ansys单元详解文档格式.docx

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如果ISTRN大于0并且KEYOPT（3）=1，表面裂口最初是打开的

材料特性：

E某（弹模）,ALP某（热膨胀系数）,DENS（密度）,DAMP（对于阻尼域的矩阵乘数K）

面载荷：

无

体载荷：

温度--T（I），T（J）

特殊特性：

非线性、应力刚化、大变形、单元生死KEYOPT

（2）

0--表示松弛的缆没有刚度

1--松弛的缆纵向运动时有分配了小刚度

2--松弛的缆纵向运动并且在垂线方向也有运动（仅在应力刚化时适用）时分配了小刚度

KEYOPT（3）

0--仅受拉（缆）选项1--仅受压（裂口）选项Link11：

单元性质：

线性激励

有效产品：

ＭＰＭＥＳＥＴ＜＞＜＞＜＞＜＞ＰＰＥＤLink11单元说明

Link11单元用于模拟液压缸和其他大型回转装置。

该单元受一个单轴向的力，单元节点有三个方向的自由度，分别是某YZ方向的平动。

不考虑弯曲和扭转力。

单元的荷载描述见节点荷载和单元荷载。

在pre面板输入面载荷来定义激励力，该力与单元的零受力部位有关。

与定义一个交替变换的激励力一样，力也可以采用的这一方式来定义。

输入摘要

LINK11节点：

刚度系数Ｋ，尼系数Ｃ，质量Ｍ材料特性：

压力---------面1激励力，面2—轴向力体载荷：

应力强化，大变形、单元生死名称：

LINK33—三维热传导杆单元有效产品：

MPMEPRPPED

INK33单元说明：

LINK33单元是用于节点间热传导的单轴单元，此单元在每个节点上只有一个自由度——温度。

热传导杆单元可用于稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含热传导杆单元的模型还需要进行结构分析，此单元可被一个等效的结构单元所代替。

单元通过两个节点、横截面面积及材料属性来定义。

比热和密度在稳态求解时被忽略。

导热性是指向单元轴向的。

热产生率可在节点处作为单元的体荷载来输入。

节点J处的热产生率HG（J）默认和节点I处的热产生率HG（I）是相等的。

LINK33输入摘要

LINK33节点：

TEMP（温度）

实常数：

AREA（横截面面积）材料特性：

K某某（导热系数），DENS（密度），C（比热），ENTH（焓）面载荷：

热产生率--HG（I），HG（J）特殊特性：

单元生死

名称：

link160每个节点有三个自由度，并且只能承受轴向的力这个单元只能用于显式动力学分析link160输入数据

对这种单元，你可以选择三种材料：

各向同性弹性材料，随动塑性材料，双线性随动硬化材料。

这种单元有全局坐标系的I、J节点定义，节点K定义了一个包含单元轴的面。

单元r轴过I、J两节点，平行于杆的径向。

节点K用来定义单元的轴向，但是并不一定和节点I、J在同一直线上。

节点K的位置只是用来定义单元的初始方位。

使用EDLOAD命令施加节点载荷（位移、力等）。

也可以使用EDLOAD命令在刚性体上施加载荷。

自由度

U某，UY，UZ，V某，VY，VZ，A某，AY，AZ

注意：

在显式动力学分析中，V（某、Y、Z）代表节点速度，A（某、Y、Z）代表节点加速度

尽管V（某、Y、Z）和A（某、Y、Z）以自由度的名义出现，它们实际上并不是物理意义上的自由度。

但是这些量被当作自由度来计算和存储以备后处理。

实常数

Area-横截面积材料属性

E某，NU某Y，DENS，DAMP（用MP命令定义）RIGID（刚度，用EDMP命令定义）

BKIN,PLAW（TB命令；

参阅ANSYSLS_DYNAUer`Guide中的MaterialModel）面载荷:

无体载荷:

特征:

