ANSYS命令流总结解析.docx
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ANSYS命令流总结解析
ANSYS结构分析单元功能与特性
杆单元:
LINK1、8、10、11、180
梁单元：
BEAM3、4、23、24，44，54，188，189
管单元:
PIPE16，17，18，20，59，60
2D实体元:
PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，183
3D实体元:
SOLID45，46，64，65，72，73，92，95，147，148，185，186，187，191
壳单元:
SHELL28，41，43，51，61，63，91，93，99，143，150，181，208，209
弹簧单元:
COMBIN7，14，37，39，40
质量单元:
MASS21
接触单元:
CONTAC12，52，TARGE169，170，CONTA171，172，173，174，175，178
矩阵单元:
MATRIX27，50
表面效应元:
SURF153，154
粘弹实体元:
VISCO88，89，106，107，108，
超弹实体元:
HYPER56，58，74，84，86，158
耦合场单元:
SOLID5，PLANE13，FLUID29，30，38，SOLID62，FLUID79，FLUID80，81，
SOLID98，FLUID129，INFIN110，111，FLUID116，130
界面单元:
INTER192，193，194，195
显式动力
分析单元:
LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI16
杆单元
单元名称
简称
节点数
节点自由度
特性
备注
LINK1
2D杆
2
Ux,Uy
EPCSDGB
常用杆元
LINK8
3D杆
Ux,Uy,Uz
EPCSDGB
LINK10
3D仅受拉
或仅受压杆
EDGB
模拟缆索的松弛及
间隙
LINK11
3D线性调节
器
EGB
模拟液压缸和大转
动
LINK180
3D有限应变杆
EPCDFGB
另可考虑粘弹塑性
E-弹性（Elasticity），P-塑性（Plasticity），C-蠕变（Creep），S-膨胀（Swelling），D-大变形或大挠度（Largedeflection），F-大应变（Largestrain）或有限应变（Finitestrain），B-单元生死（Birthanddead）,G-应力刚化（Stressstiffness）或几何刚度（Geometricstiffening），A-自适应下降（Adaptivedescent）等。
通常用LINK1和LINK8模拟桁架结构，如屋架、网架、网壳、桁架桥、桅杆、塔架等结构，以及吊桥的吊杆、拱桥的系杆等构件，必须注意线性静力分析时，结构不能是几何可变的，否则造成位移超限的提示错误。
LINK10可模拟绳索、地基弹簧、支座等，如斜拉桥的斜拉索、悬索、索网结构、缆风索、弹性地基、橡胶支座等。
LINK180除不具备双线性特性（LINK10）外，它均可应用于上述结构中，并且其可应用的非线性性质更加广泛，增加了粘弹塑性材料。
⑸LINK1、LINK8和LINK180单元还可用于普通钢筋和预应力钢筋的模拟，其初应变可作为施加预应力的方式
梁单元
梁单元分为多种单元，分别具有不同的特性，是一类轴向拉压、弯曲、扭转（3D）单元。
单元
名称
简称
节点
节点
自由度
特性
备注
BEAM3
2D弹性梁
2
Ux,Uy,
Rotz
EDGB
常用平面梁元
BEAM23
2D塑性梁
2
EPCSDFGB
具有塑性等功能
BEAM54
2D渐变不对称梁
2
EDGB
不对称截面，可偏移中心轴
BEAM4
3D弹性梁
2
Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz
EDGB
拉压弯扭，常用3D梁元
BEAM24
3D薄壁梁
2+1
EPCS
DGB
拉压弯及圣文南扭转；开口或闭口截面
BEAM44
3D渐变不对称梁
2+1
EDGB
拉压弯扭，不对称截面，可偏移中心轴，可释放节点自由度，可采用梁截面
BEAM188
3D线性有限应
变梁
2+1
Ux,Uy,Uz
Rotx,Rot
y,Rotz
或增加warp
EPCD
FGB
粘弹塑Timoshenko梁，计入剪切变形影响；可增加翘曲自
由度；可采梁截面
BEAM189
3D二次有限应变梁
3+1
BEAM188，但属二次梁单元。
单元使用另外应注意的问题：
⑴梁单元面积和长度不能为零，且2D梁元必须位于XY平面内；⑵剪切变形的影响；⑶自由度释放；⑷梁截面特性；⑸BEAM23/24实常数的输入比较复杂；⑹荷载特性；⑺应力计算。
