,如LINK8或PIPE59。
对于最终收敛结果是紧绷状态的结构,如果迭代过程中可能出现松弛状态,那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。
而使用其他单元。
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一、单元分类MP - ANSYS/Multiphysics DY - ANSYS/LS-Dyna3D FL - ANSYS/Flotran ME - ANSYS/Mechanical PR - ANSYS/Professional PP - ANSYS/PrepPost ST - ANSYS/Structural EM - ANSYS/Emag 3D ED - ANSYS/EDLINK1—二维杆单元单元描述:LINK1单元有着广泛的工程应用,比如:桁架、连杆、弹簧等等。
这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元,每个节点有2个自由度:沿节点坐标系x、y方向的平动。
就象在铰接结构中的表现一样,本单元不承受弯矩。
单元的详细特性请参考理论手册。
三维杆单元的描述参见LINK8。
下图是本单元的示意图。
PLANE2—二维6节点三角形结构实体单元单元描述:PLANE2是与8节点PLANE82单元对应的6节点三角形单元。
单元的位移特性是二次曲线,适合于模拟不规则的网格(比如由不同的CAD/CAM系统得到的网格)。
本单元由六个节点定义,每个节点有2个自由度:沿节点坐标系x、y 方向的平动。
本单元可作为平面单元(平面应力或平面应变)或者作为轴对称单元使用。
本单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。
详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
BEAM3二维弹性梁单元BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元,每个节点有3个自由度:沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。
单元的详细特性请参考理论手册。
其它的二维梁单元是塑性梁单元(BEAM23)和变截面非对称梁单元(BEAM54)。
下图是本单元的示意图。
BEAM4三维弹性梁单元单元描述:BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元,每个节点有6个自由度:沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元具有应力刚化和大变形功能。
在大变形(有限转动)分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。
本单元的详细特性请参考理论手册。
变截面非对称弹性梁单元的描述参见BEAM44,三维塑性梁单元的描述参见BEAM24。
—三维耦合场实体单元单元描述:SOLID5具有3维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。
本单元由8个节点定义,每个节点有6个自由度。
在静态磁场分析中,可以使用标量势公式(对于简化的RSP,微分的DSP,通用的GSP)。
在结构和压电分析中,SOLID5有大变形的应力刚化功能。
单元的详细特性请参考单元手册。
与本单元类似的耦合场单元有PLANE13,SOLID62以及SOLID98。
下图是本单元的示意图。
LINK8三维杆单元单元描述:LINK8单元有着广泛的工程应用,比如:桁架、缆索、连杆、弹簧等等。
这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元,每个节点有3个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动。
就象在铰接结构中的表现一样,本单元不承受弯矩。
本单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。
其详细特性请参考理论手册。
仅受拉或仅受压的三维杆单元是LINK10。
下图是本单元的示意图。
—三维仅受拉或仅受压杆单元单元描述:LINK10单元独一无二的双线性刚度矩阵特性使其成为一个轴向仅受拉或仅受压杆单元。
使用只拉选项时,如果单元受压,刚度就消失,以此来模拟缆索的松弛或链条的松弛。
这一特性对于将整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用。
当需要松弛单元的性能,而不是关心松弛单元的运动时,它也可用于动力分析(带有惯性或阻尼效应)。
此单元是SHELL41(KEYOPT(1)=2,“布”选项)的线化版本如果分析的目的是研究单元的运动(没有松弛的单元),那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元,比如:LINK8 或 PIPE59。
对于最终收敛结果为绷紧状态的结构,如果迭代过程中可能出现松弛状态,那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。
这时候应该采用其它单元,如果采用LINK10,必须使用“缓慢动力”技术。
LINK10单元在每个节点上有3个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动。
无论是仅受拉(索)选项,还是仅受压(间隙)选项,本单元都不包括弯曲刚度,但如果与梁单元迭加,可也加入弯曲刚度。
本单元具有应力刚化、大变形功能。
详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
COMBIN14—弹簧-阻尼器单元单元描述:COMBIN14单元在一维、二维或三维应用中有轴向拉压的或扭转的能力。
轴向弹簧-阻尼器选项意味着单轴拉压单元,在每个节点上至多有3个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平移。
不考虑弯曲或者扭转。
扭转弹簧-阻尼器选项意味着单纯的旋转单元,在每个节点上有3个自由度:绕节点坐标系x、y、z轴的旋转。
不考虑弯曲或者轴向荷载。
弹簧-阻尼器单元没有质量。
可利用适当的质量单元(参见MASS21)来增加质量。
