ANSYS单元选取与计算精度
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。
类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。
对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)、beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。
2)、beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。
3)、beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。
（常规是6个自由度，比如是用于桁架等框架结构，如鸟巢，飞机场的架构）2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。
而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择:初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。
单元类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。
对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。
3)beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。
2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。
而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。
对于一般的问题，选用shell63就足够了。
比较ANSYS中PLANE42和PLANE82单元求平面悬臂梁的精确度
⽐较ANSYS中PLANE42和PLANE82单元求平⾯悬臂梁的精确度⼀、主要内容本⽂在已知解析解的情况下，分别利⽤ANSYS 不同单元类型（PLANE42和PLANE82）计算梁中部和固定端位置的最⼤弯曲应⼒，来验证那个单元类型更接近解析解。
⼆、问题描述厚度t=50mm ，长度L=1300mm ，截⾯⾼度线性变化的悬臂梁，截⾯⾼度从d 变化到3d(d=75mm)，在⾃由端的集中⼒F=18KN ，弹性模量206GPa ，泊松⽐为0.3。
图1：悬臂梁受荷载图三、解析解：1、悬臂梁中部（x=0.5L)32221875006150506)2(6mm d t bh W Z =?=== mm N Fl M ?=?==1170000021300180002MPa W MZ40.62max ==σ2、悬臂梁固定端（x=L)32224218756225506)2(6mm d t bh W Z =?===mmN Fl M ?==23400000MPa W MZ 47.55max ==σ位移求解省略说明：因为各截⾯惯性矩I 随x 轴在变化，⽤结构⼒学中虚功原理中的单位荷载法求解：xxp d EImm y ∑?=?0123th I =h 在随x 轴变化，⽤⾃⼰已知数学计算⽅法难以求解，只能求助于数学计算软件matlab 等 (课后学习matlab 再进⾏验算)，故本⽂省略了位移验算分析。
四、基于ANSYS 求解求解过程如下1）单位类型选择PLANE421. Main Menu:Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window) →Options… →selelt K3: Plane Strsw/thk → Close2. Preprocessor →Real Constants… →Add… →select Type 1→ OK→input THK:50→OK →Close (the Real Constan ts Window)3. Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.06e5, PRXY:0.3 →OK4. Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输⼊4个点的坐标：input:1(0,500，0)→Apply →2(0,725,0)→Apply → 3(1300,725,0) →Apply → 4(1300,650,0) →OK5. Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPs →依次拾取4个点→OK6. Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →Element Attributes select Global→ Set →OK7. Preprocessor →m esh Tool →Size Controls → select Lines→ Set →拾取长边的两条线→OK → input NDIV:6 →Apply →拾取短边的两条线→OK → input NDIV:1 →OK8. Preprocessor→ Mesh Tool →Mesh : select Areas→ Shape:Quad→Free → Mesh → Pick All →Close9. Plotctrls→Numbering →选项NODE Node numbers为On →在Elem/Attrib numbering选择Element numbers →OK显⽰元素：Utility Menu：Plot→emements结果如下图所⽰图2：模型建⽴及单元划分图10.Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement → On Nodes→拾取节点1、2 →OK →select Lab2:ALL OFF →OK11.Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →拾取节点3→OK →Lab: FY, Value: -18000→OK12.General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK结果如图3所⽰13. General Postproc →Plot Results →Contour Plot → Nodal Solution选择Stress → X-Component of stress →OK结果如图4所⽰图3：Y⽅向位移图图4：X⽅向应⼒图14.General Postproc → Query Results →Subgrid Solu →选择Stress → X-Component of stress →OK →拾取节点2和节点6→OK 结果如图5所⽰图5：要分析点的应⼒图2）单位类型选择PLANE82。
ansys 质量单元 用法
ANSYS是一款广泛使用的工程模拟软件，其中包含了许多质量单元，可以用于各种不同类型的分析。
在本文中，我们将详细介绍ANSYS中质量单元的用法。
1. 什么是质量单元质量单元是指在有限元分析中用于描述物体的元素，即物体被划分成多个小的单元来进行分析。
质量单元的质量决定了模拟结果的准确性和可靠性。
因此，选择适当的质量单元对于分析的准确性至关重要。
2. ANSYS提供的质量单元ANSYS提供了多种质量单元，这些质量单元适用于不同类型的分析。
下面列出了一些常用的质量单元：(1) 线性三角形单元（PLANE183）：适用于二维静力学、稳态和动态分析。
(2) 线性四边形单元（PLANE42）：适用于二维静力学、稳态和动态分析。
(3) 等参三角形单元（PLANE67）：适用于二维静力学、稳态和动态分析，可以更好地描述曲线表面。
(4) 等参四边形单元（PLANE78）：适用于二维静力学、稳态和动态分析，可以更好地描述曲面。
(5) 六面体单元（SOLID185）：适用于三维静力学、稳态和动态分析。
(6) 四面体单元（SOLID187）：适用于三维静力学、稳态和动态分析。
(7) 八节点全积分单元（SOLID45）：适用于三维静力学、稳态和动态分析，可以更好地描述曲面。
3. 质量单元的选择选择适当的质量单元对于分析的准确性至关重要。
以下是一些选择质量单元的建议：(1) 如果模拟的问题是二维的，则应使用线性三角形单元或线性四边形单元。
(2) 如果模拟的问题涉及曲面，则应使用等参单元。
(3) 如果模拟的问题是三维的，则应使用六面体单元或四面体单元。
(4) 如果要考虑较大的变形，则应使用八节点全积分单元。
(5) 如果需要考虑材料非线性，则应使用具有较高阶位移函数的元素。
4. 质量单元的网格划分在进行分析之前，需要将物体划分成小的单元。
划分单元的密度对于分析的准确性非常重要。
如果单元的数量过少，则可能会导致结果不准确；如果单元的数量过多，则可能会导致计算时间过长。
ansys实验强度分析报告
ansys有限元强度分析一、实验目的1 熟悉有限元分析的基本原理和基本方法；2 掌握有限元软件ANSYS的基本操作；3 对有限元分析结果进行正确评价。
二、实验原理利用ANSYS进行有限元静力学分析三、实验仪器设备1 安装windows XP的微机；2 ANSYS11.0软件。
四、实验内容与步骤1 熟悉ANSYS的界面和分析步骤；2 掌握ANSYS前处理方法，包括三维建模、单元设置、网格划分和约束设置；3掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；4 实际应用ANSYS软件对六方孔螺钉头用扳手进行有限元分析。
五、实验报告1）以扳手零件为例，叙述有限元的分析步骤；答：（1）选取单元类型为92号；（2）定义材料属性，弹性模量和泊松比；建立模型。
先生成一个边长为0.0058的六边形平面，再创建三条线，其中z向长度为0.19，x向长度0.075，中间一段0.01的圆弧，然后把面沿着三条线方向拉伸，生成三维实体1如题中所给形状，只是手柄短了0.01；把坐标系沿z轴方向平移0.01，再重复作六边形面，拉伸成沿z轴相反方向的长为0.01的实体2；利用布尔运算处理把实体1和2粘接成整体。
（4）划分网格。
利用智能网格划分工具划分网格，网格等级为4级。
（5）施加约束。
在扳手底部面上施加完全约束；（6）施加作用力。
在实体2的上部面上施加344828pa（20/（0.01*0.0058））的压强，在实体2的下部面的临面上施加1724138pa(100/0.01/0.0058)的压强；（7）求解，进入后处理器查看求解结果，显示应力图。
