1、ansys結(jié)構(gòu)分析之單元速查       link1可承受單軸拉壓的單元，不能承受彎矩作用plane22 維6節(jié)點(diǎn)三角形實(shí)體結(jié)構(gòu)單元，可用作平面單元 (平面應(yīng)力或平面應(yīng)變)，也可以用作軸對(duì)稱單元beam3可承受拉、壓、彎作用的單軸單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度，即沿x,y方向的線位移及繞z軸的角位移beam4 承受拉、壓、彎、扭的單軸受力單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有六個(gè)自由度：x、y、z三個(gè)方向的線位移和繞x,y,z三個(gè)軸的角位移solid5三維耦合場(chǎng)體單元，8個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有6個(gè)自由度link8三維桿（或桁架）單元，用來(lái)模擬：桁架、纜索、連

2、桿、彈簧等等，是桿軸方向的拉壓?jiǎn)卧總€(gè)節(jié)點(diǎn)具有三個(gè)自由度：沿節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系x、y、z方向的平動(dòng)plane132 維耦合場(chǎng)實(shí)體單元，有 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有 4 個(gè)自由度plane254 節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱諧波結(jié)構(gòu)單元，用于承受非軸對(duì)稱載荷的 2 維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的建模link32二維熱傳導(dǎo)桿單元，應(yīng)用在二維（板或軸對(duì)稱）穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析plane352 維 6 節(jié)點(diǎn)三角形熱實(shí)體單元，用作平面單元或軸對(duì)稱單元plane422 維實(shí)體結(jié)構(gòu)單元，作平面單元 (平面應(yīng)力或平面應(yīng)變)，也可以用作軸對(duì)稱單元。本單元有 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有 2 個(gè)自由度，分別為 x 和 y 方向的平移shell43 4 節(jié)點(diǎn)塑性

3、大應(yīng)變單元，適合模擬線性、彎曲及適當(dāng)厚度的殼體結(jié)構(gòu)。單元中每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度：沿xy和z 方向的平動(dòng)自由度以及繞x、y和z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 plane532 維 8 節(jié)點(diǎn)磁實(shí)體單元，用于 2 維 (平面和軸對(duì)稱) 磁場(chǎng)問(wèn)題的建模plane552 維 4 節(jié)點(diǎn)熱實(shí)體單元，作為平面單元或軸對(duì)稱環(huán)單元，用于 2 維熱傳導(dǎo)分析。本單元有 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度 溫度shell63彈性殼單元，具有彎曲能力和又具有膜力，可以承受平面內(nèi)荷載和法向荷載。本單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有6個(gè)自由度：沿節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系x、y、z方向的平動(dòng)和沿節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系x、y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)solid643-d 各向異性結(jié)構(gòu)實(shí)體單元，用于

4、各向異性實(shí)體結(jié)構(gòu)的3d建模。單元有8個(gè)結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)3個(gè)自由度，即沿x、y、z的平動(dòng)自由度solid65用于含鋼筋或不含鋼筋的三維實(shí)體模型。該實(shí)體模型可具有拉裂與壓碎的性能plane672 維熱-電耦合實(shí)體單元，有 4 各節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)自由度：溫度和電壓plane754 節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱諧波熱單元，作軸對(duì)稱環(huán)單元，具有 3 維熱傳導(dǎo)能力。本單元有 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度 溫度 tempplane772 維 8 節(jié)點(diǎn)熱實(shí)體單元，2 維 4 節(jié)點(diǎn)熱單元 (plane55) 的高階版本。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度 溫度plane788 節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱-諧波熱單元，軸對(duì)稱環(huán)單元，具有 3 維熱傳導(dǎo)能

5、力。本單元有 8 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度 溫度 tempplane822 維 8 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)體單元,是 2 維 4 節(jié)點(diǎn)單元 (plane42) 的高階版本。對(duì)于四邊形和三角形混合網(wǎng)格，它有較高的結(jié)果精度；可以適應(yīng)不規(guī)則形狀而較少損失精度。本 8 節(jié)點(diǎn)單元具有一致位移形狀函數(shù)，能很好地適應(yīng)曲線邊界plane838 節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱諧波結(jié)構(gòu)實(shí)體單元，非軸對(duì)稱載荷的 2 維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的建模，有 8 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度 節(jié)點(diǎn)在 x, y 和 z 方向的平移。對(duì)于未轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，其方向分別對(duì)應(yīng)徑向、軸向和切線方向 (圓周方向)plane1212 維 8節(jié)點(diǎn)靜電單元。本單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)

