ansys 2D 3D单元2-D LINK1 3-D LINK8 LINK10 LINK11 LINK180结构梁单元2-D BEAM3 BEAM23 BEAM543-D BEAM4 BEAM24 BEAM44 BEAM188 BEAM189结构线单元2-DLINK1单元可用于不同的工程应用中,依具体的应用,该单元可模拟桁架、链杆及弹簧等。
该二维杆单元每个节点的自由度只考虑x,y两个方向的线位移,是一种可承受单轴拉压的单元。
因为只用于铰接结构,故本单元不能承受弯矩作用。
结构线单元3-DLINK8单元是这种单元LINK1的三维情况。
LINK10 元素描述LINK10 是一种3 D 轴向拉或压的杆单元,有双线性刚度阵。
在仅处于拉状态时,如果进入压状态(在模拟松弛的电缆或松弛的链情况) 时,刚化被取消。
它也能被用于动态分析( 由于惯性或阻尼作用),此时希望使用松弛单元的特性但是单元的运动不是主要的。
This element is a line version of SHELL41 with KEYOPT(1) = 2, the “cloth” option.如果分析的目的要研究元素(由于没有松弛元素) 的运动, 应该用一种相似不会松弛的单元, 像LINK8 或PIPE59。
LINK10 也不能在最后结果是拉状态并且该处是集中力的情况时使用,但是迭代收敛结果可以使用在松弛条件。
(LINK10 should also not be used for static convergence applications where the final solution is known to be a taut structure but a slack condition is possible while iterating to a final converged solution.)如果要使用LINK10,那么因为这种原因,应当使用一种不同的单元或缓慢运动技术。
Shell63单元描述名称:SHELL63_弹性壳单元有效产品:MP ME ST PR PP EDSHELL63单元说明SHELL63既具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。
本单元每个节点具有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动。
应力刚化和大变形能力已经考虑在其中。
在大变形分析(有限转动)中可以采用不变的切向刚度矩阵。
其详细的特性请参考Section 14.63 of the ANSYS Theory Reference。
近似的单元有SHELL43,SHELL181(塑性能力),SHELL93(包含中间节点)ETCHG命令可以将SHELL57和SHELL157单元转换为SHELL63单元。
图1 shell63几何描述SHELL63数据输入单元SHELL63的几何形状、节点位置及坐标系如图1所示,单元定义需要四个节点、四个厚度、一个弹性地基刚度和正交各向异性的材料。
正交各向异性的材料参数的方向依据单元坐标系,单元坐标系方向见Coordinate Systems章节。
单元的X轴可以转动一个角度THETA(度数)。
在单元的面内,其节点厚度为输入的四个厚度,单元的厚度假定为均匀变化。
如果单元厚度不变,只需输入TK(I)即可;如果厚度是变化的,则四个节点的厚度均需输入。
弹性地基刚度(EFS)定义:在地基法线方向产生一个单位位移所需要的压力。
如果EFS 小于或者等于0,则弹性地基的效应将被忽略。
对于一些非均匀或者夹心壳的情况,本单元提供了以下实常数:RMI是由壳体本身的抗弯刚度与按照输入厚度计算得出的抗弯刚度的比值,RMI默认为1.0。
CTOP和 CBOT是从中面到上下两面纤维的距离以用来计算应力。
CTOP和 CBOT均为正数,假定中面位于用来计算应力的上下两面纤维的中间,如果没有输入CTOP和 CBOT,应力根据输入的厚度进行计算。
ADMSUA为单位面积上的附加质量。
ANSYS各类型单元连接专题讲解(一)之连接总则一直以来,有不少同学咨询水哥关于ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接问题。
之所以要用到各单元的连接,主要是由于我们在实际项目中,常常需要各种单元组合模拟,例如框架结构计算中的框架柱、框架梁采用梁单元模拟,楼板采用壳单元模拟,如此便会产生各类型单元之间的连接问题。
为解决部分朋友们的疑问,水哥依自己的理解将从以下几个方面系统讲解下ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接,其中若有不合理之处,还望各位朋友批评指正。
本系列讲解目录如下:1、单元连接总原则。
