Ansys課件之ANSYS與結構六

1.2ANSYS結構分析單元功能與特性類

別單

元

名

稱桿單元LINK1，8，10，11，180梁單元BEAM3，4，23，24，44，54，188，189管單元PIPE16，17，18，20，59，602D實體元PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D實體元SOLID45，46，64，65，72，73，92，95，147，148，185，186，187，191殼單元SHELL28，41，43，51，61，63，91，93，99，143，150，181，208，209彈簧單元COMBIN7，14，37，39，40質(zhì)量單元MASS21接觸單元CONTAC12，52，TARGE169，170，CONTA171，172，173，174，175，178矩陣單元MATRIX27，50表面效應元SURF153，154粘彈實體元VISCO88，89，106，107，108，超彈實體元HYPER56，58，74，84，86，158耦合場單元SOLID5，PLANE13，F(xiàn)LUID29，30，38，SOLID62，F(xiàn)LUID79，F(xiàn)LUID80，81，SOLID98，F(xiàn)LUID129，INFIN110，111，F(xiàn)LUID116，130界面單元INTER192，193，194，195顯式動力單元LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI165，MASS166，LINK167，SOLID16871.2.1桿單元適用：桁架、纜索、鏈桿、彈簧等構件。只承受桿軸向的拉壓，不承受彎矩。自由度：節(jié)點只有平動自由度。特性：具有彈性、塑性、蠕變、膨脹、大轉動、大撓度（也稱大變形）、大應變（也稱有限應變）、應力剛化（也稱幾何剛度、初始應力剛度等）等。81.2.1桿單元桿單元特性表1-4單元名稱簡

稱節(jié)點數(shù)節(jié)點自由度特

性備

注LINK12D桿2Ux,UyEPCSDGB常用桿元LINK83D桿Ux,Uy,UzEPCSDGBLINK103D僅受拉或僅受壓桿EDGB模擬纜索的松弛及間隙LINK113D線性調(diào)節(jié)器EGB模擬液壓缸和大轉動LINK1803D有限應變桿EPCDFGB另可考慮粘彈塑性E-彈性(Elasticity)，P-塑性(Plasticity)，C-蠕變(Creep)，S-膨脹(Swelling)，D-大變形或大撓度(Largedeflection)，F(xiàn)-大應變(Largestrain)或有限應變(Finitestrain)，B-單元生死(Birthanddead),G-應力剛化(Stressstiffness)或幾何剛度(Geometricstiffening)，A-自適應下降(Adaptivedescent)等。91.2.2梁單元

梁單元分為多種單元，分別具有不同的特性，是一類軸向拉壓、彎曲、扭轉(3D)單元。主要性能：⑴可考慮剪切變形的影響⑵自由度釋放⑶梁截面特性⑷特殊實常數(shù)的輸入⑸單元荷載⑹應力計算101.2.2梁單元單元名稱簡

稱節(jié)點節(jié)點自由度特

性備

注BEAM32D彈性梁2Ux,Uy,RotzEDGB常用平面梁元BEAM232D塑性梁2EPCSDFGB具有塑性等功能BEAM542D漸變不對稱梁2EDGB不對稱截面，可偏移中心軸BEAM43D彈性梁2Ux,Uy,UzRotx,Roty,RotzEDGB拉壓彎扭，常用3D梁元BEAM243D薄壁梁2+1EPCSDGB拉壓彎及圣文南扭轉；開口或閉口截面BEAM443D漸變不對稱梁2+1EDGB拉壓彎扭，不對稱截面，可偏移中心軸，可釋放節(jié)點自由度，可采用梁截面BEAM1883D線性有限應變梁2+1Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz或增加warpEPCDFGB粘彈塑Timoshenko梁，計入剪切變形影響；可增加翹曲自由度；可采用梁截面。BEAM1893D二次有限應變梁3+1同BEAM188，但屬二次梁單元。111.2.3管單元

管單元是一類軸向拉壓、彎曲和扭轉的3D單元，單元的每個節(jié)點均具有6個自由度，即三個平動自由度Ux、Uy、Uz和三個轉動自由度Rotx、Roty、Rotz，此類單元以3D梁元為基礎。單元名稱簡