6、自由度：電壓，用于 2 維靜電場(chǎng)分析plane1452 維四邊形結(jié)構(gòu)實(shí)體 p 單元，支持最多 8 階多項(xiàng)式，用作平面單元 (平面應(yīng)力或平面應(yīng)變) 或作為軸對(duì)稱單元plane1462 維三角形結(jié)構(gòu)實(shí)體 p 單元，支持最多 8 階多項(xiàng)式，作平面單元 (平面應(yīng)力或平面應(yīng)變) 或作為軸對(duì)稱單元plane162顯式動(dòng)力 2 維結(jié)構(gòu)實(shí)體，用于平面問(wèn)題，也可用于軸對(duì)稱問(wèn)題。本單元有4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn) 6 個(gè)自由度：節(jié)點(diǎn)在 x 和 y 方向的平移、速度和加速度plane182單元限制 2 維 4 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元，可用作平面單元 (平面應(yīng)力、平面應(yīng)變或廣義平面應(yīng)變)，也可作為軸對(duì)稱單元，具有塑性、超彈性、應(yīng)力剛

7、度、大變形和大應(yīng)變能力，并具有力-位移混合公式的能力，可以模擬接近不可壓縮的彈塑性材料的變形plane1832 維 8 節(jié)點(diǎn)實(shí)體結(jié)構(gòu)單元，用作平面單元 (平面應(yīng)力、平面應(yīng)變和廣義平面應(yīng)變)，也可用作軸對(duì)稱單元。本單元具有塑性、蠕變、應(yīng)力剛度、大變形及大應(yīng)變的能力。并具有力-位移混合公式的能力，可以模擬接近不可壓縮的彈塑性材料的變形beam188 3 維線性有限應(yīng)變梁?jiǎn)卧m合于分析從細(xì)長(zhǎng)到中等粗短的梁結(jié)構(gòu)plane2232 維 8 節(jié)點(diǎn)耦合場(chǎng)單元， 2 維結(jié)構(gòu)、電、壓組和壓電分solid453-d結(jié)構(gòu)實(shí)體單元產(chǎn)品：mp me st <> <> pr <> &

8、lt;> <> pp edsolid45單元說(shuō)明solid45單元用于構(gòu)造三維實(shí)體結(jié)構(gòu).單元通過(guò)8個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)沿著xyz方向平移的自由度.單元具有塑性,蠕變,膨脹,應(yīng)力強(qiáng)化,大變形和大應(yīng)變能力。有用于沙漏控制的縮減積分選項(xiàng)。有關(guān)該單元的細(xì)節(jié)參看 ansys, 理論參考中的solid45部分。類似的單元有適用于各向異性材料的solid64單元。solid45單元的更高階單元是solid95。圖 45.1 solid45幾何描述solid45輸入數(shù)據(jù)    該單元的幾何形狀、結(jié)點(diǎn)位置、坐標(biāo)系如圖45.1: "sol

9、id45 幾何描述"所示。該單元可定義8個(gè)結(jié)點(diǎn)和正交各向異性材料。正交各向異性材料方向?qū)?yīng)于單元坐標(biāo)方向。單元坐標(biāo)系方向參見坐標(biāo)系部分。    單元荷載參見結(jié)點(diǎn)和單元荷載部分。壓力可以作為表面荷載施加在單元各個(gè)表面上，如圖45.1: "solid45 幾何描述"所示。正壓力指向單元內(nèi)部。可以輸入溫度和流量作為單元節(jié)點(diǎn)處的體載荷。節(jié)點(diǎn) i 處的溫度 t(i) 默認(rèn)為 tunif。如果不給出其它節(jié)點(diǎn)處的溫度，則默認(rèn)等于 t(i)。對(duì)于任何其它的輸入方式，未給定的溫度默認(rèn)為 tunif。對(duì)于流量的輸入與此類似，只是默認(rèn)值用零代替了 tuni

