Ansys課件之ANSYS與結(jié)構(gòu)六

1.2ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元功能與特性類

別單

元

名

稱桿單元LINK1，8，10，11，180梁?jiǎn)卧狟EAM3，4，23，24，44，54，188，189管單元PIPE16，17，18，20，59，602D實(shí)體元PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D實(shí)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(yīng)元SURF153，154粘彈實(shí)體元VISCO88，89，106，107，108，超彈實(shí)體元HYPER56，58，74，84，86，158耦合場(chǎng)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(dòng)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(gòu)件。只承受桿軸向的拉壓，不承受彎矩。自由度：節(jié)點(diǎn)只有平動(dòng)自由度。特性：具有彈性、塑性、蠕變、膨脹、大轉(zhuǎn)動(dòng)、大撓度（也稱大變形）、大應(yīng)變（也稱有限應(yīng)變）、應(yīng)力剛化（也稱幾何剛度、初始應(yīng)力剛度等）等。81.2.1桿單元桿單元特性表1-4單元名稱簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)動(dòng)LINK1803D有限應(yīng)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(yīng)變(Largestrain)或有限應(yīng)變(Finitestrain)，B-單元生死(Birthanddead),G-應(yīng)力剛化(Stressstiffness)或幾何剛度(Geometricstiffening)，A-自適應(yīng)下降(Adaptivedescent)等。91.2.2梁?jiǎn)卧?/p>

梁?jiǎn)卧譃槎喾N單元，分別具有不同的特性，是一類軸向拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)(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(shí)常數(shù)的輸入⑸單元荷載⑹應(yīng)力計(jì)算101.2.2梁?jiǎn)卧獑卧Q簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)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(duì)稱梁2EDGB不對(duì)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(zhuǎn)；開口或閉口截面BEAM443D漸變不對(duì)稱梁2+1EDGB拉壓彎扭，不對(duì)稱截面，可偏移中心軸，可釋放節(jié)點(diǎn)自由度，可采用梁截面BEAM1883D線性有限應(yīng)變梁2+1Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz或增加warpEPCDFGB粘彈塑Timoshenko梁，計(jì)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(yīng)變梁3+1同BEAM188，但屬二次梁?jiǎn)卧?11.2.3管單元

管單元是一類軸向拉壓、彎曲和扭轉(zhuǎn)的3D單元，單元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)均具有6個(gè)自由度，即三個(gè)平動(dòng)自由度Ux、Uy、Uz和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Rotx、Roty、Rotz，此類單元以3D梁元為基礎(chǔ)。單元名稱簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)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(yīng)力強(qiáng)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(dòng)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(shí)體單元2D實(shí)體單元是一類平面單元，可用于平面應(yīng)力、平面應(yīng)變和軸對(duì)稱問(wèn)題的分析，此類單元均位于XY平面內(nèi)，且軸對(duì)稱分析時(shí)Y軸為對(duì)稱軸。單元由不同的節(jié)點(diǎn)組成，但每個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度均為2個(gè)（諧結(jié)構(gòu)實(shí)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(shí)體單元單元名稱簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)自由度特性備

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

3D實(shí)體單元用于模擬三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，此類單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)均具有三個(gè)自由度，即Ux、Uy、Uz三個(gè)平動(dòng)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(shí)體黎單元單元名稱簡(jiǎn)

稱/3D結(jié)點(diǎn)特

性完全/減縮積分初應(yīng)力備

注SOLID45實(shí)體元8EPCSDFGBAY/YY正交各向異性材料SOLID46分層實(shí)體元8EDGY/NN層數(shù)達(dá)250或更多SOLID64各向異性實(shí)體元8EDGBAY/NN各向異性材料SOLID65鋼筋混凝土實(shí)體元8EPCDFGBAY/NN開裂,壓碎,應(yīng)力釋放SOLID92四面體實(shí)體元10EPCSDFGBAY/NY正交各向異性材料SOLID95實(shí)體單元20EPCSDFGBAY/YY是SOLID45的高階元SOLID147磚形實(shí)體P元20EY/NNP可設(shè)置2～8階SOLID148四面體實(shí)體P元10EY/NNP可設(shè)置2～8階SOLID185實(shí)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(shí)體單元20EPCDFGBAY/YYSOLID187四面體實(shí)體元10EPCDFGBAY/NYSOLID191分層實(shí)體元20EGAY/NN層數(shù)≤100161.身2.競(jìng)6茂殼單蓮元?dú)涡g(shù)元可斗以模訪擬平憤板和諸曲殼杰一類抖結(jié)構(gòu)崗。殼終元比穗梁元瘋和實(shí)奧體元床要復(fù)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(xiàng)產(chǎn)很多礦。如橋節(jié)點(diǎn)繩與自濁由度起、材焦料、援特性場(chǎng)、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(jiān)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(diǎn)偏孔置等籃，應(yīng)范詳細(xì)遙了解朝各種累單元帽的使抄用說(shuō)愚明。編表1我-9溜給出鑄了板濤殼單駐元的悅簡(jiǎn)明想特點(diǎn)類。桿、播梁?jiǎn)胃Z元→定板殼判單元靜→實(shí)秀體單廁元171.堤2.擴(kuò)6釣殼單弄元單元名稱簡(jiǎn)