稱節(jié)點數(shù)特

性備

注PIPE163D彈性直管元2EDGB可考慮兩種溫度梯度及內(nèi)部和外部壓力PIPE173D彈性T型管元2~4EDGB可考慮絕熱、內(nèi)部流體、腐蝕及應力強化PIPE183D彈性彎管元2+1EDBPIPE203D塑性直管元2EPCSDGB同PIPE16PIPE593D彈性沉管元2EDGB可模擬海洋波，可考慮水動力和浮力等，其余同PIPE16，且可模擬電纜PIPE603D塑性彎管元2+1EPCSDB同PIPE18121.2.42D實體單元2D實體單元是一類平面單元，可用于平面應力、平面應變和軸對稱問題的分析，此類單元均位于XY平面內(nèi)，且軸對稱分析時Y軸為對稱軸。單元由不同的節(jié)點組成，但每個節(jié)點的自由度均為2個（諧結構實體單元除外），即Ux和Uy。各種單元的具體特性如表1-7所示。131.2.42D實體單元單元名稱簡

稱節(jié)點自由度特性備

注PLANE26節(jié)點三角形單元Ux,UyEPCSDFGBA適用于不規(guī)則的網(wǎng)格PLANE424節(jié)點四邊形單元具有協(xié)調(diào)和非協(xié)調(diào)元選項PLANE828節(jié)點四邊形單元是PLANE42的高階單元；混合分網(wǎng)的結果精度高；適用于模擬曲線邊界。PLANE1458節(jié)點四邊形P單元E支持2～8階多項式PLANE1466節(jié)點三角形P單元支持2～8階多項式PLANE1824節(jié)點四邊形單元EPCSDFGBA具有更多的非線性材料模型PLANE1838節(jié)點四邊形單元是PLANE182的高階單元PLANE254節(jié)點諧結構單元Ux,UyUzEGB模擬非對稱荷載的軸對稱結構PLANE838節(jié)點諧結構單元是PLANE25的高階單元141.2.53D實體單元

3D實體單元用于模擬三維實體結構，此類單元每個節(jié)點均具有三個自由度，即Ux、Uy、Uz三個平動自由度，各種單元的特性如表1-8所示。151.造2.妹5透3D沾實體黎單元單元名稱簡

稱/3D結點特

性完全/減縮積分初應力備

注SOLID45實體元8EPCSDFGBAY/YY正交各向異性材料SOLID46分層實體元8EDGY/NN層數(shù)達250或更多SOLID64各向異性實體元8EDGBAY/NN各向異性材料SOLID65鋼筋混凝土實體元8EPCDFGBAY/NN開裂,壓碎,應力釋放SOLID92四面體實體元10EPCSDFGBAY/NY正交各向異性材料SOLID95實體單元20EPCSDFGBAY/YY是SOLID45的高階元SOLID147磚形實體P元20EY/NNP可設置2～8階SOLID148四面體實體P元10EY/NNP可設置2～8階SOLID185實體單元8EPCDFGBAY/Y等Y可模擬幾乎不可壓縮的彈塑和完全不可壓縮的超彈SOLID186實體單元20EPCDFGBAY/YYSOLID187四面體實體元10EPCDFGBAY/NYSOLID191分層實體元20EGAY/NN層數(shù)≤100161.身2.競6茂殼單蓮元殼單術元可斗以模訪擬平憤板和諸曲殼杰一類抖結構崗。殼終元比穗梁元瘋和實奧體元床要復辰雜的續(xù)多，彼因此葉殼類炎單元課中各尋種單居元的攜選項產(chǎn)很多礦。如橋節(jié)點繩與自濁由度起、材焦料、援特性場、退翻化、粒協(xié)調(diào)門與非尋協(xié)調(diào)配、完夾全積粒分與堅減縮肉積分陶、面澤內(nèi)剛述度選遼擇、閥剪切畏變形鬼、節(jié)惠點偏孔置等籃，應范詳細遙了解朝各種累單元帽的使抄用說愚明。編表1我-9溜給出鑄了板濤殼單駐元的悅簡明想特點類。桿、播梁單竄元→定板殼判單元靜→實秀體單廁元171.堤2.擴6釣殼單弄元單元名稱簡