10、f。keyopt(1)用于指定包括或不包括附加的位移形函數(shù)。keyopt(5)和keyopt(6)提供不同的單元輸出選項(xiàng)（參見單元輸出部分）。    當(dāng)keyopt(2)=1時(shí)，該單元也支持用于沙漏控制的均勻縮減（1點(diǎn)）積分。均勻縮減積分在進(jìn)行非線性分析時(shí)有如下好處：·         相對(duì)于完全積分選項(xiàng)而言，單元?jiǎng)偠燃珊蛻?yīng)力（應(yīng)變）計(jì)算需要更少的cpu時(shí)間，而仍能獲得足夠精確的結(jié)果。·      

11、60;  當(dāng)單元數(shù)量相同時(shí)，單元?dú)v史存儲(chǔ)記錄（.esav 和 .osav）的長(zhǎng)度約為完全積分（2×2×2）的1/7。·         非線性分析的收斂性通常遠(yuǎn)比采用額外位移形狀的完全積分要好；即，keyopt(1) = 0, keyopt(2) = 0。·         分析結(jié)果不會(huì)受（由塑性或其它不可壓縮材性引起的）體積鎖死的影響。采用均勻縮減積分有以下缺點(diǎn)：· 

12、;        當(dāng)采用相同網(wǎng)格進(jìn)行彈性分析時(shí)，結(jié)果顯然不如完全積分方法精確。·         采用單層單元時(shí)不能很好的得到結(jié)構(gòu)的彎曲特性（例如，一根懸臂梁，受橫向集中力，采用單層單元）。建議采用4層單元。當(dāng)采用均勻縮減積分選項(xiàng)時(shí)（keyopt(2) = 1 這和 solid185 用 keyopt(2) = 1是一樣的），應(yīng)對(duì)總能量 (etable 命令，sene 標(biāo)識(shí)符)和沙漏造成的偽能量 (etable 命令，aene 標(biāo)識(shí)符)

13、 進(jìn)行比較以檢查結(jié)果的精度。如果沙漏能與總能量之比小于 5%，結(jié)果一般是可以接受的。如果該比值超過(guò)5%，則需細(xì)化網(wǎng)格。也可以在求解階段用 outpr,veng 命令控制總能量和沙漏能。更多說(shuō)明見 ansys 理論手冊(cè)。    可用istress 或者 isfile 命令給單元施加初始應(yīng)力狀態(tài)。更多信息參見ansys基礎(chǔ)分析紙指南中的施加初始應(yīng)力部分。你也可以用keyopt(9) = 1來(lái)從用戶子程序中讀取初應(yīng)力ustress。關(guān)于用戶子程序的細(xì)節(jié)，參見ansys upf指南。    在進(jìn)行幾何非線性分析時(shí)，可以使用 solcontro

14、l,incp 命令來(lái)包含壓力的影響。在線性特征值屈曲分析中自動(dòng)包括壓力載荷剛度效應(yīng)。如果需要非對(duì)稱的壓力載荷剛度效應(yīng)矩陣，使用 nropt,unsym 命令。該單元的輸入概要參見 "solid45 輸入數(shù)據(jù)摘要". 單元輸入數(shù)據(jù)的一般性描述參見單元輸入部分。solid45單元輸入數(shù)據(jù)摘要節(jié)點(diǎn)           i，j，k，l，m，n，o，p自由度         ux，uy，uz實(shí)常數(shù)hgstf

15、沙漏控制因子，僅當(dāng)keyopt(2) = 1時(shí)需要設(shè)置。注：有效值為任意正數(shù)，默認(rèn)為1.0。建議值為1到10之間。材料參數(shù)       ex, ey, ez, prxy, pryz, prxz (或 nuxy, nuyz, nuxz), alpx, alpy, alpz (或 ctex, ctey, ctez or thsx, thsy, thsz), dens, gxy, gyz, gxz, damp表面載荷       壓力表面1（j-i-l-k），表面2（i-j-n-m

16、），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）體載荷         溫度t（i），t（j），t（k），t（l），t（m），t（n），t（o），t（p）；流量fl（i），fl（j），fl（k），fl（l），fl（m），fl（n），fl（o）fl（p）特殊功能       塑性蠕變膨脹應(yīng)力剛化大變形大應(yīng)變單元死活自適應(yīng)下降初始應(yīng)力輸入keyopt (1)   0 包括附加的位移形