也可以不使用本单元的弹簧或阻尼功能。
单元的详细特性请参考理论手册。
在刚度矩阵单元(MATRIX27)中还有通用的弹簧或阻尼器。
另一个弹簧-阻尼器单元(其作用力方向由节点坐标系方向决定)是COMBIN40单元。
下图是本单元的示意图。
—三维弹性直管单元单元描述:PIPE16是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元,单元的每个节点有6个自由度:沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元以三维梁单元(BEAM4)为基础,并包含了用于处理管的对称性和标准管几何尺寸的专用特性。
其详细特性请参考理论手册。
PIPE18是弯管单元,PIPE17是T 形管单元,PIPE20是塑性直管单元。
下图是本单元的示意图。
PIPE18—弹性弯管单元(肘管)单元描述:PIPE18是具有拉、压、扭转和弯曲性能的环形单轴单元。
每个节点有6个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
单元选项中包括多种弹性和应力强化系数。
该单元还考虑了绝热、内部流体和腐蚀。
其详细特性请参考理论手册。
直管单元的描述见PIPE16, T形管单元的参见PIPE17,塑性弯管单参见PIPE60。
下图是本单元的示意图。
—塑性直管单元单元描述:PIPE20是具有拉压、弯曲和扭转性能的单轴单元。
该单元的每个节点有6个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元具有塑性、蠕变、膨胀功能。
若不考虑以上这些影响,可以选用弹性管单元PIPE16。
本单元具有按单元坐标系打印作用在单元上的力和弯矩的选项。
详细特性请参考理论手册。
塑性弯管单元的描述参见PIPE60。
下图是本单元的示意图。
—结构质量单元单元描述:MASS21是有多至6个自由度的点单元:沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
在每个坐标轴方向可以分配不同的质量和转动惯量。
其详细特性请参考理论手册。
另一种带有一致质量矩阵(非对角线项)的单元是MATRIX27。
下图是本单元的示意图BEAM23—二维塑性梁单元单元描述:BEAM23是具有拉压和弯曲性能的单轴单元。
每个节点有3个自由度:沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。
单元的详细特性请参考理论手册。
本单元具有塑性、蠕变和膨胀功能。
如果不考虑以上因素,可以选用二维弹性梁单元BEAM3。
BEAM54是二维变截面弹性梁单元。
BEAM24—三维薄壁梁单元单元描述:BEAM24是任意截面(开口或封闭)的单轴单元,具有拉压、弯曲和圣维南扭转功能。
任何开口截面或单室封闭截面都可使用。
本单元每个节点有6个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元在轴向具有塑性、蠕变和膨胀功能,对于用户自定义截面也是如此。
如果不需要以上功能,可以选用弹性梁单元BEAM4或BEAM44。
其它也具有塑性、蠕变和膨胀功能的梁单元是PIPE20和BEAM23。
本单元还具有应力刚化、大变形和剪切变形功能。
截面由一系列的矩形段来定义。
梁的横截面方位由第三个节点指定。
单元的详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
PLANE25—四节点轴对称-谐结构实体单元单元描述:PLANE25用于轴对称结构上作用有非对称荷载的二维模型,这种荷载可以是弯矩、剪切或扭矩。
单元由4个节点定义,每个节点有3个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动。
对非转动节点坐标系,这些方向相应于径向、轴向和切向。
本单元是二维结构实体PLANE42单元的轴对称模型的改进型,因为荷载不必是轴对称的。
请参阅轴对称单元在非轴对称荷载作用下的有关描述。
单元的详细特性请参考理论手册。
与PLANE25类似的多节点单元是PLANE83。
下图是本单元的示意图。
—剪切/扭转板单元单元描述:SHELL28用于在框架结构中承担剪力荷载。
本单元每个节点有3个自由度:沿节点坐标系x、y、z方向的平动,或者绕节点坐标系x、y、z轴的转动。
该单元的详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
COMBIN39—非线性弹簧单元单元描述:COMBIN39是一种具有非线性功能的单向单元,可对此单元输入广义的力-变形曲线,该单元可以用于任何分析之中。
在一维、二维、三维应用中,本单元都有轴向或扭转功能。
轴向选项表示轴向拉压单元,每个节点有三个自由度:沿节点坐标系x,y,z的平动。
不考虑弯曲和扭转。
扭转选项表示一个纯粹的旋转单元,每个节点有三个自由度:绕节点坐标轴x,y,z的转动。
不考虑弯曲和轴向载荷。
对于每个节点有两个或三个自由度的单元,本单元具有大位移的功能。
单元的详细特性请参阅单元手册。
本单元没有质量和热容量,这些性能可以利用其它适当的单元(如MASS21和MASS71)中加入。
ANSYS还提供了具有阻尼和间隙的双线性力-变形单元(COMBIN40)。
—薄膜壳单元单元描述:SHELL41是具有面内薄膜刚度,但是没有向面外的弯曲刚度的三维单元。
它是为单元弯曲占有次要位置的壳结构设计的。
该单元每个节点有三个自由度:节点坐标系的x、 y、z向的平动。
本单元有可变厚度、应力刚化、大变形和布选项。
单元的详细特性请参考单元理论手册。
另外,SHELL63的一个选项“仅有薄膜”具有此功能。
下图是本单元的示意图。
三角形选项θx和y轴在单元平面内。
如果θ=0,则x轴沿I-J边。
PLANE42—二维结构实体单元单元描述:PLANE42用于建立二维实体结构模型。
该单元既能用作平面单元(平面应力或平面应变),也能用作轴对称单元。
该单元由四个节点定义,每个节点有两个自由度:节点坐标系x、y方向的平动。
该单元有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变功能。
可以用一个选项来抑制附加形函数。
单元的详细特性请参考单元理论手册14.42节。
与本单元对应的中节点单元是PLANE82。
接受非轴对称载荷的轴对称单元是PLANE25。