Ansys中文帮助-单元详解-PLANE55
ansys热分析常用单元
ansys热分析常用单元
Ansys热分析包括：
稳态传热：系统温度场不随时间变化；
瞬态传热：系统温度场随时间明显变化。
热分析单元大概涉及到40种，其中纯粹用于热分析的有14种：线性：
LINK32：两维二节点热传导单元
LINK33：三维二节点热传导单元
LINK34：二节点热对流单元
LINK31：二节点热辐射单元
二维单元：
PLANE55：四节点四边形单元
PLANE77：八节点四边形单元
PLANE35：三节点三角形单元
PLANE75：四节点轴对称单元
PLANE75：八节点轴对称单元
三维实体：
SOLID87：六节点四面体单元
SOLID70：八节点六面体单元
SOLID90：二十节点六面体单元
壳：
SHELL57：四节点
点：
MASS71：质量点。
ANSYS热分析指南——ANSYS稳态热分析word精品文档59页
ANSYS热分析指南(第三章)第三章稳态热分析3.1稳态传热的定义ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和ANSYS/Professional这些产品支持稳态热分析。
稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。
通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。
也可以在所有瞬态效应消失后，将稳态热分析作为瞬态热分析的最后一步进行分析。
稳态热分析可以计算确定由于不随时间变化的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。
这些热载荷包括：对流辐射热流率热流密度（单位面积热流）热生成率（单位体积热流）固定温度的边界条件稳态热分析可用于材料属性固定不变的线性问题和材料性质随温度变化的非线性问题。
事实上，大多数材料的热性能都随温度变化，因此在通常情况下，热分析都是非线性的。
当然，如果在分析中考虑辐射，则分析也是非线性的。
3.2热分析的单元ANSYS和ANSYS/Professional中大约有40种单元有助于进行稳态分析。
有关单元的详细描述请参考《ANSYS Element Reference》，该手册以单元编号来讲述单元，第一个单元是LINK1。
单元名采用大写，所有的单元都可用于稳态和瞬态热分析。
其中SOLID70单元还具有补偿在恒定速度场下由于传质导致的热流的功能。
这些热分析单元如下：表3-1二维实体单元表3-2三维实体单元表3-3辐射连接单元表3-4传导杆单元表3-5对流连接单元表3-6壳单元表3-7耦合场单元表3-8特殊单元3.3热分析的基本过程ANSYS热分析包含如下三个主要步骤：前处理：建模求解：施加荷载并求解后处理：查看结果以下的内容将讲述如何执行上面的步骤。
首先，对每一步的任务进行总体的介绍，然后通过一个管接处的稳态热分析的实例来引导读者如何按照GUI路径逐步完成一个稳态热分析。
最后，本章提供了该实例等效的命令流文件。
ANSYS命令大全及中文注解
ANSYS命令大全及中文注解ANSYS命令大全1. A，P1，P2，…，P17，P18（以点定义面）2. AADD，NA1，NA2，…NA8，NA9（面相加）3. AATT，MAT，REAL，TYPE，ESYS，SECN（指定面的单元属性）【注】ESYS为坐标系统号、SECN为截面类型号。
4. *ABBR，Abbr，String（定义一个缩略词）5. ABBRES，Lab，Fname，Ext（从文件中读取缩略词）6. ABBSAVE，Lab，Fname，Ext（将当前定义的缩略词写入文件）7. ABS，IR，IA，--，--，Name，--，--，FACTA（取绝对值）【注】*************8. ACCAT，NA1，NA2（连接面）9. ACEL，ACEX，ACEY，ACEZ（定义结构的线性加速度）10. ACLEAR，NA1，NA2，NINC（清除面单元网格）11. ADAMS，NMODES，KSTRESS，KSHELL【注】*************12. ADAPT, NSOLN, STARGT, TTARGT, FACMN, FACMX, KYKPS, KYMAC【注】*************13. ADD，IR, IA, IB, IC, Name, --,-- , FACTA, FACTB, FACTC（变量加运算）14. ADELE，NA1，NA2，NINC，KSWP（删除面）【注】KSWP =0删除面但保留面上关键点、1删除面及面上关键点。
15. ADRAG，NL1，NL2，…，NL6，NLP1，NLP2，…，NLP6（将既有线沿一定路径拖拉成面）16. AESIZE，ANUM，SIZE（指定面上划分单元大小）17. AFILLT，NA1，NA1，RAD（两面之间生成倒角面）18. AFSURF，SAREA，TLINE（在既有面单元上生成重叠的表面单元）19. *AFUN, Lab（指定参数表达式中角度单位）20. AGEN, ITIME, NA1, NA2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE（复制面）21. AGLUE，NA1，NA2，…，NA8，NA9（面间相互粘接）22. AINA，NA1，NA2，…，NA8，NA9（被选面的交集）23. AINP，NA1，NA2，…，NA8，NA9（面集两两相交）24. AINV，NA，NV（面体相交）25. AL，L1，L2，…，L9，L10（以线定义面）26. ALIST，NA1，NA2，NINC，Lab（列表显示面的信息）【注】Lab=HPT时，显示面上硬点信息，默认为空。