17、函數(shù)    1 不包括附加的位移形函數(shù)keyopt (2)      積分選項(xiàng) 0 依據(jù)keyopt(1)帶或者不帶附加位移形函數(shù)，執(zhí)行完全積分    1 帶砂漏控制的均勻縮減積分,不帶附加的位移形函數(shù)(keyopt(1)自動(dòng)設(shè)置為1)keyopt(4)       單元坐標(biāo)系0單元坐標(biāo)系平行于整體坐標(biāo)系    1單元坐標(biāo)系基于單元ij邊keyopt(5)      額外單元輸

18、出0 基本單元解    1 在所有積分點(diǎn)上重復(fù)基本解    2節(jié)點(diǎn)應(yīng)力解 keyopt(6)     額外表面輸出0基本單元解1附帶表面i-j-n-m的表面解2表面i-j-n-m和表面k-l-p-o的表面解(表面解只對(duì)線性材料可用)    3附帶每個(gè)積分點(diǎn)的非線性解4非零壓力表面的表面解keyopt(9)       初始應(yīng)力子程序選項(xiàng)（僅適用于直接用keyopt命令輸入時(shí)）0沒(méi)有用戶子程序提供初應(yīng)力(默認(rèn)) 

19、60;  1從用戶子程序ustress中讀入初始應(yīng)力數(shù)據(jù)(有關(guān)用戶子程序參見ansys upf指南)solid45輸出數(shù)據(jù)與單元結(jié)果相聯(lián)系的結(jié)果輸出主要有兩種方式：l        節(jié)點(diǎn)位移和所有節(jié)點(diǎn)結(jié)果。l        附加的單元輸出，如表45.1: "solid45 單元輸出定義"所示。    圖 45.2: "solid45應(yīng)力輸出"顯示了幾項(xiàng)結(jié)果。單元應(yīng)力方向平行于單

20、元坐標(biāo)系。表面應(yīng)力輸出在表面坐標(biāo)系上，各面上的結(jié)果都可得到（keyopt(6)）。面ijnm和klpo的坐標(biāo)系如圖45.1: "solid45幾何描述"所示。其他的表面坐標(biāo)系遵從類似的定位，即由受壓面結(jié)點(diǎn)關(guān)系確定。表面應(yīng)力輸出僅當(dāng)滿足單元輸出的條件時(shí)可用。一般性的描述參見結(jié)果輸出。關(guān)于如何查看結(jié)果，參見ansys 基礎(chǔ)分析指南。圖45.2: "solid45應(yīng)力輸出"(這里顯示的應(yīng)力方向相應(yīng)于 keyopt(4) = 0)當(dāng)keyopt(2)=1（單元采用均勻縮減積分），單元積分點(diǎn)上所有的輸出和完全積分方法的輸出形式相同。為保證輸出的一致性，在相同單元類

21、型中完全積分方法的點(diǎn)號(hào)。單元輸出定義表使用如下標(biāo)記:在名稱列中的冒號(hào) (：) 表示該項(xiàng)可以用分量名方法 etable, esol 處理；o 列表示該項(xiàng)可用于 jobname.out 文件；r 列表示該項(xiàng)可用于結(jié)果文件。無(wú)論 o列或 r 列，y 表示該項(xiàng)總是可用的，一個(gè)數(shù)字表示表的一個(gè)注解,其中說(shuō)明了使用該項(xiàng)的條件；而減號(hào) "-" 表示該項(xiàng)不可用。表45.1 solid45單元的結(jié)果輸出定義 名稱定義orei單元號(hào)yynodes節(jié)點(diǎn)-i,j,k,l,m,n,o,pyymat材料編號(hào)yyvolu體積yyxc,yc,zc結(jié)果輸出位置y3pres節(jié)點(diǎn)j,i,l,k的p2;

