Ansys中文帮助-单元详解-SOLID185

单元详解——Solid1853维8节点固体结构单元Solid185单元描述solid185单元用于构造三维固体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有超弹性,应力钢化，蠕变,，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\o"ANSYS,Inc.TheoryReference"ANSYS,Inc.TheoryReference了解\o"14.185.SOLID185-3-D8-NodeStructuralSolid"SOLID185的更多细节，Solid185单元的更高阶单元是186。图

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Solid185单元SOLID185输入数据单元的几何和节点的位置见\o"Figure

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SOLID185Geometry"Figure185.1:"SOLID185Geometry".单元由8个节点组成，定义为各向异性材料。默认的单元坐标系为全局坐标系，可以通过\o"ESYS"ESYS定义单元坐标系，既而可定义各向异性材料的方向。关于单元加载的描述见\o"2.8.NodeandElementLoads"NodeandElementLoads，压力可作为面力加载在如\o"Figure

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SOLID185Geometry"Figure185.1:"SOLID185Geometry"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。

KEYOPT(6)=1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\o"ANSYSElementReference"ANSYSElementsReference里面的\o"2.15.3.ApplicationsofMixedu-PFormulations"ApplicationsofMixedu-PFormulations。你可以通过\o"ISTRESS"ISTRESS或\o"ISFILE"ISFILE命令给单元施加初始应力，可以通过\o"BasicAnalysisProceduresGuide"ANSYSBasicAnalysisGuide里的\o"2.6.13.InitialStressLoading"InitialStressLoading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ANSYSUserProgrammableFeatures了解子程序的更多信息。如同\o"2.3.CoordinateSystems"CoordinateSystems里面的描述一样，你可以使用\o"ESYS"ESYS定义材料的方向和应力应变输出的方向，使用\o"RSYS"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。solid185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\o"NROPT"NROPT,UNSYM。\o"SOLID185InputSummary""SOLID185InputSummary"包括了单元输入的摘要，要了解单元输入的一般描述，查看\o"2.1.ElementInput"ElementInput.。SOLID185单元输入摘要节点：I，J，K，L，M，N，O，P节点自由度：UX，UY，UZ实常数：如果KEYOPT(2)=0,没有实常数。HGSTF-如果KEYOPT(2)=1沙漏刚度缩减因子（默认为1.0，任何正数都是合法的，如果设为0.0，则自动取1.0。材料参数EX，EY，EZ，（PRXY，PRYZ，PRXZorNUXY，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-L-K），表面2（I-J-N-M），表面3（J-K-O-N），表面4（K-L-P-O）,表面5（L-I-M-P），表面6（M-N-O-P）体载荷温度——T（I），T（J），T（K），T（L），T（M），T（N），T（O），T（P）；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\o"TB"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,andUSER.注意：可以查看\o"ANSYS,Inc.TheoryReference"ANSYS,Inc.TheoryReference获得关于单元材料的更多信息。查看\o"2.16.AutomaticSelectionofElementTechnologies"AutomaticSelectionofElementTechnologies和\o"ETCONTROL"ETCONTROL获得更多关于单元选择的信息。KEYOPT(2)单元技术:0--使用方法全积分1–带沙漏控制的一致缩减积分2--增强应变公式3--简单增强应变公式KEYOPT(6)单元公式:0--使用纯位移模式（默认）1--使用混合模式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注意：参见GuidetoANSYSUserProgrammableFeatures得到关于子程序编写的细节。SOLID185单元技术SOLID185使用方法(选择缩减积分方法)，一致缩减积分方法，或者增强应变方法，如下所述：方法(选择缩减积分方法)这种方法有助于在几乎不可压缩情况下预防体积锁定，这种方法在单元的高斯积分点上用体积应变代替平均体积应变。然而，此种方法不能预防任何在弯曲问题时的剪切锁定，在这种情况下，应该采用应变增强模式。如果不能十分确定弯曲行为是否发生，推荐使用应变增强模式。可以参看\o"ANSYS,Inc.TheoryReference"ANSYS,Inc.TheoryReference.了解更多信息。一致缩减积分因为只有一个积分点，所以此种方法也可预防在几乎不可压缩情况下的体积锁定。而且比方法(选择缩减积分方法)更有效。然而，为了控制沙漏而引入的人工应变能可能会对结果精度产生影响。当使用这种方法时，通过比较总应变能(\o"ETABLE"ETABLE中的SENE)和控制沙漏引入的人工应变能(\o"ETABLE"ETABLE中的SENE)来检查求解是否正确，如果人工应变能和总应变能的比值小于5%，结果一般可以接受，如果比值大于5%，重新细划网格。你可以通过在求解阶段使用命令\o"OUTPR"OUTPR,VENG来监控总应变能和人工应变能。可以参看\o"ANSYS,Inc.TheoryReference"ANSYS,Inc.TheoryReference.了解更多关于一致缩减积分的信息。增强应变公式为了预防弯曲变形时的剪切锁定和几乎不可压缩时的体积锁定，此种方法引入了13个内部自由度（用户不可见），如果混合应变模式和增强应变公式同时使用，仅9个为克服剪切锁定的自由度被引入，所有的内部自由度自动在内部被凝聚。因为额外的内部自由度和静态凝聚，这种方法没有方法(选择缩减积分方法)和一致缩减积分方法有效。可以参看\o"ANSYS,Inc.TheoryReference"ANSYS,Inc.TheoryReference.了解更多关于增强应变公式的信息简单增强应变公式这是一个特殊的增强应变公式，为了预防弯曲变形时的剪切锁定，总是有9个内部自由度被引入（用户不可见）。因为没有内部自由度处理体积锁定，当材料是几乎不可压缩时，此种方法不可用。当和混合u-P模式一起使用时，简单增强应变公式和增强应变公式得到了一样的结果。所有的内部自由度自动在内部被凝聚。因为额外的内部自由度和静态凝聚，这种方法没有方法(选择缩减积分方法)和一致缩减积分方法有效。但由于使用了较少的内部自由度，比增强应变公式有效。SOLID185单元的输出包括两种：节点位移和全部的节点解答如表\o"Table