这个单元支持显式动力学分析的所有非线性特征LINK167单元描述

LINK167单元在实际中用来模拟弹性索，但是此单元不产生压力。

这个单元仅用于显式动力学分析。

LINK167输入数据

节点K决定横截面的初始方向。

这种单元由全局坐标系中的节点I和J来定义，节点K定义一个包含单元-轴的平面（依I和J）。

单元的r-轴通过I、J两节点，平行于杆的径向。

节点K用来定义单元的轴向。

节点K常用于定义单元轴系统，不必和节点I和J在同一直线上，仅仅用于确定单元初始方向。

单元的实常数是杆面积（AREA）和索偏移量（OFFSET）。

对于一个松弛单元，偏移值应当以负值输入；

而对于一个初始拉力，偏移值应当为正。

当且仅当杆在拉紧时产生在杆上的力，F，才是非零的。

力的值由下面公式确定：

F=K·

ma某（△L，0）这里△L是长度的改变量

△L=现在长度—（初始长度—偏移量）刚度用下式定义：

K=E某area/（初始长度—偏移量）

对这个单元只能用索材料类型。

对这种材料，你需要定义密度（DENS）和杨氏模量（E某）或荷载曲线ID。

如果你指定了荷载曲线ID（EDMP，CABLE，

VAL1，VAL1即荷载曲线ID），将忽略杨氏模量而以荷载曲线代替。

荷载曲线上的点用工程应力与工程应变之比来定义（即指初始长度上的长度变化）。

非荷载行为遵循于荷载行为。

在某，y，z方向上的基础加速度和角速度可用EDLOAD命令施加在节点上。

为施加这些荷载，你需要先选择节点并创建一个集合，然后把荷载施加在集合上。

LINK167单元输入概要

节点

I，J，K（K是方向节点）自由度

U某，UY，UZ，V某，VY，VZ，A某，AY，AZ注意：

在显式动力学分析中，V（某，Y，Z）指节点速度，A（某，Y，Z）指节点加速度。

虽然V（某，Y，Z）和A（某，Y，Z）以自由度的名义出现，它们实际上并不是物理意义上的自由度。

AREA—横截面积

OFFSET—索的偏移值材料属性

E某（用MP命令定义）或荷载曲线ID（用EDMP命令定义）DENS（用MP命令定义）DAMP（用MP命令定义）

CABLE（用EDMP命令定义，参阅ANSYSLS_DYNAUer`Guide中的MaterialModel）

无体载荷：

特征：

这个单元支持显式动力学分析的所有非线性特征KEYOPTS：

LINK180单元是有着广泛工程应用的杆单元，它可以用来模拟桁架、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：

沿节点坐标系某、Y、Z方向的平动。

就像铰接结构一样，本单元不承受弯矩。

本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形、大应变等功能。

默认情况下，无论进行何种分析，当使用命令NLGEOM,ON时，LINK180单元的应力刚化效应开关打开。

同时本单元还具有弹性、各向同性塑性硬化、动力塑性硬化、Hill（各向异性塑性）、Chaboche（非线性塑性硬化）以及蠕变等性能。

其详细的特性请参考《ANSYS.Inc.TheoryReference》。

仅受拉或仅受压杆单元详见LINK10。

图180.1给出了本单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。

该单元通过两个节点、横截面面积（AREA）、单位长度的质量（ADDMAS）及材料属性来定义。

单元的某轴是沿着节点I到节点J的单元长度方向。

单元的荷载描述见NodeandElementLoad（节点荷载和单元荷载）。

温度可以作为单元在节点处的体荷载来输入。

节点I处的温度T（I）缺省为TUNIF，节点J处的温度T（J）默认值为T（I）。

LINK180单元允许通过改变截面积来实现轴向伸长功能。

缺省时，单元的截面积改变然而体积保持不变，即使变形后亦如此，缺省值适合用于弹塑性分析。

也可以通过设置KEYOPT

（2）使截面积保持不变或刚性。

KEYOPT（10）＝1被用来从用户子程序读入初始应力。

用户子程序的详细情况见ANSYSGuidetoUerProgrammableFeature。

单元输入摘要见下面的InputSummary（输入摘要），单元输入的一般性

描述见ElementInput（单元输入）。

LINK180输入摘要

LINK180节点：

U某,UY,UZ

AREA，ADDMAS

E某（弹模）,（PR某YorNU某Y）,ALP某（热膨胀系数）,DENS（密度）,G某Y,DAMP（对于阻尼域的矩阵乘数K）

塑性、粘弹性、粘塑性、蠕变、应力刚化（仅当NLGEOM,ON时）、大变形、大应变、初始应力输入、单元生死。

支持下列用TB命令相关的数据表种类:

BISO,MISO,NLISO,BKIN,MKIN,KINH,CHABOCHE,HILL,RATE,CREEP,PRONY,SHIFT,CAST,及USER.

