Ansys课件之ANSYS与结构六

1.2ANSYS结构分析单元功能与特性类

别单

元

名

称杆单元LINK1，8，10，11，180梁单元BEAM3，4，23，24，44，54，188，189管单元PIPE16，17，18，20，59，602D实体元PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D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显式动力单元LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI165，MASS166，LINK167，SOLID16871.2.1杆单元适用：桁架、缆索、链杆、弹簧等构件。只承受杆轴向的拉压，不承受弯矩。自由度：节点只有平动自由度。特性：具有弹性、塑性、蠕变、膨胀、大转动、大挠度（也称大变形）、大应变（也称有限应变）、应力刚化（也称几何刚度、初始应力刚度等）等。81.2.1杆单元杆单元特性表1-4单元名称简

称节点数节点自由度特

性备

注LINK12D杆2Ux,UyEPCSDGB常用杆元LINK83D杆Ux,Uy,UzEPCSDGBLINK103D仅受拉或仅受压杆EDGB模拟缆索的松弛及间隙LINK113D线性调节器EGB模拟液压缸和大转动LINK1803D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。91.2.2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。主要性能：⑴可考虑剪切变形的影响⑵自由度释放⑶梁截面特性⑷特殊实常数的输入⑸单元荷载⑹应力计算101贝.柴2彼.偏2泳梁盏单赵元单元名称简

称节点节点自由度特

性备

注BEAM32D弹性梁2Ux,Uy,RotzEDGB常用平面梁元BEAM232D塑性梁2EPCSDFGB具有塑性等功能BEAM542D渐变不对称梁2EDGB不对称截面，可偏移中心轴BEAM43D弹性梁2Ux,Uy,UzRotx,Roty,RotzEDGB拉压弯扭，常用3D梁元BEAM243D薄壁梁2+1EPCSDGB拉压弯及圣文南扭转；开口或闭口截面BEAM443D渐变不对称梁2+1EDGB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BEAM1883D线性有限应变梁2+1Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz或增加warpEPCDFGB粘弹塑Timoshenko梁，计入剪切变形影响；可增加翘曲自由度；可采用梁截面。BEAM1893D二次有限应变梁3+1同BEAM188，但属二次梁单元。1托11饺.翠2佩.进3渣管革单公元管笑单表元牙是卵一园类喷轴还向酷拉隙压奔、斩弯岁曲馋和锡扭葱转啦的3D单元也，单渗元的榜每个柏节点劝均具走有6个芳自赶由损度轨，茶即有三伪个激平读动甩自算由构度Ux、Uy、Uz和话三鸟个姑转枕动甩自陪由从度R剩o然t惩x、R孟o裳t祝y、R杠o低t侵z，此游类单蒸元以3应D梁态元那为虫基辈础柏。单元名称简

称节点数特

性备

注PIPE163D弹性直管元2EDGB可考虑两种温度梯度及内部和外部压力PIPE173D弹性T型管元2~4EDGB可考虑绝热、内部流体、腐蚀及应力强化PIPE183D弹性弯管元2+1EDBPIPE203D塑性直管元2EPCSDGB同PIPE16PIPE593D弹性沉管元2EDGB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PIPE603D塑性弯管元2+1EPCSDB同PIPE181掠21委.用2垃.美4蚂2顶D抓实筋体丑单丝式元2挑D实体旨单元缺是一俯类平崇面单乱元，朗可用永于平垄面应必力、原平面初应变甘和轴毛对称由问题禾的分贫析，为此类没单元勾均位炎于X拴Y平面腹内，绕且轴始对称型分析辨时Y轴赔为齿对袄称鸡轴秃。坡单这元秆由从不壮同估的欣节案点窗组点成甩，考但吴每或个役节皱点枣的覆自败由膀度遵均协为2个践（调谐艰结岗构石实锹体申单蠢元允除掀外流）市，里即Ux和Uy。志各滤种心单蒜元杀的刻具距体狼特何性样如狮表1-怨7所示叹。1恒31.衣2.信4拌2D瓶实体幕单元单元名称简

称节点自由度特性备

注PLANE26节点三角形单元Ux,UyEPCSDFGBA适用于不规则的网格PLANE424节点四边形单元具有协调和非协调元选项PLANE828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。PLANE1458节点四边形P单元E支持2～8阶多项式PLANE1466节点三角形P单元支持2～8阶多项式PLANE1824节点四边形单元EPCSDFGBA具有更多的非线性材料模型PLANE1838节点四边形单元是PLANE182的高阶单元PLANE254节点谐结构单元Ux,UyUzEGB模拟非对称荷载的轴对称结构PLANE838节点谐结构单元是PLANE25的高阶单元1妻41.酱2.全5蓬3D映实体写单元3染D实体咳单元菌用于戚模拟纯三维红实体造结构场，此麦类单尚元每讽个节喘点均些具有颜三个做自由播度，忘即Ux、U地y、Uz三模个栽平佛动校自利由县度厅，洗各煮种另单攀元债的受特秩性开如胖表1遗-雷8所够示厌。1溪51笑.畅2茎.底5腐3秘D训实厌体罢单牌元单元名称简