2）对扳手零件有限元分析结果进行评价；答：结果如图所示：正确的显示出了受力的最大位置及变形量，同时给出了各处受力的值，分析结果基本正确，具有一定的参考意义。
六、回答下列思考题1.什么是CAE技术？答：CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程，关键是在三维实体建模的基础上，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，按性能要求进行设计和综合评价，以便从多个方案中选择最佳方案，或者直接进行设计优化。
ANSYS中link10单元使用要点
ANSYS中link10单元使用要点一、LINK10单元特性二、适用范围1、link10单元可以模拟只受拉索，完全可以模拟输电线；2、三、使用要点1、索分析一定要注意找形和初应变，2、ansys中进行输电线动力分析可以采用link10单元，应采用应力刚化命令，计算精度与单元划分及时间步长的大小有关。
3、Link10可以模拟电线，并进行动力分析，但是要注意初应变、应力刚化、大变形等！还有，在动力分析前要进行初始找形，这是关键。
四、方法基于有限位移理论，采用广义的杆系结构几何非线性有限元法，提出了索承网壳结构施工计算的循环前进分析方法。
该方法以实际施工顺序进行前进分析，以初应变增量索力调整方法进行循环迭代，能够精确计及结构的几何非线性、后批预应力筋张拉对前批预应力筋张力的损失以及其它因素的影响。
用该方法获得的施工初始索力进行施工，设计索力及位形易于保证，是一种实用的、高效率的分析方法。
初应变增量法是一种通过调整拉索初应变逐渐逼近理想设计索力的计算方法，当循环计算到一定精度后停止。
该方法的计算结果应用于分组分批张拉施工方法时，每批索只要一次张拉到张力施工控制值即可。
当最后一批索张拉完毕，所有组索的实际内力将达到各自的张力设计值。
故不必在施工过程中调整索力，达到提高工作效率和降低施工费用的目的。
新拼装单元两端节点的坐标，应由前一段分析的结果决定，而不应取初始状态下相应节点的坐标，因为在结构分析中，节点坐标在不断变化。
理论上，第一次计算的施工初始张拉索力值可随意设定，只是循环次数不同而已。
建议以理想荷载态设计的整体张拉一次成形的初始预拉力为第一次计算的施工初始索力值。
在进行索网的找形计算时，以平面位置作为起始状态。
.设定拉索预拉力800kN;提升周边控制点到设计位置，控制点位置见表3. 1。
在此过程中将索的弹性模量取一假想的小值，根据大量的算例，通常弹性模量比实际弹性模E降低三个数量级，把初始应变设为一个接近于1的量就可以得到最终的平衡位形。
ANSYS中单元类型与形函数及计算精度
关于ANSYS中单元类型与形函数及计算精度问题有限元计算中，单元类型的选择，最终归结为形函数（插值函数）的选择直接从理论上影响着分析的精度。
在ANSYS中，单元类型与形函数之间存在什么关系呢？通过参考其理论手册发现，单元类型与形函数之间并不是一一对应关系，在某些情况下，一种单元类型在采用不同离散形式（例如体单元分别采用四面体，五面体和六面体）时对应不同的形函数（插值函数）。
以下针对常用的几种体单元对单元类型与形函数之间的关系作一简单说明，便于以后在分析问题时根据工程需要采用不同的单元类型及形函数。
1．SOLID45
对于SOLID45单元采用六面体、五面体和四面体形状时与形函数的对应关系为：
采用六面体时：
五面体时：
四面体时：
从六面体到四面体，虽然都采用的是SOLID45，但其对应的形函数阶次依次降低，因而在同等计算规模下计算精度也依次降低。
当采用四面体离散时，相应形函数对应的单元退化为常应变四面体单元，要准确模拟则需要相当数量的单元方可。
同理对于SOLID95在采用不同形状离散时也分别对应不同的形函数。
当退化为四面体时，SOLID95和SOLID92（只具有四面体形式）采用相同的形函数（可参考理论手册）：
因而从理论上来看，在采用相同数目的四面体单元进行离散时其计算结果应该是一致的。
以下为在ANSYS中对其进行的验证：
从图1、2中可以明显看出，采用相同形函数而不同单元类型离散后，计算结果是相同的。
图1 使用SOLID92计算结果
以上仅为本人一点见解，欢迎一起探讨。
Swifthorse1979@。
提高ANSYS Maxwell 计算速度和精度
提高ANSYS Maxwell 计算速度和精度ANSYS Maxwell的相关资料较少，本人在使用过程中总结了一些使用技巧，以供大家参考，版本为19.2，主要思路是利用HPC设置中的任务数和核心数充分发挥电脑性能，然后通过精度的控制减少运算量。
1.HPC高性能计算的任务和核心数通过合理设置ANSYS Maxwell中HPC and Analysis Options的参数，可以加快计算速度。
主要针对多核CPU和参数扫描的数目进行设置。
根据参数扫描的数目和模型的复杂程度，通过设置Tasks和Cores数目来减少计算时间。
1、打开HPC and Analysis OptionsClick the HPC Options icon on the Simulation ribbon,or click Tools>Options>HPC and Analysis Options.2、单击Edit若看不到白底（其它为灰底）的部分将对话框拉长即可3、修改Tasks和Cores内存限制默认90%即可，一般4*核心数=内存，即4核CPU要16G内存，才能发挥CPU 的性能。