22、jkon的p3;klpo的p4;limp的p5;mnop的p6yytemp溫度t(i) ,t(j),t(k),t(l),t(m),t(n),t(o),t(p)yyfluen流量fl(i) fl(j) fl(k) fl(l) fl(m) fl(n) fl(o) fl(p)yys:x,y,z,xy,yz,xz應(yīng)力yys;1,2,3主應(yīng)力yys:int應(yīng)力強(qiáng)度yys:eqv等效mises應(yīng)力yyepel:x,y,z,xy,yz,xz彈性應(yīng)變yyepel:1,2,3主彈性應(yīng)變y-epel:eqv等效彈性應(yīng)變yyepth:x,y,z,xy,yz,xz平均熱應(yīng)變11epth:eqv等效熱應(yīng)變11eppl:

23、x,y,z,xy,yz,xz平均塑性應(yīng)變11eppl:eqv等效塑性應(yīng)變11epcr:x,y,z,xy,yz,xz平均蠕變應(yīng)變11epcr:eqv等效蠕變應(yīng)變11epsw:平均膨脹應(yīng)變11nl:epeq平均等效塑性應(yīng)變11nl:srat屈服表面上的跡應(yīng)力和應(yīng)力之比11nl:sepl從應(yīng)力-應(yīng)變曲線平均等效mises應(yīng)力11nl:hpres靜水壓力 1face表面lable22area表面面積22temp表面平均溫度22epel表面彈性應(yīng)變(x,y,xy)22press表面壓力22s(x,y,xy)表面應(yīng)力(x軸平行于定義該表面的前面兩個(gè)結(jié)點(diǎn)連接)22s(1,2,3)表面主應(yīng)力22si

24、nt表面應(yīng)力強(qiáng)度22seqv表面等效mises應(yīng)力22loci:x,y,z積分點(diǎn)位置-y1 僅當(dāng)單元具有非線性材料時(shí)，有非線性解輸出。2 表面輸出(如果keypoint(6)是1、2或者4) 。3 用*get可以獲得質(zhì)心位置的結(jié)果.。    4等效應(yīng)變用一個(gè)等效泊松比來(lái)計(jì)算：對(duì)于彈性和熱問(wèn)題，這個(gè)值由(mp,prxy)輸入；對(duì)于塑性和蠕變問(wèn)題，這個(gè)值取0.5表45.2  solid45綜合單元輸出描述輸出項(xiàng)名or非線性積分點(diǎn)結(jié)果eppl, epeq, srat, sepl, hpres, epcr, epsw1-積分點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果temp, s(x

25、, y, z, xy, yz, xz), sint, seqv, epel2-結(jié)點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果 temp, s(x, y, z, xy, yz, xz), sint, seqv, epel3-1.     若單元有非線性材料且keyopt(6)=3，在8個(gè)積分點(diǎn)處輸出結(jié)果。2.     若keyopt(5)=1，在每個(gè)積分點(diǎn)輸出結(jié)果。3.     若keyopt(5)=2，在每個(gè)結(jié)點(diǎn)輸出結(jié)果。表 45.3 "solid45 輸出項(xiàng)和序列號(hào)" 列出了可以通過(guò) e

26、table 命令，用序列號(hào)方法輸出的內(nèi)容列表。更多信息見 "ansys 基本分析指南" 中 一般后處理 (post1) 部分和本手冊(cè)中 "輸出項(xiàng)和序列號(hào)表" 部分。在 表 45.3 "solid45 輸出項(xiàng)和序列號(hào)" 中使用如下標(biāo)識(shí)符：name 與表 45.1: "solid45 單元輸出定義" 中相同定義的輸出量；item 用于 etable 命令的預(yù)先定義的輸出項(xiàng)；e對(duì)于單值或常數(shù)型單元數(shù)據(jù)的序列號(hào)；i,j,p 節(jié)點(diǎn)i,j,.,p 處數(shù)據(jù)的序列號(hào)；表 45.3  solid45 輸

27、出項(xiàng)和序列號(hào)輸出量名etable和 esol 命令輸入itemijklmnopp1smisc2143-p2smisc56-87-p3smisc-910-1211-p4smisc-1314-1615p5smisc18-1719-20p6smisc-21222324s:1nmisc16111621263136s:2nmisc27121722273237s:3nmisc38131823283338s:intnmisc49141924293439s:eqvnmisc510152025303540fluennmisc4142434445464748    有關(guān)適用etabl