ANSYS稳态热分析的基本过程和实例
ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤：•前处理：建模、材料和网格•分析求解：施加载荷计算•后处理：查看结果1、建模①、确定jobname、title、unit；②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项；③、定义单元实常数；④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可以是恒定的，也可以随温度变化；⑤、创建几何模型并划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
2、施加载荷计算①、定义分析类型●如果进行新的热分析：Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state●如果继续上一次分析，比如增加边界条件等：Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) ：a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。
Command Family: DGUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。
如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。
注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要密一些，在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时，尤其要注意。
此外，尽可能使用热生成或热流密度边界条件，这样结果会更精确些。
ansys基本用法
第一例实体建模实例如图所示一薄板零件，尺寸单位为mm，板厚5mm，试按照ANSYS建模方法，建立相应实体模型。
1.创建矩形[Main Menu]Preprocessor|Create|Rectangle|By Dimensions弹出的对话框如图所示X1,X2为矩形相对于坐标原点左右两个边的X坐标，Y1,Y2为矩形相对于坐标原点下上两个边的Y坐标。
输入如下数值X1=0,X2=60;Y1=-10,Y2=10,单击Apply，输入第二个矩形的坐标数值：X1=40,X2=60;Y1=-10,Y2=－30,单击OK。
2. 改变画法，重画该图形[Utility Menu]PlotCtrls|Numbering弹出如下对话框将AREA Area Numbers选中，将[/REPLOT]Replot upon OK/Apply项设置为Replot，这样ANSYS就会自动以不同的颜色区分不同的面积图形。
3. 将工作平面转换到极坐标形式，创建两个外圆(1) [Utility Menu]WorkPlane|Display Working Plane(toggle on)需要指出的是，单击该条命令后，并不会弹出什么窗口，你所看到的只是该条命令前面有一个被选中的符号，且在图形区域显示工作平面坐标系。
(2) [Utility Menu]WorkPlane|WP Settings在Cartesian(笛卡尔坐标)和Polar(极坐标)中间选择POLAR，显而易见，这样做只是为了方便地创建圆孔。
同样在Grid only、Grid and Triad和Triad only之中选择Grid and Triad。
Grid（删格）：展示删格，Triad是用来展示工作平面的坐标原点和坐标轴方向。
（3）[Main Menu]Preprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建圆心为(0,0)，半径为10的圆。
完整版ansys 中文帮助手册----内容与目录
目录第1 章开始使用ANSYS 11.1 完成典型的ANSYS 分析 1 1.2 建立模型 1第2 章加载232.1 载荷概述23 2.2 什么是载荷23 2.3 载荷步、子步和平衡迭代24 2.4 跟踪中时间的作用25 2.5 阶跃载荷与坡道载荷26 2.6 如何加载27 2.7 如何指定载荷步选项68 2.8 创建多载荷步文件77 2.9 定义接头固定处预拉伸78第3 章求解853.1 什么是求解84 3.2 选择求解器84 3.3 使用波前求解器85 3.4 使用稀疏阵直接解法求解器86 3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG）86 3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）86 3.7 使用预条件共轭梯度法求解器（PCG）86 3.8 使用代数多栅求解器（AMG）87 3.9 使用分布式求解器(DDS)88 