管单元
管单元是一类轴向拉压、弯曲和扭转的3D单元，单元的每个节点均具有6个自由度，即三个平动自由度Ux、Uy、Uz和三个转动自由度Rotx、Roty、Rotz，此类单元以3D梁元为基础，包含了对称性和标准管几何尺寸的简化特性。
单元使用应注意的其他问题：
⑴管元长度、直径及壁厚均不能为零；⑵可计算薄壁管和厚壁管，但某些应力的计算是基
于薄壁管理论的；⑶管单元计入了剪切变形的影响，并可考虑应力增强系数和挠曲系数。
该类单元有直管、T型管、弯管和沉管四种单元类型
单元
名称
简称
节点数
特性
备注
PIPE16
3D弹性直管元
2
EDGB
可考虑两种温度梯度及内部和外部压力
PIPE17
3D弹性T型管元
2~4
EDGB
可考虑绝热、内部流体、腐蚀及应力强化
PIPE18
3D弹性弯管元
2+1
EDB
PIPE20
3D塑性直管元
2
EPCSDGB
同PIPE16
PIPE59
3D弹性沉管元
2
EDGB
可模拟海洋波，可考虑水动力和浮力等，其余同PIPE16，且可模拟电缆
PIPE60
3D塑性弯管元
2+1
EPCSDB
同PIPE18
2D实体单元
2D实体单元是一类平面单元，可用于平面应力、平面应变和轴对称问题的分析，此类单元均位于XY平面内，且轴对称分析时Y轴为对称轴。
单元名称
简称
节点
自由度
特性
备注
PLANE2
6节点三角形单元
Ux,Uy
EPCSDFGBA
适用于不规则的网格
PLANE42
4节点四边形单元
具有协调和非协调元选项
PLANE82
8节点四边形单元
是PLANE42的高阶单元；混合分网的
结果精度高；；适用于模拟曲线边界
PLANE145
8节点四边形P单元
E
支持2～8阶多项式
PLANE146
6节点三角形P单元
支持2～8阶多项式
PLANE182
4节点四边形单元
EPCSD
FGBA
具有更多的非线性材料模型
PLANE183
8节点四边形单元
是PLANE182的高阶单元
PLANE25
4节点谐结构单元
Ux,Uy
Uz
EGB
模拟非对称荷载的轴对称结构
PLANE83
8节点谐结构单元
是PLANE25的高阶单元
单元使用应注意的其他问题：
⑴单元插值函数及说明；⑵荷载特性；⑶其它特点。
3D实体单元
3D实体单元用于模拟三维实体结构，此类单元每个节点均具有三个自由度，即Ux、Uy、Uz三个平动自由度。
单元名称
简称/3D
结
点
特性
完全/减
缩积分
初应力
备注
SOLID45
实体元
8
EPCSDFGBA
Y/Y
Y
正交各向异性材料
SOLID46
分层实体元
8
EDG
Y/N
N
层数达250或更多
SOLID64
各向异性实体元
8
EDGBA
Y/N
N
各向异性材料
SOLID65
钢筋混凝土实体元
8
EPCDFGBA
Y/N
N
开裂,压碎,应力释放
SOLID92
四面体实体元
10
EPCSDFGBA
Y/N
Y
正交各向异性材料
SOLID95
实体单元
20
EPCSDFGBA
Y/Y
Y
是SOLID45的高阶元
SOLID147
砖形实体P元
20
E
Y/N
N
P可设置2～8阶
SOLID148
四面体实体P元
10
E
Y/N
N
P可设置2～8阶
SOLID185
实体单元
8
EPCDFGBA
Y/Y等
Y
可模拟几乎不可压缩
的弹塑和完全不可压
SOLID186
实体单元
20
EPCDFGBA
Y/Y
Y
缩的超弹
SOLID187
四面体实体元
10
EPCDFGBA
Y/N
Y
SOLID191
分层实体元
20
EGA
Y/N
N
层数≤100
单元使用应注意的问题：
⑴关于SOLID72/73单元；
（2）SOLID185积分方式可选择。
壳单元
壳单元可以模拟平板和曲壳一类结构。
壳元比梁元和实体元要复杂的多，因此壳类单元中各种单元的选项很多。
杆、梁单元→板壳单元→实体单元
单元使用应注意的问题：
⑴通常不计剪切变形的壳元用于薄板壳结构，而计入剪切变形的壳元用于中厚度板壳结构。
弹簧单元
弹簧单元是一类专门模拟“弹簧”行为的单元，不同于用结构单元（如LINK等）的模拟。
质量单元
MASS21为具有6个自由度的点单元，即只有一个节点，节点自自由度可为Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz，通过不同设置可仅考虑2D或3D内的平动自由度及其组合，它每个坐标方向可以具有不同的质量和转动惯量。
该单元无面荷载和体荷载，支持弹性、大变形和生死单元。
接触单元
ANSYS支持三种接触方式，即点对点、点对面和面对面的接触，接触单元是覆盖在模型单元的接触面之上的一层单元。