28、e命令的表面結(jié)果輸出參見本手冊(cè)的表面輸出部分。solid45假定和限制·         體積等于0的單元是不允許的。·         單元結(jié)點(diǎn)編號(hào)可參照?qǐng)D45.1: "solid45幾何描述"，面ijkl和 mnop也可互換。·         單元不能扭曲，這樣單元就會(huì)有兩個(gè)獨(dú)立的體。這通常發(fā)生在當(dāng)單元

29、結(jié)點(diǎn)編號(hào)不當(dāng)時(shí)。·         所有單元都必須有8個(gè)結(jié)點(diǎn)。 ·         可以通過(guò)定義重合的k和l、o和p來(lái)形成棱柱形單元（參見三角形、棱柱形和四面體單元）。·         四面體形狀也是允許的。對(duì)四面體單元，額外形狀被自動(dòng)刪除。solid45產(chǎn)品限制對(duì)于以下產(chǎn)品，將在上述一般假設(shè)和限制的基礎(chǔ)上再增加一定的限制：。

30、ansys professional.  ·         不允許有damp材性。·         不能施加流量體荷載。·         唯一允許的特殊性能是應(yīng)力鋼化。·         keyopt(6)=3不可用。mpc

31、184多點(diǎn)約束單元：剛性桿，剛性梁，滑塊，球鉸，銷軸和萬(wàn)向聯(lián)軸器mp me st <> <> pr <> <> <> pp edmpc184單元描述mpc184包括使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)約束的一類常用的多點(diǎn)約束單元。這些單元可以簡(jiǎn)單地分為“約束單元”或“連接單元”。用戶可以在一些需要施加運(yùn)動(dòng)約束的場(chǎng)合中使用這些單元。這些約束可以簡(jiǎn)單到鉸鏈上的具有相同的位移值，也可以復(fù)雜到包括模型的剛性部分，或者在柔性體之間以某一特定方式傳遞運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)約束。例如，結(jié)構(gòu)中可能包含一些剛性部件或者通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑塊約束連接在一起的運(yùn)動(dòng)部件。結(jié)構(gòu)的剛性部分可

32、以使用mpc184的剛性桿或剛性梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬，運(yùn)動(dòng)部分可以使用mpc184的滑塊，球鉸，銷軸和萬(wàn)向聯(lián)軸器單元模擬。因?yàn)檫@些單元使用拉格朗日乘子法實(shí)現(xiàn)，ansys能夠輸出約束反力和力矩。使用的約束類型取決于實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合。約束單元如果沒(méi)有其它說(shuō)明，使用這些單元時(shí)，三維單元選項(xiàng)(keyopt(2) = 0)為默認(rèn)值。剛性桿/梁圖184.1  mpc184幾何mpc184可以用來(lái)模擬兩個(gè)變形體之間的剛性約束，或者在工程模型中模擬傳遞力和力矩的剛性部件。這個(gè)單元也可以應(yīng)用在由其它剛性結(jié)構(gòu)熱膨脹引起的變形分析中。如果keyopt(1) = 0 (默認(rèn)值)，單元為剛性桿，有二個(gè)節(jié)點(diǎn)，每

33、個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度（僅有平移）。如果keyopt(1) = 1，單元為剛性梁，有二個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度（x，y，z三個(gè)方向的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)）。該單元適合線性，大轉(zhuǎn)動(dòng)，大應(yīng)變非線性情況。 滑塊設(shè)置keyopt(1) = 3來(lái)定義三節(jié)點(diǎn)的滑塊單元。3維滑塊單元(keyopt(2) = 0)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度(x，y和z方向平移)。2維滑塊單元(keyopt(2) = 1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有二個(gè)自由度(x，y方向平移)。滑塊單元的運(yùn)動(dòng)約束施加方式：節(jié)點(diǎn)k被定義為從節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡始終在兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)（i和j）的連線上。k節(jié)點(diǎn)只允許在i和j節(jié)點(diǎn)連線上滑動(dòng)。球鉸設(shè)置keyopt(1) = 5來(lái)定義二節(jié)點(diǎn)