3.10 自动迭代（快速）求解器选项88 3.11 在某些类型结构分析使用特殊求解控制89 3.12 使用PGR 文件存储后处理数据92 3.13 获得解答96 3.14 求解多载荷步97 3.15 中断正在运行的作业100 3.16 重新启动一个分析100 3.17 实施部分求解步111 3.18 估计运行时间和文件大小1133.19 奇异解114第4 章后处理概述1164.1 什么是后处理116 4.2 结果文件117 4.3 后处理可用的数据类型117第5 章通用后处理器(POST1) 1185.1 概述118 5.2 将数据结果读入数据库118 5.3 在POST1 中观察结果127 5.4 在POST1 中使用PGR 文件152 5.5 POST1 的其他后处理内容160第6 章时间历程后处理器（POST26）1746.1 时间历程变量观察器174 6.2 进入时间历程处理器176 6.3 定义变量177 6.4 处理变量并进行计算179 6.5 数据的输入181 6.6 数据的输出183 6.7 变量的评价184 6.8 POST26 后处理器的其它功能187第7 章选择和组件190 7.1 什么是选择190 7.2 选择实体190 7.3 为有意义的后处理选择194 7.4 将几何项目组集成部件与组件195第8 章图形使用入门1988.1 概述198 8.2 交互式图形与“外部”图形198 8.3 标识图形设备名(UNIX 系统)198 8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统)2018.5 与系统相关的图形信息202 8.6 产生图形显示205 8.7 多重绘图技术207第9 章通用图形规范2109.1 概述210 9.2 用GUI 控制显示210 9.3 多个ANSYS 窗口，叠加显示210 9.4 改变观察角、缩放及平移211 9.5 控制各种文本和符号214 9.6 图形规范杂项217 9.7 3D 输入设备支持218第10 章增强型图形21910.1 图形显示的两种方法219 10.2P OWER G RAPHICS 的特性219 10.3何时用P OWER G RAPHICS219 10.4激活和关闭P OWER G RAPHICS220 10.5怎样使用P OWER G RAPHICS220 10.6希望从P OWER G RAPHICS 绘图中做什么220第11 章创建几何显示22311.1 用GUI 显示几何体223 11.2 创建实体模型实体的显示223 11.3 改变几何显示的说明224第12 章创建几何模型结果显示23312.1 利用GUI 来显示几何模型结果233 12.2 创建结果的几何显示233 12.3 改变POST1 结果显示规范235 12.4 Q-S LICE 技术238 12.5 等值面技术238 12.6 控制粒子流或带电粒子的轨迹显示239第13 章生成图形24013.1 使用GUI 生成及控制图240 13.2 图形显示动作240 13.3 改变图形显示指定241第14章注释24514.1 注释概述245 14.2 二维注释245 14.3 为ANSYS 模型生成注释246 14.4 三维注释246 14.5 三维查询注释247第15 章动画24815.1 动画概述248 15.2 在ANSYS 中生成动画显示248 15.3 使用基本的动画命令248 15.4 使用单步动画宏249 15.5 离线捕捉动画显示图形序列249 15.6 独立的动画程序250 15.7 WINDOWS 环境中的动画251第16 章外部图形25316.1 外部图形概述253 16.2 生成中性图形文件254 16.3 DISPLAY 程序观察及转换中性图形文件255 16.4 获得硬拷贝图形258第17 章报告生成器25917.1 启动报告生成器259 17.2 抓取图象260 17.3 捕捉动画260 17.4 获得数据表格261 17.5 获取列表264 17.6 生成报告26417.7 报告生成器的默认设置267 第18 章 CMAP 程序26918.1 CMAP 概述269 18.2 作为独立程序启动CMAP269 18.3 在ANSYS 内部使用CMAP271 18.4 用户化彩色图271第19 章文件和文件管理27419.1 文件管理概述274 19.2 更改缺省文件名274 19.3 将输出送到屏幕、文件或屏幕及文件275 19.4 文本文件及二进制文件275 19.5 将自己的文件读入ANSYS 程序278 19.6 在ANSYS 程序中写自己的ANSYS 文件279 19.7 分配不同的文件名280 19.8 观察二进制文件内容（AXU2）280 19.9 在结果文件上的操作（AUX3）280 19.10 其它文件管理命令280第20 章内存管理与配置28220.1 内存管理282 20.2 基本概念282 20.3 怎样及何时进行内存管理283 20.4 配置文件286第1 章开始使用ANSYS1.1 完成典型的ANSYS 分析ANSYS 软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。
ANSYS 中文帮助
file://C:\Documents and Settings\Administrator\Local Settings\Temp\...