稱/3D節(jié)點數(shù)節(jié)點自由度特

性備

注SHELL28剪切/扭轉板4Uxyz或RxyzEG純剪。無面荷載SHELL41膜殼4UxyzEDGBA有僅拉選項SHELL43塑性大應變殼4Uxyz,RxyzEPCDFGBA計入剪切變形SHELL51軸對稱結構殼2Uxyz,RotzEPCSDG有單元相交角度限制SHELL61軸對稱諧波殼2EG荷載可不對稱SHELL63彈性殼4Uxyz,RxyzEDGB剛度選項，未計剪切變形SHELL91非線性層殼8EPSDFGA計入剪切變形影響；節(jié)點可偏置設置（93除外）。SHELL93結構殼8EPSDFGBASHELL99線性層殼8EDGSHELL143塑性小應變殼4EPCDGBA計入剪切變形SHELL150結構殼P元8ESHELL181有限應變殼4EPCDFGBA超彈,粘彈,粘塑計入剪切變形?？蔀榉謱咏Y構殼。SHELL208有限應變軸對稱結構殼2Uxy,RotzSHELL2093上表裕節(jié)點抵自由好度欄坡中：Ux號yz表示Ux、Uy、Uz；Rx際yz表示Ro窗tx、Ro艱ty、Ro覆tz181.跟2.末7答彈簧皺單元彈簧師單元森是一謎類專判門模澡擬“斧彈簧涌”行京為的苗單元臥，不李同于圈用結得構單珍元（魄如LI這NK等）童的模旋擬。俘此類悶單元糾當用粗于一劃般彈商簧時飯比較望簡單爭，而松當具量有控韻制作服用時筒，則美比較號復雜魚。此穿類單連元主妖要用璃于模價擬鉸陷銷、北軸向副彈簧燭、扭氣簧及智其控駕制行為為，安但都誦不考宜慮彎燙曲作趙用，貴且此棵類單別元均籃無面衫荷載惕和體勒荷載塑。每雀個單騙元的竄功能腹和特曠性如猾表1-宇10所示箏，其興詳細貓使用群方法罵參見辣相關享資料藏。191.籮2.開7屠彈簧鵝單元單元名稱簡

稱節(jié)點數(shù)節(jié)點自由度特

性備

注COMBIN73D鉸接連結單元2+3Uxyz,RxyzEDNA具有轉動控制功能COMBIN14彈簧阻尼器單元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGBN無控制功能COMBIN37控制單元2,3,4URPT之一ENA具有滑動控制功能COMBIN39非線性彈簧單元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGN無控制功能COMBIN40組合單元2URPT之一ENA具有滑動控制功能201.揀2.填8沈質(zhì)量愁單元MA偷SS析21撥為具鉗有6憐個自判由度環(huán)的點粘單元均，要即只奏有一個個節(jié)館點，抬節(jié)點躬自自就由度濁可為朽Ux爛、U悶y、俘Uz議、R桃ot肯x、燒Ro獲ty轉、R巧ot尿z，呆通過釣不同卸設置質(zhì)可僅墨考慮醒2D跑或3潤D內(nèi)課的平粱動自鹽由度器及其曲組合甚，它每繼個坐唱標方丙向可漿以具領有不堂同的冒質(zhì)量擴和轉碑動慣綱量。該單罪元無鉆面荷寬載和士體荷互載，傅支持屋彈性翻、大攪變形科和生遷死單丟元。211.主2.景9碧接觸意單元AN貓SY兵S支距持三格種接永觸方利式，營即點對事點、歲點對勺面和鼠面對加面的接討觸，兩接觸禁單元煙是覆臂蓋在語模型抓單元誰的接細觸面精之上多的一享層單已元。竭點點察單元恭用于林模擬警點對擁點的可接觸鋤行為偏，且和預先斃知道嫩接觸真位置棍；點叫面單蜂元用止于模況擬點送對面懂的接蹤蝶觸行夠為，陵預先達不要酒確定炕接觸好位置揚，接罵觸面恭之間橫的網(wǎng)漆格不串要求貿(mào)一致派；面祥面單堤元用竿于模牽擬面蛇對面茅的接典觸行念為，感支持谷低階啦和高泳階單隱元，百支持硬大變盲形行害為等烘。各孟種單丑元的形特性肚如表拾1-域11礎所示鞏。221.抵2.縣9至接觸盒單元單元名稱簡

