solid187单元.docx

Solid187 3维10节点四面体固体结构单元Solid187单元描述solid187单元是一个高阶3维10节点固体结构单元，SOLID187具有二次位移模式可以更好的模拟不规则的模型（例如通过不同的CAD/CAM 系统建立的模型）。单元通过10个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元支持塑性，超弹性, 蠕变,，应力刚化，大变形和大应变能力.还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。可以查看ANSYS, Inc. Theory Reference了解SOLID187的更多细节。 图187.1Solid187 单元SOLID187 输入数据单元的几何，节点的位置和坐标系见Figure 187.1: SOLID187 Geometry. 除了节点，单元输入数据还包括各向同性和各向异性材料属性，各向同性和各向异性材料，平行于单元坐标系方向，关于单元坐标系的描述见Linear Material Properties.关于单元加载的描述见Node and Element Loads，压力可作为面力加载在如Figure 187.1: SOLID187 Geometry. 带圆圈的数字所指的单元面上，正的压力指向单元内部，温度可作为单元体力作用在节点上，节点 I 的温度 默认为 TUNIF 指定的温度，如果其他节点的温度没有指定，默认和 I 节点温度相同。一般情况下，如果没有其他的温度被指定，都默认为TUNIF 指定的温度。如同Coordinate Systems里面的描述一样，你可以使用ESYS 定义材料的方向和应力应变输出的方向，使用RSYS来选择输出是在材料坐标系还是在全局坐标系。对于超弹性材料，应力应变的输出总是在全局坐标系方向而不是材料或单元坐标系。KEYOPT(6) = 1或者2则单元采用混合模式，要了解关于混合模式使用的更多信息，可以访问ANSYS Elements Reference里面的Applications of Mixed u-P Formulations。你可以通过ISTRESS 或 ISFILE 命令给单元施加初始应力，可以通过ANSYS Basic Analysis Guide里的Initial Stress Loading访问更多的信息。同样的，你可以设置KEYOPT(10) = 1通过子程序USTRESS来读入初始应力，可以通过ANSYS User Programmable Features 了解子程序的更多信息。solid187单元自动包括应力刚化的影响，如果要考虑应力刚化引起的刚度矩阵的不对称，可以使用NROPT,UNSYM。下一个表格概述了单元输入，Element Input给出了单元输入的一般描述。SOLID187 单元输入摘要节点 ： I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R节点自由度： UX，UY，UZ实常数 ： 没有材料参数 EX，EY，EZ，（PRXY，PRYZ，PRXZ or NUXY，NUYZ，NUXZ），ALPX，ALPY，ALPZ(或者CTEX, CTEY, CTEZ 或 THSX, THSY, THSZ)，DENS，GXY，GYZ，GXZ，DAMP表面载荷 压力s表面1 (J-I-K), 表面2 (I-J-L), 表面3 (J-K-L), 表面4 (K-I-L) 体载荷 温度T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P), T(Q), T(R)特殊功能 塑性,超弹性，粘弹性，粘塑性，蠕变，应力强化,大变形,大应变,初始应力导入，自动单元选择技术，单元死活。 支持用 TB 命令下列的下列类型的表格：ANEL, BISO, MISO, NLISO, BKIN, MKIN, KINH, CHABOCHE, HILL, RATE, CREEP, HYPER, PRONY, SHIFT, CAST, SMA, and USER.注意：可以查看 ANSYS, Inc. Theory Reference 获得关于单元材料的更多信息。查看 Automatic Selection of Element Technologies 和 ETCONTROL 获得更多关于单元选择的信息。KEYOPT(6) 单元公式:0- 使用纯位移模式（默认）1- 使用混合模式，静水压力在单元中保持不变（推荐在超弹性性材料时使用）KEYOPT(10) 用户定义初始应力:0- 没有用户子程序提供初始应力（默认）1- 通过用户子程序读取初始应力 (参见Guide to ANSYS User Programmable Features得到关于子程序编写的细节)SOLID187 输出数据 SOLID187单元的输出包括两种： 节点位移和全部的节点解答 如表Table 187.1: SOLID187 Element Output Definitions所示的额外单元输出。 不同的项目在Figure 187.2: SOLID187 Stress Output.