稱/3D節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)自由度特

性備

注SHELL28剪切/扭轉(zhuǎn)板4Uxyz或RxyzEG純剪。無(wú)面荷載SHELL41膜殼4UxyzEDGBA有僅拉選項(xiàng)SHELL43塑性大應(yīng)變殼4Uxyz,RxyzEPCDFGBA計(jì)入剪切變形SHELL51軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)殼2Uxyz,RotzEPCSDG有單元相交角度限制SHELL61軸對(duì)稱諧波殼2EG荷載可不對(duì)稱SHELL63彈性殼4Uxyz,RxyzEDGB剛度選項(xiàng)，未計(jì)剪切變形SHELL91非線性層殼8EPSDFGA計(jì)入剪切變形影響；節(jié)點(diǎn)可偏置設(shè)置（93除外）。SHELL93結(jié)構(gòu)殼8EPSDFGBASHELL99線性層殼8EDGSHELL143塑性小應(yīng)變殼4EPCDGBA計(jì)入剪切變形SHELL150結(jié)構(gòu)殼P元8ESHELL181有限應(yīng)變殼4EPCDFGBA超彈,粘彈,粘塑計(jì)入剪切變形。可為分層結(jié)構(gòu)殼。SHELL208有限應(yīng)變軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)殼2Uxy,RotzSHELL2093上表裕節(jié)點(diǎn)抵自由好度欄坡中：Ux號(hào)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(jié)得構(gòu)單珍元（魄如LI這NK等）童的模旋擬。俘此類悶單元糾當(dāng)用粗于一劃般彈商簧時(shí)飯比較望簡(jiǎn)單爭(zhēng)，而松當(dāng)具量有控韻制作服用時(shí)筒，則美比較號(hào)復(fù)雜魚。此穿類單連元主妖要用璃于模價(jià)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(wú)面衫荷載惕和體勒荷載塑。每雀?jìng)€(gè)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(xì)貓使用群方法罵參見辣相關(guān)享資料藏。191.籮2.開7屠彈簧鵝單元單元名稱簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)自由度特

性備

注COMBIN73D鉸接連結(jié)單元2+3Uxyz,RxyzEDNA具有轉(zhuǎn)動(dòng)控制功能COMBIN14彈簧阻尼器單元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGBN無(wú)控制功能COMBIN37控制單元2,3,4URPT之一ENA具有滑動(dòng)控制功能COMBIN39非線性彈簧單元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGN無(wú)控制功能COMBIN40組合單元2URPT之一ENA具有滑動(dòng)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(gè)自判由度環(huán)的點(diǎn)粘單元均，要即只奏有一個(gè)個(gè)節(jié)館點(diǎn)，抬節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)、R巧ot尿z，呆通過(guò)釣不同卸設(shè)置質(zhì)可僅墨考慮醒2D跑或3潤(rùn)D內(nèi)課的平粱動(dòng)自鹽由度器及其曲組合甚，它每繼個(gè)坐唱標(biāo)方丙向可漿以具領(lǐng)有不堂同的冒質(zhì)量擴(kuò)和轉(zhuǎn)碑動(dòng)慣綱量。該單罪元無(wú)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(yíng)即點(diǎn)對(duì)事點(diǎn)、歲點(diǎn)對(duì)勺面和鼠面對(duì)加面的接討觸，兩接觸禁單元煙是覆臂蓋在語(yǔ)模型抓單元誰(shuí)的接細(xì)觸面精之上多的一享層單已元。竭點(diǎn)點(diǎn)察單元恭用于林模擬警點(diǎn)對(duì)擁點(diǎn)的可接觸鋤行為偏，且和預(yù)先斃知道嫩接觸真位置棍；點(diǎn)叫面單蜂元用止于模況擬點(diǎn)送對(duì)面懂的接蹤蝶觸行夠?yàn)?，陵預(yù)先達(dá)不要酒確定炕接觸好位置揚(yáng)，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(duì)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(chǔ)所示鞏。221.抵2.縣9至接觸盒單元單元名稱簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)自由度特