称/3D结点特

性完全/减缩积分初应力备

注SOLID45实体元8EPCSDFGBAY/YY正交各向异性材料SOLID46分层实体元8EDGY/NN层数达250或更多SOLID64各向异性实体元8EDGBAY/NN各向异性材料SOLID65钢筋混凝土实体元8EPCDFGBAY/NN开裂,压碎,应力释放SOLID92四面体实体元10EPCSDFGBAY/NY正交各向异性材料SOLID95实体单元20EPCSDFGBAY/YY是SOLID45的高阶元SOLID147砖形实体P元20EY/NNP可设置2～8阶SOLID148四面体实体P元10EY/NNP可设置2～8阶SOLID185实体单元8EPCDFGBAY/Y等Y可模拟几乎不可压缩的弹塑和完全不可压缩的超弹SOLID186实体单元20EPCDFGBAY/YYSOLID187四面体实体元10EPCDFGBAY/NYSOLID191分层实体元20EGAY/NN层数≤1001抢61巾.君2智.镜6应壳巷单堵元壳婆单扑元垫可尤以吨模材拟候平尿板浪和谁曲比壳基一透类腰结至构趟。些壳冬元吗比妨梁父元贫和贪实蛛体肥元直要链复戏杂赚的踢多刷，王因轨此娃壳裹类价单桨元性中盟各咳种怠单套元比的省选抽项难很第多哄。奶如夺节糠点宏与短自渡由肆度购、排材旁料唐、誓特陕性建、侨退戚化邮、么协险调幻玉与蝴非磨协环调熄、块完读全婆积茫分果与誓减咳缩唯积透分杯、们面暂内摩刚百度坏选改择盛、栽剪虾切翼变煮形稿、队节邪点投偏直置却等驱，耳应润详饺细存了循解火各古种团单仙元券的丸使堤用华说貌明尿。他表苗1桐-馆9圣给蜓出帐了帖板忽壳侵单抵元舟的住简钱明牺特更点元。杆、鸡梁单蹦元→舞板壳糕单元定→实惭体单呆元171矛.展2惕.捏6旧壳吃单台元单元名称简

称/3D节点数节点自由度特

性备

注SHELL28剪切/扭转板4Uxyz或RxyzEG纯剪。无面荷载SHELL41膜壳4UxyzEDGBA有仅拉选项SHELL43塑性大应变壳4Uxyz,RxyzEPCDFGBA计入剪切变形SHELL51轴对称结构壳2Uxyz,RotzEPCSDG有单元相交角度限制SHELL61轴对称谐波壳2EG荷载可不对称SHELL63弹性壳4Uxyz,RxyzEDGB刚度选项，未计剪切变形SHELL91非线性层壳8EPSDFGA计入剪切变形影响；节点可偏置设置（93除外）。SHELL93结构壳8EPSDFGBASHELL99线性层壳8EDGSHELL143塑性小应变壳4EPCDGBA计入剪切变形SHELL150结构壳P元8ESHELL181有限应变壳4EPCDFGBA超弹,粘弹,粘塑计入剪切变形。可为分层结构壳。SHELL208有限应变轴对称结构壳2Uxy,RotzSHELL2093上幸表评节应点脱自旧由府度对栏惠中旋：U壁x猫y咐z表示U鸽x、Uy、Uz；Rx星yz表蜡示R晕o雕t彩x、R械o野t爱y、R成o奴t成z181而.都2剧.灰7桌弹厌簧伯单愈元弹孤簧威单评元端是艇一络类疤专革门培模终拟谎“晴弹悼簧纽奉”且行尊为瓜的灾单裤元棋，乡丰不略同傍于浑用稿结谁构螺单瞧元朝（恒如L要I敲N桶K等狭）涝的戴模窃拟煮。传此虹类偏单止元休当妖用困于两一吹般股弹稍簧度时隆比绒较魄简树单勾，皆而丛当钞具妇有骨控威制喷作塞用孙时序，补则锹比戒较糟复援杂驻。采此询类认单撕元幼主袄要传用培于砌模务拟宰铰茫销叼、俯轴舌向饱弹奏簧栏、污扭腥簧引及损其谅控女制赚行朴为稿，支但飘都驳不斤考净虑仁弯叹曲欣作贞用鄙，饶且腐此裳类熄单跑元盗均服无喇面垄荷循载逝和朴体溜荷适载梁。黑每错个依单锋元惜的仁功天能糟和株特压性麻如竹表1甚-女1代0所示拐，其葵详细埋使用锈方法川参见爸相关善资料薄。1延91扶.吉2累.死7际弹街簧私单断元单元名称简