描述，单元应力方向平行于单元坐标系，任意表面的表面应力输出在表面坐标系都是有效的。(KEYOPT(6).面JIK的坐标系在Figure 187.2: SOLID187 Stress Output描述，其他面的坐标系和压力面节点描述的方向类似。仅仅当Element Solution里面描述的条件满足时表面应力输出有效，关于求解输出的一般性描述见The Item and Sequence Number Table. ，查看ANSYS Basic Analysis Guide了解查看结果的方法。图187.2SOLID187 应力输出单元输出表使用下列符号：名称栏内冒号（:）表示此条可用组件名的方法访问ETABLE, ESOL。0 栏指示此条在Jobname.OUT文件是否可用，R 栏指示此条在结果文件中是否可用。无论在0 栏还是在R 栏，Y 表示此条目一直有效，如果是一个数字并且在表后有说明，则是条件有效的，- 表示此条目无效。表187.1 SOLID187单元输出定义表名称定义OREL单元号-YNODES节点 - I, J, K, L, M, N, O, P-YMAT材料号-YVOLU:体积-YXC, YC, ZC结果输出的位置Y3PRES压力 P1 在节点 nodes J, I, L, K; P2 在 I, J, N, M; P3在 J, K, O, N; P4 在 K, L, P, O; P5 at L, I, M, P; P6 在 M, N, O, P-YTEMP温度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)-YS:X, Y, Z, XY, YZ, XZ应力YYS:1, 2, 3主应力-YS:INT应力强度-YS:EQV等效应力-YEPEL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ弹性应变YYEPEL:1, 2, 3主弹性应变-YEPEL:EQV等效弹性应变 6-YEPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ热应变22EPTH:EQV等效热应变622EPPL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ塑性应变 711EPPL:EQV等效塑性应变611EPCR:X, Y, Z, XY, YZ, XZ蠕变应变11EPCR:EQV等效蠕变应变611EPTO:X, Y, Z, XY, YZ, XZ总机械应变 (EPEL + EPPL + EPCR)Y-EPTO:EQV总等效机械应变(EPEL + EPPL + EPCR)Y-NL:EPEQ累积等效塑性应变11NL:CREQ累积等效蠕变应变11NL:SRAT塑性屈服 (1 = 已经屈服, 0 = 没有屈服)11NL:HPRES静水压力11SEND:ELASTIC, PLASTIC, CREEP应变能密度-1LOCI:X, Y, Z积分点坐标-4SVAR:1, 2, . , N静态变量-51. 非线形求解，仅仅当单元为非线形材料时输出。2. 仅仅当单元存在热载荷时输出。3. 仅仅在命令*GET中有效。4. 仅仅当OUTRES,LOCI使用时有效。5. 仅仅当USERMAT用户子程序和TB,STATE使用有效6. 等效应变使用有效泊松比：对于弹性和热分析，有效泊松比由用户指定 (MP,PRXY)；对于塑性和蠕变分析，有效泊松比为0.5。7. 对于形状记忆合金材料，转化应变作为塑性应变输出。Table 187.2: SOLID187 Item and Sequence Numbers 列出了可通过ETABLE使用顺序号输出的方法。参见ANSYS Basic Analysis Guide里的The General Postprocessor (POST1)和手册里面的The Item and Sequence Number Table 获得更多信息. 在表Table 187.2: SOLID187 Item and Sequence Numbers使用了下列符号：名字： 定义在Table 187.1: SOLID187 Element Output Definitions中输出量项： 为ETABLE 命令预先指定的项名称。I,J,.,R在节点 I,J,.,R的顺序号。表187.2SOLID187 项 和顺序号输出量名字ETABLE 和 ESOL 命令输入项IJKLMNOPP1SMISC2143-P2SMISC56-87-P3SMISC-910-1211-P4SMISC-1314-1615P5SMISC18-1719-20P6SMISC-21222324查看手册里面的Surface Solution了解用ETABLE按顺序号进行表面输出。SOLID187 假设和限制零体积单元是不允许的。单元可以如Figure 187.1: SOLID187 Geometry所示编号或者节点L位于I, J, K平面的下面。一个去掉中间节点的边暗示它的位移模式是线性的，而不是二次。可以查看ANSYS Modeling and Meshing Guide里面的Quadratic Elemen