2009-7-21
Beam3单元特性
页码，4/64
2、如果KEYOPT(6) = 1； 3、仅在几何中心作*GET的一个项目可用。
“BEAM3项目和序号表”中列出了在后处理中可通过ETABLE命令加参数及数字序号的方法定义可列 表 察 看 的 有 关 变 量 的 细 则。详 细 参 见《ANSYS 基 本 分 析 指 南》中 有 关 “The General Postprocessor (POST1)” 和 “The Item and Sequence Number Table” 部 分。下 面 是 表 格 “BEAM3 项 目 和 序 号 表 （KEYOPT（9）＝0）”到“BEAM3项目和序号表（KEYOPT（9）＝9）”的一些使用说明： Name 指在“BEAM3单元输出信息表”中的有关变量。 Item 命令ETABLE中使用的参数。 E 单元数据为常数或单值时对应的序号。 I,J 节点I,J所对应的数字序号。 ILN 中间点的的顺序号 BEAM3项目和序号 目和序号表(KEYOPT(9) = 0)
Beam3单元特性
页码，1/64
制作: Ant008
Beam3二 Beam3二维弹性 维弹性单元特性
Beam3单元描述： 元描述： Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。单元的每个节点有三个自由度，即沿x,y方向的线位 移及绕Z轴的角位移。本单元更详细的说明见《ANSYS, Inc. Theory Reference》，其它的二维梁单元还有塑 性梁单元Beam23及非对称变截面梁Beam54。 Beam3单元几何图形：
Ansys 单元介绍
ANSYS单元类型选择方法2009-04-10 11:01最近在学习ANSYS，收集到一些资料，跟大家分享一下：还有心得体会将在后面写出来跟同行们交流！下面是有关ANSYS分析中的单元选择方法：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”。
六、单元类型选择方法（续五）7.进行完前面的选择工作，单元类型就基本上已经定位在2-3种单元类型上了，接下来打开这几种单元的帮助手册，进行以下工作：仔细阅读其单元描述，检查是否与分析问题的背景吻合、了解单元所需输入的参数、单元关键项和载荷考虑；了解单元的输出数据；仔细阅读单元使用限制和说明。
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单元详解——PLANE55
单元性质：2维4节点热实体单元
有效产品：MPME<><><>PR<><><>PPED
PLANE55单元说明
PLANE55可以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个节点，每个节点只有一个自由度–温度。
本单元适用于2维，稳态或瞬态热分析。
本单元也可以考虑由常速流动的质量所输送的热流。
如果包含热单元的模型还要用于结构分析，应该用等价的结构单元(如PLANE42)替换本单元。
具有中间节点的类似单元是PLANE77。
能够承受非轴对称载荷的轴对称单元是PLANE75。
存在一个选项，使本单元可以用多孔渗流介质来模拟非线性稳态流动。
使用这一选项，热参数被解释为类似的流动参数。
关于本单元的更多细节见ANSYS 公司理论手册中的PLANE55。
图55.1PLANE55单元几何
PLANE55输入数据
在图55.1:"PLANE55单元几何"中给出了本单元的几何形状，节点位置和坐标
系。
单元输入数据包括4个节点以及正交异性材料特性。
正交异性材料的方向与单元坐标系相同。
单元坐标系的方向在坐标系中说明。
对于稳态分析，忽略比热和密度。
未输入的材料特性其默认值在线性材料特性中说明。
单元载荷在"节点和单元载荷"中说明。
对流换热或热流密度(二者不能同时)以及热辐射可以作为单元边界上的面载荷输入，如图55.1:"PLANE55单元几何"中带圆圈数字所示。
生热率可以作为单元节点上的体载荷输入。
如果输入了节点I处的生热率HG(I),但未给出其它节点处的生热率，则默认等于HG(I)。
用KEYOPT(8)可以设置质量输送选项。
使用这一选项时，实常数中必须输入速度VX和VY(单元坐标系)。
此外，必须给出入口边界的温度以确保解的稳定。
有质量输送时，材料常数必须用比热(C)和密度(DENS)来代替焓(ENTH)。
KEYOPT(9)=1可以设置非线性多孔渗流选项。
对这一选项，温度被解释成压力，介质的渗透性能用材料性能KXX和KYY输入。
DENS和VISC为质量密度和流体粘度。
关于性能C和MU的说明见ANSYS公司理论手册，它们用于计算渗透性系数(忽略Z向作用）。
用D命令输入的温度边条件解释为压力边条件。
用F命令输入的热流边条件解释为质量流率(质量/时间)边条件。
在"PLANE55输入汇总"中给出了本单元输入数据的汇总。
关于本单元输入数据的一般说明，见"单元输入"。
PLANE55输入汇总
节点
I,J,K,L
自由度
TEMP
实常数
当KEYOPT(8)>0时，输入
VX–X方向的质量输送速度；
VY-Y方向的质量输送速度；
材料性能
KXX,KYY,DENS,C,ENTH,VISC,MU(VISC和MU仅在KEYOPT(9)=1时输入，当KEYOPT(8)=1或2时不使用ENTH).
