ANSYS单元结构解释
ANSYS单元结构解释
结构线单元
2-D LINK1 3-D LINK8 LINK10 LINK11 LINK180
结构梁单元
2-D BEAM3 BEAM23 BEAM54
3-D BEAM4 BEAM24 BEAM44 BEAM188 BEAM189
结构线单元2-D
LINK1单元可用于不同的工程应用中，依具体的应用，该单元可模拟桁架、链杆及弹簧等。该二维杆单元每个节点的自由度只考虑x,y两个方向的线位移，是一种可承受单轴拉压的单元。因为只用于铰接结构，故本单元不能承受弯矩作用。
结构线单元3-D
LINK8单元是这种单元LINK1的三维情况。
LINK10 元素描述 LINK10 是一种 3 D 轴向拉或压的杆单元，有双线性刚度阵。在仅处于拉状态时，如果进入压状态（在模拟松弛的电缆或松弛的链情况) 时，刚化被取消。它也能被用于动态分析 ( 由于惯性或阻尼作用)，此时希望使用松弛单元的特性但是单元的运动不是主要的。 This element is a line version of SHELL41 with KEYOPT(1) = 2, the “cloth” option.
如果分析的目的要研究元素 (由于没有松弛元素) 的运动 , 应该用一种相似不会松弛的单元, 像 LINK8 或 PIPE59。LINK10 也不能在最后结果是拉状态并且该处是集中力的情况时使用，但是迭代收敛结果可以使用在松弛条件。（LINK10 should also not be used for static convergence applications where the final solution is known to be a taut structure but a slack condition is possible while iterating to a final converged solution.） 如果要使用LINK10，那么因为这种原因，应当使用一种不同的单元或缓慢运动技术。
LINK10 在每个节有三个自由度: 节点的 x ， y 和 z 方向的位移。在仅处于拉状态时（电线）或压状态时（裂口）不包含弯曲刚化但是可以通过在每个LINK10单元上增加小面积的梁单元来增加弯曲刚化（LINK10 should also not be used for static convergence applications where the final solution is known to be a taut structure but a slack condition is possible while iterating to a final converged solution.） 。应力刚化和大面积变形是可能的。
LINK11 单元描述 LINK11 可能被用做模拟水力圆筒和其他大的旋转上应用。该单元是轴向拉和压单元，每个节点有三个自由度：在节点的 x ， y 和 z 方向的位移。没有弯曲或扭转负荷。
LINK180单元是有着广泛的工程应用的杆单元，比如可以用来模拟：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，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。就像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。在默认情况下，LINK180在关于 NLGEOM 的任何分析时都包含应力刚化条件。弹性，各向同性，硬化塑性，运
动学的硬化塑性，HILL各向异性
塑性， Chaboche 非线性变硬可塑性和延展性都是可用的。
结构梁单元2-D
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。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。
BEAM23 单元描述 BEAM23 是有轴向拉压和弯曲单元。单元在每个节点有三个自由度: 在节点 x 和 y 方向的位移和在Z向旋转自由度。
该单元有塑性，延展性和膨胀的性能。如果这些效果不需要,可以使用BEAM3 2 D 弹性梁。BEAM54 为2-D契形弹性梁。
BEAM54 单元描述 BEAM54 是有拉，压的一种轴向单元。单元在每个节点上有六个自由六度: x y的位移和 z 向旋转。该单元允许在节点的每个末端有不同的几何非对称和末节点对于重心轴的偏移。如果这些特征不需要,可以使用 BEAM3。该单元没有塑性，延展性，和膨胀特性。这些特性都包含在BEAM23里。BEAM23是一种 2 D ，包含应力刚化特性的非渐变的弹性梁。
结构梁单元3-D
Beam4是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元。这种单元在每个节点上有六个自由度：x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移。可用于计算应力硬化及大变形的问题。通过一个相容切线刚度矩阵的选项用来考虑大变形（有限旋转）的分析。关于渐变的非对称弹性梁的问题应按beam44单元考虑，三维塑性梁应按beam24单元考虑。
BEAM24 单元描述 BEAM24 是有拉压、弯曲、St. Venant扭转特性的任意截面（开放或封闭）的轴向单元。任何一个开放的截面或单一封闭的截面单元都可以被使用。单元在每个节点有自由的六度: 在 x ， y 和 z 轴向的位移和在 x ， y 和 z 方向的旋转自由度。
元素有在轴向和用户自定义截面方向的塑性，延展性，和膨胀特性。如果这些特性不需要,使用弹性梁 BEAM4 或 BEAM44就可以了。其他具有塑性，延展性，和膨胀特性的单元有 PIPE20 和 BEAM23。这些单元具有应力刚化，大面积变形和剪切变形的特性。 截面由一系列的矩形段来定义。
