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ANSYS中的单元选择 1单元分类2单元简介3常见单元类型 1 ANSYS提供了丰富的单元库 共有200多种不同类型的单元 2 1单元分类 按单元维数分为 一维单元如 杆单元 梁单元 弹簧单元二维单元如 面单元 壳单元三维单元如 实体单元点单元如 质量单元 按单元功能可分为 结构单元热单元电磁单元流体单元耦合场单元网格划分辅助单元LS DYNA单元 3 节点和单元 节点自由度随单元类型变化 J I I J J K L I L K I P O M N K J I L 三维杆单元 铰接 UX UY UZ 三维梁单元 二维或轴对称实体单元 UX UY 三维四边形壳单元 UX UY UZ 三维实体热单元 TEMP J P O M N K J I L 三维实体结构单元 ROTX ROTY ROTZ ROTX ROTY ROTZ UX UY UZ UX UY UZ 4 2单元简介 点单元质量单元MASS21线单元梁单元可用于模拟螺栓 管件 C sections 角钢或只需膜应力和弯曲应力的任何细长杆件杆单元用于模拟弹簧 螺栓 预应力螺栓及桁架弹簧用于模拟弹簧 螺栓 细长部件或通过等效刚度替代复杂部件 壳单元用于模拟薄板或曲面 一般来讲 细的定义依赖于应用 主要方向的尺寸至少为其厚度的10倍 5 2单元简介 二维实体单元 用于模拟实体的横截面必须在总体笛卡尔坐标系的X Y平面内建模所有载荷都在X Y平面上 响应 位移 也在X Y平面单元可以有下列特性 平面应力平面应变轴对称 6 2单元简介 平面应力假定在Z方向的应力为零有效的组成为Z方向比X及Y方向的尺寸小得多Z向应变非零允许任意厚度 Z向 用于诸如承受面内载荷的平板或承受压力或离心载荷的薄盘 二维实体单元 7 2单元简介 二维实体单元 平面应变假定Z方向为零应变用于Z向尺寸远大于X及Y向尺寸的情况Z向应力非零用于长 诸如结构梁等截面形状不变的结构 8 2单元简介 二维实体单元 轴对称假定三维结构及其载荷可由2维截面通过沿Y轴旋转360 得到 对称轴必须与总体Y轴重合负的X坐标不允许Y方向为轴 X方向为径向 Z方向为周向 环向 环向位移为零 环向应变和应力通常十分显著用于压力容器 直管 轴等 9 3单元简介 三维实体单元 用于几何模型 材料 载荷或要求的结构细节不能用简化形式的单元模拟的情况 还用于几何模型由三维CAD系统输入的情况 如果转化为二维或壳单元形式需要大量时间和精力 10 单元阶次 单元形函数多项式的阶次 线性单元只支持线性变化的位移因此一个单元内为常应力对单元扭曲高度敏感如果仅对名义应力结果感兴趣则可接受对高应力梯度区需要大量单元 二次单元支持二次变化的位移及在一个单元内线性变化的应力能代表曲边边界及曲面 比线性单元更为准确 对单元的扭曲不太敏感对高精度应力感兴趣的情况建议采用比线性单元给出的结果更好 多数情况下用更少的单元及总的自由度即可达到 11 注意 对壳单元 线性单元及二次单元的差别不如实体单元显著 因此通常优先采用线性壳单元 除了线性及二次单元 第三种单元为P单元 P单元支持单个单元内二到八阶变化的位移 包括自动求解收敛控制 单元阶次 单元形函数多项式的阶次 12 3结构分析常用单元类型 实体SOLID45 SOLID92 SOLID95 SOLID185壳SHELL63 SHELL181梁BEAM4 BEAM188 BEAM189质量MASS21杆LINK10 LINK11管PIPE16 PIPE17 PIPE18 PIPE20 PIPE59 PIPE60表面效应SURF153 SURF154弹簧COMBI