稱節(jié)點數(shù)節(jié)點自由度特

性備

注CONTAC122D點點元2Ux,UyENA法向預加載或間隙。只受法向壓力和切向剪力（庫侖摩擦）。CONTAC523D點點元2Ux,Uy,UzENATARGE1692D目標元3UTVARENB覆蓋于實體元，可模擬復雜形狀CONTA1712D2節(jié)點面面元2UTVAENDB覆于平面單元和梁單元?？商幚韼靵瞿Σ梁图魬δΣ?。CONTA1722D3節(jié)點面面元3UTVAENDBTARGE1703D目標元8UTVMRENB覆蓋于實體元，可模擬復雜形狀CONTA1733D4節(jié)點面面元4UTVMENDB覆于3D實體單元和殼單元?？商幚韼靵瞿Σ梁图魬δΣ?。CONTA1743D8節(jié)點面面元8UTVMENDBCONTA1752D/3D點面元1UTVAENDB點面/線面/面面，實體/梁/殼表面CONTA1783D點點元2Ux,Uy,UzEN任意單元上的節(jié)點①節(jié)惜點自驗由度射欄中U-兼--容Ux，Uy，Uz宿(3煮D)，T-崇-T貌em世p，V-柴-V版ol，A-梢-A沉z，M-適-M這ag，R—筍Ro獎tz②CO夸NT及AC福26（點耍對地亞基元儀）、CO襯NT貍AC喝48沸/4便9（2D作/3燈D點面虜元）催在高裕版本微中不對再支顧持。231.螞2.侮10品矩碗陣單賓元MA男TR誦IX蘭27為剛帖度、在阻尼等、質(zhì)達量矩噸陣單榜元，串可表現(xiàn)示一灘種任蕩意的境單元。本怖單元步具有右兩個療節(jié)點更，此蕩兩個野節(jié)點擱可重鳴合或晶不重粒合，丈每個義節(jié)點賀有6個自捧由度歸，即Ux、Uy、Uz、Ro牙tx、Ro涂ty、Ro證tz。該瓦單元紹無面參荷載療和體鑄荷載須，但蒜支持煙單元牢生死交功能糧。其磚矩陣深可為刻對稱誕或不功對稱歌形式襯，通窄過Ke好yo杠pt聚(3咐)設置椒為剛喂度矩艙陣、些或阻其尼矩頭陣、眨或質(zhì)椅量矩軟陣。本單旋元可冊模擬等任意置類型松的單宇元，蘇如可掌模擬善特殊撕彈簧寬和節(jié)些點柔承性連榆接等駁。MA致TR扛IX短50為超年單元黃，它是柜預先譯裝配肢好的貓可獨幼立使壁用的落一組已單元刃。該衡單元計無節(jié)膚點和翅實常只數(shù)，趙其自毫由度傅數(shù)目溫由所按包含脊的單悔元決株定，幸其面郊荷載總和體絡荷載條可通懼過總族的載準荷向議量和速比例供系數(shù)遮施加喝，該層單元麻支持葉大變億形功干能。財該單榴元不鬧能包哥含基飼于拉年格朗絕日乘鐵子的據(jù)單元榆（如MP壩C1絲式84等）盈，不分支持毅非線炎性（救忽略晚所包饑含的帆單元虜非線杠性）筒。超利單元獻可包憑含其休它超偽單元閃，2D超單獵元只犧能用腎于二淋維分倚析，囑而3D超單重元則筐只能蝦用于誓三維嫁分析榆。241.桃2.俯11齒表川面效母應單恰元SU倦RF妨15諸3和SU董RF間15莫4分別食為2D和3D結構換表面稠效應銀單元洪，可用縱于各躺種荷爭載（趁法向陵、切吐向、聾法向暈漸變弄、輸秧入矢賭量方夜向等策）及撕表面惑效應鑄（基第礎剛貞度、峽表面城張力順及附種加質(zhì)禿量等匠）情榮況，可傅覆蓋蛇于任化何二維（軸驗對稱飯諧結疊構單研元PL鞏AN凝E2斥5/丟83除外累）和三犁維結渠構實滲體單僅元表面黎。此惱類單貍元的誼主要證特性適如表1-爹12所示風。單元名簡

稱節(jié)點數(shù)節(jié)點自由度特

性備

注SURF1532D結構表面效應單元2或3Ux,UyEDGB有中間節(jié)點時為3節(jié)點SURF1543D結構表面效應單元4或8Ux,Uy,UzEDGB有中間節(jié)點時為8節(jié)點251.枝2.冬12勞預周緊、冶多點爐約束率、網(wǎng)使分單扔元⑴PR籌ET哥S1糧79為2D搖/3裳D預緊就單元朋，用于感定義哲網(wǎng)分須后的冤二維籌或三逃維結才構預慌緊區(qū)備，可愚由任欄意結暢構單宰元（諷桿、求梁、案管、添殼、2D實體盼和3D實體退）建恰立。括該單耳元具顧有3個節(jié)通點，枕每個竿節(jié)點攤具有斃一個符自由所度Ux，該Ux為預讓緊方壞向的介位移桃，AN叫SY墻S通過紋幾何距條件階將預瀉緊力堤施加版到指桑定的窯預緊牌荷載忌方向婚上，巨而不丑必考難慮模穿型是價如何爸定義它的。該單宇元不犬支持兩面荷沸載和浙體荷雕載，舌僅支繪持非壓線性耐特性珠；不守能使扶用約撓束方福程和狀自由停度耦鴿合，NR蹈OT除AT命令街不能撥用于疏節(jié)點K，且K節(jié)點最必須部位于括整體以直角殊坐標晉系。261.辯2.標12棵預趴緊、今多點替約束衛(wèi)、網(wǎng)蟲分單汪元⑵MP漂C1截84為多防點約貢束單委元，有牲剛性