34、的球鉸。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)必須重合。3維球鉸每個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度(x，y和z方向平移)。2維球鉸單元(keyopt(2) = 1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)有二個(gè)自由度(x，y方向平移)。球鉸單元的運(yùn)動(dòng)約束施加方式：組成單元的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)平移位移保持一致；不約束轉(zhuǎn)動(dòng)自由度（如果存在）。說(shuō)明也可以使用ce或cp命令指定二個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相同的位移值，在那種情況下，約束自由度被刪除。然后，對(duì)球鉸單元而言，約束通過(guò)拉格朗日乘子法施加，可以得到約束反力。使用ce或cp命令施加位移約束通常更有效率，如果可能，盡量使用ce或cp命令代替mpc184球鉸單元。鏈接單元數(shù)值模擬中經(jīng)常涉及兩個(gè)零件連接的問(wèn)題。這些鏈接所承受的運(yùn)動(dòng)約束可以簡(jiǎn)單到兩個(gè)零

35、件連接處的具有相同的位移值，也可以復(fù)雜到模型中兩個(gè)變形體之間運(yùn)動(dòng)的傳遞。復(fù)雜的鏈接也可以包括一些控制機(jī)構(gòu)，如限制器或擋塊，兩個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量的鎖定器。在許多情況下，這些鏈接還可以包括在兩個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的未約束分量之間的剛度，阻尼或摩擦行為特性。銷軸鏈接和萬(wàn)向聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用于汽車，機(jī)器人，生物工程和其它行業(yè)。這些鏈接單元有二個(gè)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)鏈接的不同定義，在二個(gè)節(jié)點(diǎn)上施加不同的運(yùn)動(dòng)約束。約束通過(guò)拉格朗日乘子法施加。鏈接單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有六個(gè)自由度，定義六個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量：三個(gè)相對(duì)平移和三個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這六個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量主要用于模擬鏈接單元運(yùn)動(dòng)行為。對(duì)于鏈接單元，一些分量可能被運(yùn)動(dòng)約束限制住了，而另一些

36、分量是“自由的”或者“無(wú)約束的”。萬(wàn)向聯(lián)軸器和銷軸鏈接單元中，二個(gè)節(jié)點(diǎn)假設(shè)為重合，相對(duì)位移為零。銷軸鏈接單元只有一個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分量繞著銷軸旋轉(zhuǎn)是沒(méi)有約束住的，而萬(wàn)向聯(lián)軸器有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)分量是自由的。這些單元包括一些控制特性，如擋塊，鎖定器。一些激勵(lì)載荷或邊界條件也可以施加到單元的二個(gè)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量上去。例如，在銷軸鏈接中，可以在銷軸旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置擋塊，限制旋轉(zhuǎn)角度在一個(gè)特定范圍內(nèi)。也可以在二個(gè)節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)分量上施加位移或力邊界條件模擬鏈接的驅(qū)動(dòng)特性。驅(qū)動(dòng)力或位移由實(shí)際機(jī)構(gòu)電動(dòng)或液壓系統(tǒng)提供。鏈接單元的未約束相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量上可以施加線性剛度和阻尼特性。如果需要，可以施加與溫度相關(guān)的剛度和阻尼特性。除

37、了ansys中已經(jīng)存在的輸出選項(xiàng)，鏈接單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量也可以輸出。該單元適合線性，大轉(zhuǎn)動(dòng)，大應(yīng)變非線性情況。 銷軸鏈接設(shè)置keyopt(1) = 6定義二節(jié)點(diǎn)銷軸鏈接。銷軸單元的二個(gè)節(jié)點(diǎn)必須有相同的空間坐標(biāo)。mpc184銷軸鏈接單元只有一個(gè)基本自由度繞著軸或銷相對(duì)旋轉(zhuǎn)。單元能夠包括控制特性，如未約束自由度上的擋塊，鎖定器。旋轉(zhuǎn)邊界條件也可以施加到相對(duì)運(yùn)動(dòng)分量上。另外，相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向可以施加線性剛度和阻尼特性。ansys單元庫(kù)中另一種旋轉(zhuǎn)鏈接單元是combin7。combin7單元允許用戶控制連接柔度，摩擦，阻尼和其它控制特性。局部坐標(biāo)系固定在鏈接上，并與之一起運(yùn)動(dòng)，所以，該單元可以應(yīng)用于大變形