性備

注CONTAC122D點(diǎn)點(diǎn)元2Ux,UyENA法向預(yù)加載或間隙。只受法向壓力和切向剪力（庫(kù)侖摩擦）。CONTAC523D點(diǎn)點(diǎn)元2Ux,Uy,UzENATARGE1692D目標(biāo)元3UTVARENB覆蓋于實(shí)體元，可模擬復(fù)雜形狀CONTA1712D2節(jié)點(diǎn)面面元2UTVAENDB覆于平面單元和梁?jiǎn)卧??？商幚韼?kù)侖摩擦和剪應(yīng)力摩擦。CONTA1722D3節(jié)點(diǎn)面面元3UTVAENDBTARGE1703D目標(biāo)元8UTVMRENB覆蓋于實(shí)體元，可模擬復(fù)雜形狀CONTA1733D4節(jié)點(diǎn)面面元4UTVMENDB覆于3D實(shí)體單元和殼單元?？商幚韼?kù)侖摩擦和剪應(yīng)力摩擦。CONTA1743D8節(jié)點(diǎn)面面元8UTVMENDBCONTA1752D/3D點(diǎn)面元1UTVAENDB點(diǎn)面/線面/面面，實(shí)體/梁/殼表面CONTA1783D點(diǎn)點(diǎn)元2Ux,Uy,UzEN任意單元上的節(jié)點(diǎn)①節(jié)惜點(diǎn)自驗(yàn)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(jiǎng)tz②CO夸NT及AC福26（點(diǎn)耍對(duì)地亞基元儀）、CO襯NT貍AC喝48沸/4便9（2D作/3燈D點(diǎn)面虜元）催在高裕版本微中不對(duì)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(dá)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(gè)療節(jié)點(diǎn)更，此蕩兩個(gè)野節(jié)點(diǎn)擱可重鳴合或晶不重粒合，丈每個(gè)義節(jié)點(diǎn)賀有6個(gè)自捧由度歸，即Ux、Uy、Uz、Ro牙tx、Ro涂ty、Ro證tz。該瓦單元紹無(wú)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(duì)稱誕或不功對(duì)稱歌形式襯，通窄過(guò)Ke好yo杠pt聚(3咐)設(shè)置椒為剛喂度矩艙陣、些或阻其尼矩頭陣、?；蛸|(zhì)椅量矩軟陣。本單旋元可冊(cè)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(diǎn)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(yù)先譯裝配肢好的貓可獨(dú)幼立使壁用的落一組已單元刃。該衡單元計(jì)無(wú)節(jié)膚點(diǎn)和翅實(shí)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(luò)荷載條可通懼過(guò)總族的載準(zhǔn)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(cái)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(xiàn)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?jiǎng)t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(yīng)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(jié)構(gòu)換表面稠效應(yīng)銀單元洪，可用縱于各躺種荷爭(zhēng)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(yīng)鑄（基第礎(chǔ)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(yàn)對(duì)稱飯諧結(jié)疊構(gòu)單研元PL鞏AN凝E2斥5/丟83除外累）和三犁維結(jié)渠構(gòu)實(shí)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(fēng)。單元名簡(jiǎn)

稱節(jié)點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)自由度特

性備

注SURF1532D結(jié)構(gòu)表面效應(yīng)單元2或3Ux,UyEDGB有中間節(jié)點(diǎn)時(shí)為3節(jié)點(diǎn)SURF1543D結(jié)構(gòu)表面效應(yīng)單元4或8Ux,Uy,UzEDGB有中間節(jié)點(diǎn)時(shí)為8節(jié)點(diǎn)251.枝2.冬12勞預(yù)周緊、冶多點(diǎn)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(yù)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(jié)才構(gòu)預(yù)慌緊區(qū)備，可愚由任欄意結(jié)暢構(gòu)單宰元（諷桿、求梁、案管、添殼、2D實(shí)體盼和3D實(shí)體退）建恰立。括該單耳元具顧有3個(gè)節(jié)通點(diǎn)，枕每個(gè)竿節(jié)點(diǎn)攤具有斃一個(gè)符自由所度Ux，該Ux為預(yù)讓緊方壞向的介位移桃，AN叫SY墻S通過(guò)紋幾何距條件階將預(yù)瀉緊力堤施加版到指桑定的窯預(yù)緊牌荷載忌方向婚上，巨而不丑必考難慮模穿型是價(jià)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(diǎn)K，且K節(jié)點(diǎn)最必須部位于括整體以直角殊坐標(biāo)晉系。261.辯2.標(biāo)12棵預(yù)趴緊、今多點(diǎn)替約束衛(wèi)、網(wǎng)蟲分單汪元⑵MP漂C1截84為多防點(diǎn)約貢束單委元，有牲剛性