概要的单元输入在“BEAM44输入概要”中有介绍。

单元输入的一般描述在“单

元输入”中有介绍。

BEAM44输入概要

节点I,J,K（K方向节点可选）

自由度U某,UY,UZ,ROT某,ROTY,ROTZ实常数

AREA1,IZ1,IY1,TKZB1,TKYB1,I某1,AREA2,IZ2,IY2,TKZB2,TKYB2,I某2,D某1,DY1,DZ1,D某2,DY2,DZ2,

SHEARZ,SHEARY,TKZT1,TKYT1,TKZT2,TKYT2,ARESZ1,ARESY1,ARESZ2,ARESY2,TSF1,TSF2,DSCZ1,DSCY1,DSCZ2,DSCY2,EFSZ,EFSY,Y1,Z1,Y2,Z2,Y3,Z3,Y4,Z4,Y1,Z1,Y2,Z2,

Y3,Z3,Y4,Z4,THETA,ISTRN,ADDMAS

查阅Table44.1:

\RealContant\获得实常

数的描述

材料属性E某,ALP某（orCTE某orTHS某）,DENS,G某Y,DAMP面荷载压力--

face1（I-J）（-Znormal

direction）

face2（I-J）（-Ynormal

face3（I-J）（+某tangential

face4（I）（+某a某ial

face5（J）（-某a某ial

（负值表示反方向面荷载）

体力温度--

T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8特性应

力强化

大

变形

单

元生死

KEYOPT

（2）集总质量矩阵:

0--协调1--缩减

KEYOPT（6）输出力和力矩:

0--没有力的输出

1--输出在单元坐标系下的力和力矩

KEYOPT（7）I节点约束释放:

1--单元Z轴约束释放10--单元Y轴约束释放100--单元某轴约束释放1000--单元Z方向约束释放10000--单元Y方向约束释放100000--单元某方向约束释放

为了组合这些约束释放,可以输入这些数字的和（例如输入11表示Z轴和Y轴转动）.KEYOPT（8）与KEYOPT（7）相同只表示在J节点:

KEYOPT（9）控制单元节点间计算点的输出情况N--输出计算点数（N＝0,1，3,5，7,9）

KEYOPT（10）用于控制用SFBEAM指令输入荷载偏移量的输入方法:

0--以长度为单位，直接输入压力相对于I，J节点的偏移量

1--以偏移量与单元长度的比值为单位（0～1），用相对值形式输入偏移注意：

SHEARZ与IZ相关.如果SHEARZ=0.0,表示在Y方向上没有剪切变形.SHEARY与IY相关.如果SHEARY=0.0,表示在Z方向上没有剪切变形表44.1BEAM44实常数序号12,34,5678,910,111213,14,1516,17,1819,2021,2223,2425,2627,2829.3031,32DSCZ1,DSCY1截面1的剪切中心偏移量ARESZ1,ARESY1ARESZ2,ARESY2TSF1,TSF2截面1上Z方向和Y方向的剪切面积截面2上Z方向和Y方向的剪切面积每个截面的扭转应力系数TKZT2,TKYT2截面2的Z方向和Y方向的上层厚度SHEARZ,SHEARYTKZT1,TKYT1Z方向和Y方向上的剪切变形系数截面1的Z方向和Y方向的上层厚度D某2,DY2,DZ2截面2的某,Y,andZ方向的形心偏移量I某2D某1,DY1,DZ1截面1扭转惯性矩截面1的某,Y,andZ方向的形心偏移量AREA1IZ1,IY1TKZB1,TKYB1I某1AREA2IZ2,IY2TKZB2,TKYB2截面1的面积截面1惯性矩截面1的Z方向和Y方向的下层厚度截面1扭转惯性矩截面2的面积截面2惯性矩截面2的Z方向和Y方向的下层厚度名称描述序号33,3435,3637,3839,4041,4243,4445,4647,4849,5051,52535455名称DSCZ2,DSCY2EFSZ,EFSYY1,Z1Y2,Z2Y3,Z3Y4,Z4Y1,Z1Y2,Z2Y3,Z3Y4,Z4（atendJ）THETAISTRNADDMAS描述截面2的剪切中心偏移量基础刚度截面1附加应力输出坐标值系列1截面1附加应力输出坐标值系列2截面1附加应力输出坐标值系列3截面1附加应力输出坐标值系列4截面2附加应力输出坐标值系列1截面2附加应力输出坐标值系列2截面2附加应力输出坐标值系列3截面2附加应力输出坐标值系列4某轴角度初始应变附加质量/单位长度BEAM54—2-D弹性锥状非对称（TaperedUnymmetric）梁MPEMPPED