点点单元用于模拟点对点的接触行为，且预先知道接触位置；点面单元用于模拟点对面的接触行为，预先不要确定接触位置，接触面之间的网格不要求一致；面面单元用于模拟面对面的接触行为，支持低阶和高阶单元，支持大变形行为等。
矩阵单元
MATRIX27为刚度、阻尼、质量矩阵单元，可表示一种任意的单元。
本单元具有两个节点，此两个节点可重合或不重合，每个节点有6个自由度，即Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz。
该单元无面荷载和体荷载，但支持单元生死功能。
其矩阵可为对称或不对称形式，通过Keyopt（3）设置为刚度矩阵、或阻尼矩阵、或质量矩阵。
本单元可模拟任意类型的单元，如可模拟特殊弹簧和节点柔性连接等。
MATRIX50为超单元，它是预先装配好的可独立使用的一组单元。
该单元无节点和实常数，其自由度数目由所包含的单元决定，其面荷载和体荷载可通过总的载荷向量和比例系数施加，该单元支持大变形功能。
该单元不能包含基于拉格朗日乘子的单元（如MPC184等），不支持非线性（忽略所包含的单元非线性）。
超单元可包含其它超单元，2D超单元只能用于二维分析，而3D超单元则只能用于三维分析。
表面效应单元
SURF153和SURF154分别为2D和3D结构表面效应单元，可用于各种荷载（法向、切向、法向渐变、输入矢量方向等）及表面效应（基础刚度、表面张力及附加质量等）情况，可覆盖于任何二维（轴对称谐结构单元PLANE25/83除外）和三维结构实体单元表面。
预紧、多点约束、网分单元
（1）PRETS179为2D/3D预紧单元，用于定义网分后的二维或三维结构预紧区，可由任意结构单元（杆、梁、管、壳、2D实体和3D实体）建立。
该单元具有3个节点，每个节点具有一个自由度Ux，该Ux为预紧方向的位移，ANSYS通过几何条件将预紧力施加到指定的预紧荷载方向上，而不必考虑模型是如何定义的。
该单元不支持面荷载和体荷载，仅支持非线性特性；不能使用约束方程和自由度耦合，NROTAT命令不能用于节点K，且K节点必须位于整体直角坐标系。
（2）MPC184为多点约束单元，有刚性杆、刚性梁、滑移、球形、销钉、万向接头的约束，适用于使用拉格朗日乘子的具有运动约束时情况，该单元可用于机构运动学，如起重机、挖掘机、汽车、机床和机器人等。
该单元有2个或3个节点，每个节点具有Ux、Uy（2D）或Ux、Uy、Uz（3D）或Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz（3D）自由度。
无实常数和面荷载，支持温度荷载及转动或转动力矩，支持大变形和单元生死。
⑶MESH200是仅用来划分网格的单元，对计算结果毫无影响。
它是为实现多步网格划分的操作而设计的。
该单元可用于划分两维或三维空间的线，三维空间中的三角形、四边形、四面体或六面体单元组成的面或体，且均包括有或没有中间节点的情况。
MESH200单元可与任意其它单元一起使用，当不再需要它时，可以将其删除或保留
坐标系和工作平面
6类坐标系：
总体坐标系、局部坐标系、节点坐标系、单元坐标系、显示坐标系与结果坐标系。
激活总体和局部坐标系
命令：
CSYS,KCN
其中KCN表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），1-柱坐标系，2-球坐标系，4-以工作平面为坐标系，5-柱坐标系（以Y轴为转轴），≥11-局部坐标系。
由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便。
根据总体坐标系定义局部坐标系
命令：
LOCAL,KCN,KCS,XC,YC,ZC,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2
其中：
KCN---局部坐标系编号，此编号必须大于10，如果与既有编号相同，则将重新定义
KCS---坐标系类型，0或CART为直角坐标系，1或CYLIN为柱坐标系，2或SPHE为球坐标系，3或TORO为环坐标系。
XC,YC,ZC---新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标。
THXY,THYZ,THZX---新坐标系绕Z,X,Y轴的旋转角度，其正方向为：
XY,YZ,ZX。
PAR1---适用于椭圆、类似球体或环形系统，当KCS=1或2时，其值为椭圆Y轴半径与X轴半径之比，缺省为1即圆。
当KCS=3时，其值为环面的主半径。
PAR2---仅适用于类似球体的系统，当KCS=2时，其值为椭球体Z轴半径与X轴半径之比，缺省为1
根据已有的三个节点定义局部坐标系命令：
CS,KCN,KCS,NORIG,NXAX,NXYPL,PAR1,PAR2
根据已有的三个关键点定义局部坐标系命令：