面载荷
对流换热或热流密度(二者不同时)和热辐射-
边1(J-I),边2(K-J),边3(L-K),边4(I-L)
体载荷
生热率-HG(I),HG(J),HG(K),HG(L)
求解能力
生死单元
关键选项
KEYOPT(1)–如何计算膜(对流换热)系数
0–按平均膜温度(TS+TB)/2下计算膜系数；
1–按单元表面温度TS计算
2–按流体体积温度TB计算
3–按温差|TS-TB|计算
KEYOPT(3)–单元行为
0–平面
1–轴对称
KEYOPT(4)–单元坐标系
0-单元坐标系平行于总体坐标系
1-单元坐标系以单元的I-J边为基础
KEYOPT(8)–质量传输作用
0–没有质量传输；
1-质量传输速度为VX和VY；
2–与1类似，还输出质量输送热流。
KEYOPT(9)–非线性流动选项
0–标准热传输单元
1-非线性稳态流动分析单元(温度自由度解释为压力)
PLANE55输出数据
与单元有关的结果输出有两种形式：
•包括在整个节点解中的节点位移。
•附加的单元输出，见表55.1"PLANE55单元输出定义"。
对轴对称分析，侧面面积和热流密度都是对整个360°圆周的。
对流热流以
流出单元为正。
施加的热流以流入单元为正。
如果KEYOPT(9)=1，标准的热输出
应解释为类似流动分析的输出。
单元输出的方向平行于单元坐标系。
在"结果输出"和三角形、五面体形和四面体形单元中给出了对于结果输出的一般说明。
查
看的方法见"ANSYS基本分析指南"。
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；O列
表示该项可用于Jobname.OUT文件；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55.1PLANE55单元输出定义
R
Y
Y
Y
Y
4
-
Y
Y
1
1
-
-
1
1
1
1
1
-
-
-
-
-
- 注解：
1如果输入了面载荷；
2如果KEYOPT(8)=2；
3如果KEYOPT(9)=1；
4只能用于单元中心并作为*GET命令的一项。
表55.2"PLANE55输出项和序列号"列出了可以通过ETABLE命令,采用序列号
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)部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。
在表55.2"PLANE55输出项和序列号"中使用如下标识符：
Name
与表55.1:"PLANE55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；
FC n
单元第n条边的输出项的序列号。
表55.2PLANE55输出项和序列号
PLANE55假设和限制
·单元不能有负的或零面积；
·如图55.1"PLANE55单元几何"所示，本单元必须位于总体坐标的X-Y平面中。
对于轴对称问题，Y轴必须是对称轴，结构模型必须在+X部分；
·如果定义节点号K和L相同，可以形成三角形单元(见"三角形、金字塔形和四面体单元")；
·在各积分点处计算比热和焓，从而允许对剧烈的变化(如熔化)采用较粗的网格；
·如果需要将这一热单元替换为有表面应力的结构单元PLANE42，热单元的方向应该使IJ边和/或者KL边为自由表面。
单元的自由表面(既不与其它单元相邻，又没有边界约束)假设为绝热的；
·具有较小的积分时间步长和严重的表面热梯度的瞬态热问题要求该表面划分精细的网格。
·如果KEYOPT(8)>0,将产生不对称矩阵。
PLANE55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
·本单元没有质量输送或液体流动选项。
KEYOPT(8)和KEYOPT(9)只能设为零(默认)；
·实常数VX和VY不能用；
·材料性能VISC和MU不能用；
·本单元没有生死功能。