Tasks即任务数只在参数化时起作用，设置同时进行的任务数目，主要根据内存设置，三维计算建议设置成1，二维计算可根据配置适当提高，在修改后建议打开任务管理器查看内存使用量；下图就是任务数设置为3时的求解，Solving为3即正在计算3个任务Cores即核心数无论是否参数化都起作用，设置同时进行计算的核心数目，主要根据CPU 设置，建议比CPU的线程数略小，当Cores和CPU的线程数相等时CPU占用率最高可达100%，若仿真同时开其它软件，建议小于最大线程。
2.自适应网格设置Maxwell中网格的设置较少，主要通过网格大小和网格数量控制，一般建议同时开启，避免网格大小不合理导致网格太多。
此外在Analysis下的Setup中也可以对网格进行设置，Maxwell采用自适应网格，即划分完网格后比较输入能量和现有网格所含能量，若误差达到设置要求就停止，否则在已有网格基础上继续划分。
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ANSYS单元选取与计算精度
ANSYS中常用的实体单元类型有solid45,solid92,solid185,solid187这几种。
其中把solid45,solid185可以归为第一类，如果它们都是六面体单元，可以退化为四面体单元和棱柱体单元，单元的主要功能基本相同，(solid185还可以用于不可压缩超弹性材料)。
solid92 solid187可以归为第二类，它们都是高阶单元每条边上均带中间节点，单元的主要功能基本相同。
在ANSYS计算中选取单元的基本原则是优先选用大编号的单元类型。
例如：对于第一类里面而言solid45和solid185单元，应该优先选用solid185。
第二类里面应该优先选用solid187。
ANSYS的单元类型是在不断发展和改进的，同样功能的单元，编号大的往往意味着在某些方面有优化或者增强。
solid185 是一种采用力与位移混合形状函数的线性单元，但可以退化为五面体或四面体单元。
solid185支持大变形大应变，solid185单元用于构造三维固体结构。
每个六面体单元有8个节点，在节点坐标系下每个节点有沿着x,y,z三个方向平移的自由度。
solid185单元具有超弹性，应力钢化，蠕变，大变形和大应变能力。
还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑性材料和完全不可压缩超弹性材料。
图2.3 单元类型solid185
Fig.2.3 element type solid185
ANSYS软件中常见的板壳单元有shell63，shell181等，shell63，shell181可以归为一类，若不规则形状的四节点四边形单元可以退化成三节点三角形单元。
优先选取单元大编号的单元。
即所有薄壁筒形结构均用shell181平面四节点四边形等参元来分析。
shell181适合分析薄的及中等厚度的板壳结构零件。
该单元有四个结点，每个结点有六个自由度，即在节点坐标系方向上沿x，y，z方向的平动自由度和x，y，z方向的转动自由度。
这种单元类型还支持线性，大扭转和大应变和变厚度非线性分析。
它既能用完全法也可用缩减法，可用于
分布载荷及应力刚化，在ANSYS 中shell181单元的截面属性的ID 默认是1，极易与定义的梁截面的ID 冲突，所以计算时应需要注意。
图2.4 单元类型shell81
Fig.2.4 element type shell181
shell181还可以用于多层复合材料模型，最大支持的层数为250层。
板壳建模的精度由剪切变形理论决定。
而shell63单元是弹性薄壳单元（不考虑剪切变形）。
shell181单元包括横截面剪切变形的影响。
采用Bathe-Drorkin 的假设剪切应变公式缓解剪切自锁效应。
单元的横截面剪切刚度是下面所示的一个2×2的矩阵。
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=2221
1211E E E E E (2.13) 其中在式(2.13)中，E 11，E 12和E 22是单元的实常数（横向剪切刚度）你可以用指定不同的实常数取代横截面剪切刚度的默认值。
这个选择对分析分层壳是有效的。
对于各向同性的单层壳，默认的横截面剪切刚度是：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=kGh kGh E 00 (2.14)
其中在式(2.14)中，k 等于5.6，G 为剪切膜量，h 为壳的厚度。
图2-5单元类型beam188
Fig.2.5 element type beam188
Beam188单元是3维线性有限应力梁。
适合分析短粗梁结构。
该单元是基于Timoshenko梁理论。
它包含了剪应变。
Beam188是一个三维线性（2节点）梁。
每个节点有6或7个自由度，包括x,y,z方向的平动自由度和绕x,y,z方向三个方向的转动有时还考虑了扭转自由度。
该单元适用于线性，大旋转和大应变非线性分析;Mass21单元是由6个自由度的点单元，它包括了x,y,z三个方向的平动自由度和绕x,y,z轴的旋转自由度。
每个自由度的质量和惯性矩可分别定义。
ANSYS软件中对于简单结构计算，选取不同单元类型计算结果相差不大。
但是对于复杂结构而言，相同的模型，选取不同的单元类型计算的结果是有很大的区别的，有些应力集中部位会相差100-200MPa，所以选取合适的单元类型十分重要。