BEAM44 单元描述 BEAM44 是有拉，压 , 扭，弯的一种轴向单元。单元在每个节点上有自由的六度: x y 和 z向位移和旋转。该单元允许在节点的每个末端有不同的几何非对称和末节点对于重心轴的偏移。如果这些特征不需要,可以使用 BEAM4。该单元的 2 D 版本(BEAM54）也可以使用。 如果是非线性材料,使用 BEAM188 或 BEAM189 ，不再使用 BEAM44
Beam188/189 单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构，该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。
Beam188 是三维
线性（2 节点）或者二次梁单元（189是二次梁单元）。每个节点有六个
或者七个自由度，自由度的个数取决于KEYOPT(1)的值。当KEYOPT(1)＝0（缺省）时，每个节点有六个自由度；节点坐标系的x、y、z 方向的平动和绕x、y、z 轴的转动。当KEYOPT(1)=1 时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度（横截面的翘曲）。这个单元非常适合线性、大角度转动和/并非线性大应变问题。
当NLGEOM 打开的时候，beam188/189 的应力刚化，在任何分析中都是缺省项。应力强化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定问题（用弧长法）分析特征值屈曲和塌陷）。
Beam188/beam189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定义横截面。本单元支持弹性、蠕变及素性模型（不考虑横截面子模型）。这种单元类型的截面可以是不同材料组成的组和截面。
Beam188 /189从6.0 版本开始忽略任何实参数，参考seccontrols 命令来定义横向剪切刚度等
结构实体单元：
SOLID64 可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个自由度，即沿x、y、z的平动自由度。
该单元有应力刚化和大变形能力。其他选项有：禁用额外位移形状、定义结果输出位置等。该单元可应用于各种领域，如模拟晶体和复合材料等。
SOLID65 单元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。在混凝土的应用方面，如用单元的实体性能来模拟混凝土，而用加筋性能来模拟钢筋的作用。当然该单元也可用于其它方面，如加筋复合材料（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）。该单元具有八个节点，每个节点有三个自由度，即x,y,z三个方向的线位移；还可对三个方向的含筋情况进行定义。
本单元与SOLID45单元（三维结构实体单元）的相似，只是增加了描述开裂与压碎的性能。本单元最重要的方面在于其对材料非线性的处理。其可模拟混凝土的开裂（三个正交方向）、压碎、塑性变形及徐变，还可模拟钢筋的拉伸、压缩、塑性变形及蠕变，但不能模拟钢筋的剪切性能。有关SOLID65单元的更细节的描述请参见《ANSYS理论手册》。
SOLID45 作为模拟 实体结构的3 D 单元。 单元被定义成有八节点，三个自由度: x ， y 和 z 方向的位移。单元有塑性，蠕变，膨胀性，盈利刚化，大变形和大应力性能。
SOLID92 有二次取代行为并且能很好地适合做不规则网孔模型 ( 如来自于不同的CAD/CAM系统的模型)。清看SOLID95 为 20个节点的砖块单元。
元素被定义成十节点和有三个自由度: x ， y 和 z 方向的位移。 单元有塑性，蠕变，膨胀性，盈利刚化，大变
形和大应力性能。
SOLID95 是三维 8 节点固体的单元，它是SOLID45一个高次版本 。它能在精度一般的情况下适用于
非规则的形状。SOLID95 单元有协调的取代形状和能很好的适应模型曲线边界。
元素被定义为有 20 节点，每节三个自由度: x ， y 和 z 方向的位移。 单元有塑性，蠕变，膨胀性，盈利刚化，大变形和大应力性能。
SOLID147 是一种砖形P单元，支持最多 8 阶多项式。
本单元有20个节点，每个节点有三个自由度：x 和 y z 方向的平移。本单元可能有任意的空间方位。
SOLID148 是一种锥形P单元，支持最多 8 阶多项式。
本单元有10个节点，每个节点有三个自由度：x 和 y 方向的平移。本单元可能有任意的空间方位。
SOLID185 适用于三维固体模型。本单元是八节点，自由度为三的单元: x ， y 和 z 方向的位移。单元有塑性，蠕变，膨胀性，盈利刚化，大变形和大应力性能。该单元有模拟近似和完全的不可压缩的弹性材料的混合公式表示性能。
SOLID186 是一个三维高次20节点的结构实体单元。SOLID186 有二次取代行为并且能很好地适合做不规则网孔模型 ( 如来自于不同的CAD/CAM系统的模型)。
本单元有20个节点，每个节点有三个自由度：x 和 y 方向的平移。本单元可能有任意的空间方位。 元素被定义 20 节有每节三个自由度: 节的 x ， y 和 z 方向的位移。本单元支持塑性，超塑性，蠕变，应力刚化，大变形和大应力性能。该单元有模拟近似和完全的不可压缩的弹性材料的混合公式表示性能。
SOLID187是一个三维高次10节点单元。SOLID187 有二次取代行为并且能很好地适合做不规则网孔模型 ( 如来自于不同的CAD/CAM系统的模型)。
本单元有10个节点，每个节点有三个自由度：x 和 y z 方向的平移。本单元可能有任意的空间方位。本单元有塑性，超塑性，蠕变，应力刚化，大变形和大应力性能。该单元有模拟近似和完全的不可压缩的弹性材料的混合公式表示性能。