CSKP,KCN,KCS,PORIG,PXAXS,PXYPL,PAR1,PAR2
根据当前工作平面定义局部坐标系命令：
CSWPLA,KCN,KCS,PAR1,PAR2
根据激活的坐标系定义局部坐标系命令：
CLOCAL,KCN,KCS,XL,YL,ZL,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2
删除局部坐标系命令：
CSDELE,KCN1,KCN2,KCINC
其中：
KCN1---为要删除的局部坐标系的起始编号，如果KCN1=ALL，则其后参数将忽略。
KCN2---为要删除的局部坐标系的最终编号。
KCINC---为编号的递增数值，缺省为1。
CSDELE,11,15,2---则删除了11、13、15号局部坐标系。
查看激活坐标系和局部坐标系命令：
CSLIST,KCN1,KCN2,KCINC
节点坐标系的旋转与修改
将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系（简称“当前坐标系”）方向一致
命令：
NROTAT,NODE1,NODE2,NINC
其中NODE1、NODE2、NINC---要旋转节点的起始号、末编号（缺省为NODE1）及递增值（缺省值为1）。
如NODE1=ALL则其后参数将被忽略，NODE1也可为元件名。
将既有节点的节点坐标系旋转某个角度命令：
NMODIF,NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THZX
NODE---节点号、ALL或元件名称。
X,Y,Z---该节点的新坐标值。
其余参数意义同前。
在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度命令：
N,NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THZX
按方向余弦旋转节点坐标系命令：
NANG,NODE,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Z1,Z2,Z3
节点坐标系列表命令：
NLIST,NODE1,NODE2,NINC,Lcoord,SORT1,SORT2,SORT3
Lcoord---坐标列表信息，缺省为全部信息，=COORD时仅列XYZ坐标。
SORT1---用于排序的第1项内容，可以是
NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THXZ。
SORT2,SORT3---用于排序的第2项和第3项内容，其内容同SORT1。
单元坐标系的定义与修改
设置单元坐标系命令：
ESYS,KCN
其中KCN为坐标系编号，KCN=0（缺省）表示使用单元定义时规定的坐标系方向。
当KCN=N（N>10）时使用编号为N的局部坐标系。
修改单元坐标系方向命令：
EMODIF,IEL,STLOC,I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7,I8
IEL---单元编号，或ALL，或元件名。
STLOC---将要修改的第一个节点序号或属性，属性之一为ESYS，则I1为局部坐标号。
激活显示坐标系
命令：
DSYS,KCN其中KCN---坐标系号，可为0,1,2及局部坐标系号。
缺省为总体直角坐标系。
激活结果坐标系
命令：
RSYS,KCN
其中KCN---坐标系号，可为0（缺省）,1,2及局部坐标系号。
当KCN=SOLU时，则与求解计算时采用的坐标系相同，实际上采用数据存储时的坐标系。
定义工作平面
将既有坐标系的XY平面定义为工作平面命令：
WPCSYS,WN,KCN
其中KCN为既有坐标系号，可以是0,1,2,或局部坐标系号。
缺省为激活的坐标系。
通过3个坐标点定义工作平面
命令：
WPLANE,WN,XORIG,YORIG,ZORIG,XXAX,YXAX,ZXAX,XPLAN,YPLAN,ZPLAN
通过3个节点定义工作平面命令：
NWPLAN,WN,NORIG,NXAX,NPLAN
通过3个关键点定义工作平面命令：
KWPLAN,WN,KORIG,KXAX,KPLAN
通过垂直于线上的某个位置定义工作平面命令：
LWPLAN,WN,NL1,RATIO
工作平面的操控
工作平面的当前状态
查看当前状态的命令：
WPSTYL,STAT
恢复到ANSYS默认状态的命令：
WPSTYL,DEFA
移动工作平面
将工作平面沿其自身坐标轴移动命令：
WPOFFS,XOFF,YOFF,ZOFF
其中XOFF,YOFF,ZOFF为工作平面坐标系内沿其X轴、Y轴和Z轴的偏移增量。
将工作平面移动到一组关键点的中间位置命令：