称节点数节点自由度特

性备

注COMBIN73D铰接连结单元2+3Uxyz,RxyzEDNA具有转动控制功能COMBIN14弹簧阻尼器单元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGBN无控制功能COMBIN37控制单元2,3,4URPT之一ENA具有滑动控制功能COMBIN39非线性弹簧单元21D:URPT之一2D:Uxy3D:Uxyz或RxyzEDGN无控制功能COMBIN40组合单元2URPT之一ENA具有滑动控制功能201县.神2危.肠8框质垮量喉单伯元MA晚SS俗21吗为具酸有6消个自矛由度效的点爷单元桌，林即只钟有一历个节支点，买节点堵自自柱由度施可为眨Ux芒、U陵y、粮Uz险、R邮ot忌x、挡Ro上ty接、R副ot贝z，举通过思不同碗设置纹可仅疼考虑歇2D滴或3浪D内卧的平顶动自观由度津及其政组合按，它每智个坐幕标方弱向可煮以具毙有不忍同的昏质量鼠和转堂动惯脊量。该扶单距元火无谈面际荷逐载咳和钱体忆荷蹦载拘，思支先持室弹肉性敏、笑大疗变荒形挖和弊生狭死健单海元父。2秧11爸.净2跳.油9窝接锐触画单锋元AN液SY次S支为持三斑种接亦触方兽式，纳即点对郑点、踩点对呢面和顾面对拢面的匆接脑触沃，父接挥触疼单誉元麦是弊覆备盖击在粉模躁型双单幻玉元择的两接仰触软面周之盏上股的格一竟层灭单搏元累。作点愈点济单剑元豪用射于涛模馆拟妹点北对更点苦的贿接便触惯行垮为红，针且凶预坡先颠知螺道至接链触灶位查置盛；抹点蛇面乏单既元慰用烈于魄模拳拟规点肥对筹面厌的艺接顷触苦行席为针，土预曾先断不腿要策确播定受接贱触匹位炼置章，犹接惊触象面志之虹间裳的板网云格舍不迷要皂求鹿一桑致缎；封面六面拣单圾元元用凝于畜模贤拟毁面黑对荒面移的锄接鬼触绩行朗为打，察支正持寻低佩阶艳和悄高诸阶涂单兰元么，忍支每持彩大旋变外形正行反为征等粮。扒各凯种千单既元令的酷特榆性蜡如喜表续1台-湿1伴1笼所厘示顶。2痛21糠.纠2究.办9答接撤触升单部元单元名称简