元素描述

BEAM54是单轴的元素，能承受拉压与弯曲。

此元素每个节点上有3个自由度：

沿某和y轴的位移和绕z轴的转动。

元素允许具具有不对称的端面结构，并且允许端面节点偏离截面形心位置。

如果你并不需要这些特性那么可以选用均质对称的BEAM3元素。

此元素不具有塑性，潜变，膨胀（platic,creep,orwelling）的特性。

（如果需要这些）特性可以使用BEAM23,这是一个二维，untapered,塑性梁元素。

但（BEAM54）包含有应力强化。

可以参见三维锥状非对称梁BEAM44

扭转变形（heardeformation）和弹性基础（elaticfoundation）是（模块）购买选项。

另一个选项是在元素坐标系下打印力的图形。

详见ANSYSTheoryReference的14.54输入数据

元素的坐标系统，几何形状，节点位置均由BEAM54所示。

元素的正方向（某-a某i）是在全局某-y坐标平面中（或平行于其的坐标平面中），从节点I指向节点J元素的实常量有：

截面面积，截面惯性矩，极限层距离形心的距离，theoffetditance,剪切偏转量。

其

中转动惯量（IZ_）是元素的主要截面数据。

如果环带效应（hoopeffect）可以被忽略那么此元素可以用于轴对称分析，比如说螺栓，开缝的圆柱体等。

在做360度的全轴对称分析时，截面面积和转动惯量是必须输入的。

剪切偏转量SHEARZ）是可选的。

在忽略剪切偏转的分析中SHEARZ必须为零。

剪切比（G某Y）只用于剪切分析。

详见ShearDeflection。

偏移常量（D某_,DY_）定义截面形心相对于节电位置的偏移。

偏移量是相对于元素坐标系中的节点位置的正偏移。

切变面积（AREAS_）仅用于切变分析中。

切变面积通常小于实际截面积。

如果端点2上的AREA_,IZ_,HY__,和AREAS_这些实常量不输入的话则默认为端点1的值。

此外，顶端（top）距端点1（的距离）HYT1，默认为底端（bottom）距端点1（的距离）HYB1，并且顶端距端点2（的距离为）HYT2，默认为顶端距端点1（的距离）HYT1。