38、分析中，(更多詳細(xì)內(nèi)容參見combin7 - 銷軸鏈接單元)。mpc184銷軸鏈接單元的節(jié)點(diǎn)上施加了運(yùn)動(dòng)約束確保節(jié)點(diǎn)有相同的位移，另外，只有一個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度未被約束，另外二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)被固定。萬(wàn)向聯(lián)軸器設(shè)置keyopt(1) = 7來(lái)定義二節(jié)點(diǎn)方向聯(lián)軸器單元。單元的二個(gè)節(jié)點(diǎn)必須有相同的空間坐標(biāo)。mpc184萬(wàn)向聯(lián)軸器單元有兩個(gè)自由的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。該單元包括控制特性：相對(duì)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)分量上的擋塊和鎖定器。也可以在單元兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)分量上施加旋轉(zhuǎn)邊界條件。另外，可以在單元相對(duì)旋轉(zhuǎn)分量上指定線性剛度和阻尼特性。mpc184輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)因?yàn)閙pc184約束和鏈接的不同而不同。約束輸入數(shù)據(jù)剛性桿/剛

39、性梁圖184.1  mpc184幾何顯示了該單元的幾何，節(jié)點(diǎn)位置和單元坐標(biāo)系。單元需定義二個(gè)節(jié)點(diǎn)。單元的x軸從節(jié)點(diǎn)i指向節(jié)點(diǎn)j。單元截面面積假設(shè)為一個(gè)單位。ansys自動(dòng)選擇截面坐標(biāo)系；選擇方法參見beam4中的描述。當(dāng)單元作為剛性梁使用時(shí)，截面坐標(biāo)系僅僅與彎矩輸出有關(guān)。因?yàn)閱卧M一個(gè)剛性約束或剛性部件，材料剛度特性不必輸入。如果要考慮熱膨脹效應(yīng)，熱膨脹系數(shù)必須指定。如果分析中要考慮剛性單元的質(zhì)量，密度必須指定。如果密度指定，ansys在單元使用集中質(zhì)量矩陣。該單元支持單元生死特性，使用ealive和ekill實(shí)現(xiàn)該功能。節(jié)點(diǎn)和單元載荷描述單元載荷。可以在節(jié)點(diǎn)上輸入溫度作

40、為單元體載荷。節(jié)點(diǎn)i溫度t(i)，默認(rèn)值為tunif。節(jié)點(diǎn)j溫度默認(rèn)值為t(i)。"mpc184輸入概述" 總結(jié)了單元的輸入數(shù)據(jù)。"mpc184輸出數(shù)據(jù)" 提供了單元輸出的一般描述。滑塊圖184.2: "mpc184滑塊約束幾何" 顯示單元的幾何形狀和節(jié)點(diǎn)位置。單元由三個(gè)節(jié)點(diǎn)(i，j和k)定義。假設(shè)節(jié)點(diǎn)i在節(jié)點(diǎn)j和k的連線上。圖184.2: "mpc184滑塊約束幾何該單元不需要定義材料剛度特性。目前不支持單元生死選項(xiàng)。 mpc184滑塊單元輸入概要總結(jié)了單元輸入?yún)?shù)。 mpc184滑塊單元輸出數(shù)據(jù)提供單元輸出的常用描述。球鉸圖184.2: "mpc184球鉸約束幾何"顯示單元的幾何形狀和節(jié)點(diǎn)位置。單元由二個(gè)節(jié)點(diǎn)(i，j和k)定義。假設(shè)節(jié)點(diǎn)二個(gè)節(jié)點(diǎn)(i和j)具有相同的空間坐標(biāo)。圖184.2: mpc184球鉸約束幾何該單元不必輸入材料剛度特性，目前不支持單元生死。mpc184球鉸單元輸入概要總結(jié)了單元輸入?yún)?shù)。 mpc184球鉸單元輸出數(shù)據(jù)提供單元輸出的常用描述。鏈接輸入數(shù)據(jù)所有mpc184鏈接單元有一些通用的輸入要求。每個(gè)鏈接單元的特殊要求將在相應(yīng)章節(jié)著重顯示。截面定義每一個(gè)鏈接單元必須有相應(yīng)的截面定義。使用sectype定義截面類型和子類型。局部坐標(biāo)系說(shuō)明經(jīng)常在每個(gè)節(jié)