称节点数节点自由度特

性备

注CONTAC122D点点元2Ux,UyENA法向预加载或间隙。只受法向压力和切向剪力（库仑摩擦）。CONTAC523D点点元2Ux,Uy,UzENATARGE1692D目标元3UTVARENB覆盖于实体元，可模拟复杂形状CONTA1712D2节点面面元2UTVAENDB覆于平面单元和梁单元。可处理库仑摩擦和剪应力摩擦。CONTA1722D3节点面面元3UTVAENDBTARGE1703D目标元8UTVMRENB覆盖于实体元，可模拟复杂形状CONTA1733D4节点面面元4UTVMENDB覆于3D实体单元和壳单元。可处理库仑摩擦和剪应力摩擦。CONTA1743D8节点面面元8UTVMENDBCONTA1752D/3D点面元1UTVAENDB点面/线面/面面，实体/梁/壳表面CONTA1783D点点元2Ux,Uy,UzEN任意单元上的节点①邀节捡点斥自们由叨度宵栏邀中U-抖--荡Ux，U矩y，Uz业(3叙D)，T索-祥-校T需e轮m撕p，V字-芳-森V乌o弓l，A-浇-A圆z，M-蚂-M忠ag，R—语Ro凳tz②C屯O耻N纷T据A流C悬2务6（捞点炮对留地存基新元乔）脾、CO完NT踪蝶AC绒48雄/4据9（2活D普/润3雅D点面横元）吊在高屑版本勺中不族再支骡持。231.宽2.尿10导矩机阵单归元MA绪TR场IX窃27为培刚忽度割、若阻泼尼目、两质群量释矩离阵俊单圣元侨，肯可搁表黄示史一爽种五任浅意案的猎单漏元。螺本妻单溉元概具瞎有草两强个矩节评点肾，写此堆两佩个聚节唇点检可盒重桐合拐或崭不肌重些合腊，状每专个厅节纹点廊有6个自陷由度哄，即U淡x、Uy、U唱z、Ro胸tx、Ro企ty、Ro保tz。嚷该麦单桐元粮无隆面信荷崭载后和旅体抵荷蹄载倾，碌但马支果持纠单摧元厘生袍死穴功盆能餐。拒其图矩羞阵敢可捏为剩对耀称闹或钥不舰对就称窜形擦式阶，桃通匀过K笋e祥y范o胃p腹t雷(债3到)设置需为刚蹈度矩夸阵、幻玉或阻荒尼矩捞阵、香或质惩量矩局阵。本舟单巧元就可座模否拟千任偿意辈类诱型辆的虎单械元堵，阴如宝可赴模际拟耳特总殊家弹究簧僚和鲁节昆点连柔别性童连还接肯等惯。MA视TR堡IX使50为超副单元安，它馅是蛋预岁先洞装肚配座好饥的难可处独餐立角使插用誉的泽一旗组掀单锋元决。持该柜单香元戏无掏节猛点葬和怀实辫常晒数毙，壳其嫩自咽由性度弃数保目悦由谈所惰包晃含归的辩单贷元滴决荷定哄，登其辉面惹荷趣载血和琴体冲荷屈载市可照通浇过平总话的密载糕荷烤向泉量号和暗比比例雅系呼数舰施摘加库，己该懂单莫元岸支昆持爆大低变让形作功僚能段。拒该酒单驻元柏不超能丑包玩含浅基熟于根拉财格另朗倡日线乘品子定的巧单屋元堵（选如MP躲C1妇84等）锈，不讽支持拿非线钞性（美忽略当所包撑含的府单元植非线悄性）禁。超临单元大可包眉含其盟它超植单元眨，2D超溪单豪元签只烤能范用羊于辜二少维仅分给析送，霉而3D超单恭元则品只能揉用于屈三维句分析强。241额.园2究.岭1匪1轿表丘面烟效妹应亲单拢元SU社RF否15筐3和S镜U堪R落F按1堵5辩4分早别无为2D和3D结货构芹表皱面拌效李应杏单纹元哈，可用膨于各贷种荷哪载（里法向推、切对向、溜法向及渐变来、输慢入矢挤量方晚向等错）及疤表面赏效应财（基歼础刚识度、妈表面控张力谈及附朵加质堤量等师）情衔况，锈可领覆奔盖姿于船任疲何二淡维（轴医对称绝谐结要构单率元P绞L腔A思N泡E辰2性5跪/与8召3除决外住）和幻玉三社维烈结裳构峰实输体箱单眼元表童面峰。疗此案类层单因元团的鱼主弯要沿特搁性苍如忠表1拍-隔1病2所示份。单元名简

称节点数节点自由度特

性备

注SURF1532D结构表面效应单元2或3Ux,UyEDGB有中间节点时为3节点SURF1543D结构表面效应单元4或8Ux,Uy,UzEDGB有中间节点时为8节点2攻51男.药2彼.您1赌2窃预榜紧梅、订多届点闹约谈束卧、述网稍分疗单河元⑴PR忍ET这S1序79为2D却/3告D预紧串单元屯，用于腾定义弦网分码后的控二维班或三陵维结插构预拌紧区傻，可眯由任复意结漠构单荒元（裳杆、柱梁、速管、芳壳、2D实承体现和3果D实孝体尾）更建路立葬。擦该撇单夕元句具鼠有3个节党点，奶每个屿节点柏具有倦一个岩自由诊度Ux，菊该U况x为预免紧方恰向的闻位移攻，A腥N妄S为Y兴S通过运几何朽条件秩将预园紧力巨施加桌到指恒定的艘预紧逐荷载蔑方向佛上，蜡而不宴必考宫虑模馋型是漏如何染定义付的。该皂单启元炸不境支禽持孝面坚荷捧载仆和询体零荷屯载重，宴仅营支辛持盗非驴线轧性悬特定性声；蔑不呜能侧使蜓用拾约杂束稼方絮程贷和片自焰由苹度拖耦斤合厦，NR聪OT乓AT命令暴不能这用于袜节点K，低且K节点巩必须胖位于材整体封直角卫坐标颗系。261.丑2.谜12漏预替紧、辜多点寨约束盯、网摩分单热元⑵M皂P必C锹1渔8痕4为多屑点约爸束单市元，有算刚性水杆、贪刚性魄梁