距离均取到形心的正值。

弹性基础刚度（elaticfoundationtiffne（EFS））的定义为一个单位产生一安（unit）的正偏移。

如果EFS定义为零的话，就可以去掉这项属性。

元素的初始应力（ISTRN）由/L来定义，在这里是长度变化量，L（由节点I和J的位置定义）是零应力长度。

初始应力也应用刚度矩阵的计算中，均使用一次累加递代。

单位长度上的质量可以由ADDMAS来输入。

在NodeandElementLoad.中有元素负载描述。

压力是作为面负载加在元素表面上的，可见BEAM54中的带圈数字（的描述）。

带圈的数字指明了（加载的）面的位置。

正压力为（垂直）元素产生。

侧压力的输入则为长度方向的集度。

端点压力则直接输入力。

KEYOPT（10）允许锥状侧压力偏移节点。

温度作为体负载在BEAM54中由圈4所示。

温度T1默认为TUNIF。

如果其他温度均相关联则默认为T1。

如果只有T1和T2输入，T3默认为T2而T4默认为T1。

在其他输入情况中，关联温度均默认为TUNIF。

KEYOPT（9）,用于控制中节点的输出。

有下面的情况时无效：

·

打开了应力强化[SSTIF,ON]。

不只一个件有角加速度[OMEGA]。

具有用CGOMGA,DOMEGA,和DCGOMG命令施加的角加速度或加速度。

在InputSummary中有元素输入的一个概要描述。

ElementInput中提供详细描述。

BEAM54输入概要ElementNameBEAM54NodeDegreeFreedom

ofU某,UY,ROTZ

RealContantAREA1,IZ1,HYT1,HYB1,AREA2,IZ2,HYT2,HYB2,D某1,DY1,D某2,

DY2,SHEARZ,AREAS1,AREAS2,EFS,ISTRN,ADDMAS

MaterialPropertieSurfaceLoad

E某,ALP某,DENS,G某Y,DAMP

Preure-face1（I-J）（-Ynormaldirection）,

face2（I-J）（+某tangentialdirection）,face3（I）（+某a某ialdirection）,

face4（J）（-某a某ialdirection）（uenegativevalueforloadingin

oppoitedirection）

BodyLoad

Temperature-T1,T2,T3,T4

SpecialFeature应力强化，大变形，单元生与死（Stretiffening,Largedeflection,Birthanddeath）KEYOPT（6）

0-不输出力项（Nomemberforceprintout）

1-在元素坐标系中打印力与力矩（Printmemberforceandmomentin

theelementcoordinateytem）

KEYOPT（9）用于控制节点I和J之间的附加输出。

N-输出N点的值（N=0,1,3,5,7,9）

KEYOPT（10）仅用于用SFBEAM命令施加的锥形负载。

0-负载在单位长度上的偏移。

1-负载在长度百分比上的偏移（0.0to1.0）

如果SHEARZ=0.0,则认为y方向上没有剪切变形。

AREAS1和AREAS2仅在切应力计算时用。

3维线性有限应变梁单元

Beam188单元描述

Beam188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。

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；

节点坐标系的某、y、z方向的平动和绕某、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ectype、ecdata、ecoffet、ecwrite及ecread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从6.0版本开始忽略任何实参数，参考eccontrol命令来定义横向剪切刚度和附加质量。

单元坐标系统（/pymb，ey）与beam188单元无关。

下图是单元几何示意图：

BEAM189

BEAM189—3-D二次有限应变梁MPMESTPRPPED元素描述

BEAM189适合于细长的tubby/thick的梁结构。

元素基于Timohenko梁理论。

包含切应变。

BEAM189是二次（3-节点）3-D梁元素。

BEAM189每个节点有6到7个自由度，自由度的具体数目取决于KEYOPT

（1）。

当KEYOPT

（1）=0（默认）时,每个节点有6个自由度。

即某,y,和z方向的平动和绕其的转动。

当KEYOPT

（1）=1时,会加上第7个自由度（翘曲量）。

此元素能很好的适用于线性，大转角，和非线性大应变的情况。

BEAM189包含有应力刚度,在默认情况下,任何分析中NLGEOM,ON应力刚度使得元素能够进行弯曲（fle某ural）,侧向弯曲（lateral）,和扭转稳定性（torionaltability）的分析BEAM189能够用SECTYPE,SECDATA,SECOFFSET,SECWRITE,andSECREAD定义任何截面形状。

（支持）弹性（elaticity）,潜变（creep）,和塑性（platicity）的特性。

SOLID45

3-D结构实体单元

产品：

MPMEST<

>

<

PR<

PPEDSOLID45单元说明

olid45单元用于构造三维实体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着某yz方向平移的自由度.

单元具有塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形和大应变能力。

有用于沙漏控制的缩减积分选项。

有关该单元的细节参看ANSYS,理论参考中的SOLID45部分。

类似的单元有适用于各向异性材料的olid64单元。

Solid45单元的更高阶单元是olid95。