KWPAVE,P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9
其中P1~P9为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点
将工作平面移动到一组节点的中间位置命令：
NWPAVE,N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,N8,N9
其使用方法同上，但N1~N9为节点号。
将工作平面移动到一组指定坐标的中间位置命令：
WPAVE,X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2,X3,Y3,Z3
工作平面的旋转
命令：
WPROTA,THXY,THYZ,THZX
其中THXY,THYZ,THZX为绕工作平面坐标系Z轴、X轴和Y轴的旋转角度
工作平面的显示样式
工作平面的显示和样式主要用于GUI方式，以方便拾取操作，对于命令流方式意义不大。
WPSTYL,SNAP,GRSPAC,GRMIN,GRMAX,WPTOL,WPCTYP,GRTYPE,WPVIS,SNAPANG
创建关键点
在给定坐标点创建关键点命令：
K,NPT,X,Y,Z
NPT---关键点的编号，缺省时（0或空）自动指定为可用的最小编号。
X,Y,Z---在当前坐标系中的坐标值，当前坐标系可以是CSYS指定的坐标系。
在两关键点之间创建一个关键点命令：
KBETW,KP1,KP2,KPNEW,TYPE,VALUE
KP1,KP2---第1个和第2个关键点号。
KPNEW---指定创建的关键点号，缺省时系统自动指定为可用的最小编号。
TYPE---创建关键点的方式，当TYPE=RATIO时（缺省），VALUE为两关键点距离的比值，即：
（KP1-KPNEW）/（KP1-KP2）。
当TYPE=DIST时，VALUE为KP1到KPNEW之间的距离，且仅限于直角坐标系。
VALUE---由TYPE决定的新关键点位置参数，缺省为0.5。
如果
TYPE=RATIO，则VALUE为比率，若小于0或大于1，则在两个关键点的外延线上创建一个新关键点。
如果TYPE=DIST，则VALUE为距离值，若小于0或大于KP1与KP2之间的距离，也在外延线上创建一个新关键点。
在两关键点之间创建多个关键点命令：
KFILL,NP1,NP2,NFILL,NSTRT,NINC,SPACE
NP1,NP2---两个既有关键点号.
NFILL---在NP1和NP2之间将要创建的关键点个数，缺省为|NP2-NP1|-1。
NSTRT---指定创建的第一个关键点号，缺省为NP1+NINC。
此号最好指定，以防覆盖。
NINC---将要创建的关键点编号增量，其值可正可负，缺省为（NP2-NP1）/（NFILL+1）。
SPACE---间隔比，即创建关键点后，最后一个间隔与第一间隔之比。
缺省为1.0，即等间隔。
与KBETW相同，新创建关键点位置与当前坐标相关
复制创建关键点命令：
KGEN,ITIME,NP1,NP2,NINC,DX,DY,DZ,KINC,NOELEM,IMOVE
ITIME---复制次数，缺省为2。
NP1,NP2,NINC---按增量NINC从NP1到NP2定义关键点的范围（缺省为NP1），NINC缺省为1。
NP1也可为ALL或元件名，此时NP2和NINC将被忽略。
DX,DY,DZ---在当前坐标系中，关键点坐标的偏移量。
对于柱坐标系为--,Dθ,DZ；对于球坐标系为--,Dθ,--，其中--表示不可操作。
KINC---要创建的关键点编号增量，缺省时由系统自动指定.
NOELEM---是否创建单元和节点控制参数。
NOELEM=0（缺省）如果存在单元和节点则生成；NOELEM=1不生成单元和节点。
IMOVE---关键点是否被移动或重新创建。
IMOVE=0（缺省）原来的关键点不动，重新创建新的关键点；当IMOVE=1不创建新关键点，原来的关键点移动到新位置，此时编号不变（即ITIME、KINC和NOELEM均无效）单元和节点一并移动
镜像创建关键点命令：
KSYMM,Ncomp,NP1,NP2,NINC,KINC,NOELEM,IMOVE
Ncomp---对称控制参数，Ncomp=x，关于X（或R）轴对称（缺省）；
Ncomp=y，关于Y（或θ）轴对称；
Ncomp=z，关于Z（或Φ）轴对称。
可通过定义工作平面移动后，利用CSYS,4设定当前坐标系，则当前坐标系原点位置与工作平面相同，在利用镜像时其几何位置也发生相应变化。
当然也可通过局部坐标系对称。
列表显示关键点信息命令：
KLI
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