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SOLID185ElementOutputDefinitions"Table185.1:"SOLID185ElementOutputDefinitions"所示的额外单元输出。不同的项目在\o"Figure

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SOLID185StressOutput"Figure185.2:"SOLID185StressOutput".描述，可以查看\o"BasicAnalysisProceduresGuide"ANSYSBasicAnalysisGuide里面的\o"5.2.3.2.FillingtheElementTableforVariablesIdentifiedBySequenceNumber"ElementTableforVariablesIdentifiedBySequenceNumber和手册里面的\o"2.2.2.2.TheItemandSequenceNumberTable"TheItemandSequenceNumberTable获得更多信息。图185.2SOLID185应力输出上述应力方向是全局坐标系方向。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[\o"ETABLE"ETABLE,\o"ESOL"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185.1SOLID185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Y\o""3PRES压力P1在节点nodesJ,I,L,K;P2在I,J,N,M;P3在J,K,O,N;P4在K,L,P,O;P5atL,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[\o""6]-YEPTH:X,Y,Z,XY,YZ,XZ热应变\o""2\o""2EPTH:EQV等效应变[\o""6]\o""2\o""2EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ塑性应变[\o""7]\o""1\o""1EPPL:EQV等效塑性应变[\o""6]\o""1\o""1EPCR:X,Y,Z,XY,YZ,XZ蠕变应变\o""1\o""1EPCR:EQV等效蠕变应变[\o""6]\o""1\o""1EPTO: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\o""1\o""1NL:CREQ累积等效蠕变应变\o""1\o""1NL:SRAT塑性屈服(1=已经屈服,0=没有屈服)\o""1\o""1NL:HPRES静水压力\o""1\o""1SEND:ELASTIC,PLASTIC,CREEP应变能密度-\o""1LOCI:X,Y,Z积分点坐标-\o""4SVAR:1,2,...,N静态变量-\o""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\o"*GET"*GET中有效。4.仅仅当\o"OUTRES"OUTRES,LOCI使用时有效。5.仅仅当USERMAT用户子程序和\o"TB"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(\o"MP"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。\o"Table

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SOLID185ItemandSequenceNumbers"Table185.2:"SOLID185ItemandSequenceNumbers"列出了可通过\o"ETABLE"ETABLE使用顺序号输出的方法。参见\o"BasicAnalysisProceduresGuide"ANSYSBasicAnalysisGuide里的\o"5.2.3.2.FillingtheElementTableforVariablesIdentifiedBySequenceNumber"ElementTableforVariablesIdentifiedBySequenceNumber和手册里面的\o"2.2.2.2.TheItemandSequenceNumberTable"TheItemandSequenceNumberTable获得更多信息.在表\o"Table

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SOLID185ItemandSequenceNumbers"Table185.2:"SOLID185ItemandSequenceNumbers"使用了下列符号：名字：定义在\o"Table

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SOLID185ElementOutputDefinitions"Table185.1:"SOLID185ElementOutputDefinitions"中输出量项：为\o"ETABLE"ETABLE命令预先指定的项名称。I,J,...,P在节点I,J,...,P的顺序号。表185.2SOLID185项和顺序号输出量名字\