ansys单元-MATRIX27.docx

MATRIX27刚度、阻尼和质量矩阵单元MATRIX27单元描述MATRIX27 代表一种任意的单元，单元的几何特性无定义，但其弹性运动学响应可用刚度、阻尼或者质量系数来指定。本矩阵单元连接2 个节点，每个节点有6 个自由度：沿节点坐标系x、y、z 方向的平动和绕节点坐标系x、y、z 方向的转动。单元的详细特性可以参考理论手册中的MATRIX27 单元。其他类似的，但是通用性较差的单元有弹簧阻尼器（COMBIN14）和质量单元（MASS21）。MATRIX27单元的输入数据单元的节点位置和坐标系如图27-1（MATRIX27 单元示意图）所示。该单元由2 个节点和系数矩阵定义。刚度、阻尼和质量矩阵中的常数可以作为单元的实常数输入。刚度常数的单位是（力/长度）或（力长度/弧度）；阻尼常数的单位是（力时间/长度）或（力长度时间/弧度）；质量常数的单位是（力时间2/长度）或（力长度时间2/弧度）。图27-1 MATRIX27 单元示意图此单元生成的所有矩阵皆是1212 维的。自由度排列的顺序为：I 节点的X 方向平动自由度（UX）、Y 方向平动自由度（UY）、Z 方向平动自由度（UZ）、绕X 轴转动的自由度（ROTX）、绕Y 轴转动的自由度（ROTY）、绕Z 轴转动的自由度（ROTZ），然后是J 节点的如上6 个自由度。如果有一个节点没有使用，则它在矩阵中对应的全部行和列默认为0。矩阵常数须按照在“MATRIX27 输出数据”中的矩阵元素表来输入。举一个简单的例子，假如要定义一个仅在节点坐标系的X 方向有刚度K 的弹簧，则应定义关键字KEYOPT(2)= 0 和 KEYOPT(3) = 4，同时输入实常数C1 = C58 = K 和 C7 = -K。“MATRIX27 单元输入一览”给出了此单元输入的总结。“单元一般特性”中的“单元输入”项则给出了所有单元输入的通用性描述。MATRIX27 单元输入一览节点：I，J节点自由度：UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ实常数：C1, C2, . C78定义矩阵的上三角部分C79, C80, . C144定义矩阵的下三角部分（仅在关键字KEYOPT(2) = 1 时需要输入）材料性质：DAMP（材料阻尼）表面荷载：不支持体荷载：不支持特殊用法：单元生死KEYOPT(2)：控制矩阵的表示方法0-表示对称阵1-表示非对称阵，二者要求的输入不同。KEYOPT(3)：控制输入实常数的类型2-表示此单元定义的是1212 的质量阵4-表示此单元定义的是1212 的刚度阵5-表示此单元定义的是1212 的阻尼阵KEYOPT(4)：控制单元矩阵的输出0-不打印出单元矩阵1-在求解开始的时候打印出单元矩阵MATRIX27单元的输出数据此单元可输出的解仅包含总体节点解中该单元组成节点对应的位移。该单元没有单元解可输出。如果定义关键字KEYOPT(4)1 则在求解第一荷载步的第一荷载子步时将打印出单元矩阵。“单元一般特性”中的“解输出”项给出了所有单元解输出的通用性描述。定义关键字KEYOPT(2)0 时，单元矩阵对称，形式如下：定义关键字KEYOPT(2)1 时，单元矩阵不对称，形式如下：MATRIX27单元的假定及其使用限制 节点可重合，亦可不重合。 正常情况下，单元矩阵不应是负定矩阵，但是在很容易就检测到负定矩阵时，将会打印出一个提示（NOTE）。 使用集中质量矩阵时【LUMPM,ON】，所有非对角线元素必须为0。 各矩阵元素对应于节点自由度，并假定它们沿各节点坐标轴的方向作用。（可参照“须在节点坐标系中操作的单元”）MATRIX27在ANSYS各产品中的使用限制当使用下面所列的产品时，此单元除了前一节所给定的通用性假设和使用限制之外，还需要附加此处规定的产品特有限制：当使用ANSYS 专业版时： 不允许定义阻尼矩阵和非对称阵 非对