2、杆与梁、壳、体单元的连接。
3、梁单元与实体单元铰接。
4、2D梁单元与2D实体单元刚接。
5、3D梁单元与3D实体单元刚接。
6、壳单元与实体单元连接。
7、单元连接综合实例。
一般来说,按“杆梁壳体”单元顺序,只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度,则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约束方程。
例如:(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可,不需要约束方程。
(2)梁与壳有公共节点即可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同,尽管壳的rotz是虚的自由度,也不妨碍二者之间的关系,这有点类同于梁与杆的关系。
(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
(4)壳与体则也要相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
从上述也可见,ANSYS无非是通过三种方法来实现单元之间的连接:共用节点、耦合、约束方程。
这里简单介绍下耦合与约束方程的基本概念。
一、耦合所谓耦合,其实是一种比较特殊的约束方程,只不过为了区别于普通一般的约束方程,方便用户操作,特定提出来的一个概念。
他具体指当我们需要迫使两个或多个自由度取得相同值(值未知)时,可以将这类自由耦合在一起。
单元详解——SHELL99线性层结构壳单元Linear Layered Structural ShellMP ME ST<><>PR<><><>PP<>SHELL99单元描述SHELL99可以用于分层壳结构。
如果大于250,可以通过用户自定义矩阵实现。
元素每个节点有6个自由度:X、Y、Z方向平移和绕X、Y、Z轴转角。
此元素中节点不可去除。
参看ANSYS Modeling and Meshing Guide的Quadratic Elements (Midside Nodes)获得关于使用中节点的信息。
三角形可以通过定义相同节点号来形成。
比如K,L,O均为同一节点。
定义弹性地基刚度(EFS)是因为压力需要,用来产生一个地基单位法线位移。
EFS如果小于或等于0,则弹性刚度能力则被忽略。
ADMSUA为单位面积上的附加质量。
ANSYS中SHELL181单元参数详解SHELL181单元说明:SHELL181单元适合对薄的到具有一定厚度的壳体结构进行分析。
它是一个4结点单元,每个结点具有6个自由度:x,y,z方向的位移自由度和绕X,Y,Z轴的转动自由度。
(如果应用了薄膜选项的话,那该单元则只有移动自由度了)。
简并三角形选项只在该单元做为充填单元进行网格划分时才会用到。
Shell181单元非常适用于分析线性的,大转动变形和非线性的大形变。
壳体厚度的变化是为了适应非线性分析。
在该单元的应用范围内,完全积分和降阶积分都是适用的。
SHELL181单元阐明了以下(荷载刚度)分布压强的效果。
SHELL181单元可以应用在多层结构的材料,如复合层压壳体或者夹层结构的建模。
在复合壳体的建模过程中,其精确度取决于第一剪切形变理论(通常指明德林-雷斯那壳体理论)在解决许多有收敛困难的问题上,SHELL181单元可以用来替代SHELL43单元。
参见ANSYS理论参考中的SHELL181单元介绍以了解有关该单元的更多细节问题。
SHELL181 输入数据其几何特性,节点的位置及坐标系参见图181.1 SHELL 181单元的几何图。
该单元由四个节点定义而成:I,J,K,L。
该单元等式是基于对数应变和实际应力的测量的。
从运动学来讲,该单元支持有限的薄膜应变(伸展)。
你可以用实常数或者横截面定义来定义该单元的厚度或者其他的一些参数。
用实常量来定义其参数只限于定义单层壳体。
如果同时用实常数和一个有效的壳体横截面来定义SHELL181单元的话,实常数定义将被忽略。
SHELL181单元同样适用用预整合的壳体横截面类型。
当该单元用GENS类型横截面来定义时,厚度或者材料的定义就都不需要了。
如果想了解更多的信息,请参见预整合通用壳体横截面的使用。
用实常数来定义厚度壳体单元的厚度可以在其各个节点定义,在该单元内,其厚度的变化被认为是光滑的。
单元详解——PLANE77单元性质:2维8节点热实体单元有效产品:MPME<><><>PR<><><>PPEDPLANE77单元说明PLANE77是2维4节点热单元(PLANE55)的高阶版本。
每个节点只有一个自由度–温度。
8节点单元具有一致的温度形函数,可以较好地适应具有曲线边界的模型。
这一8节点热单元适用于2维,稳态或瞬态热分析。
关于本单元的更多细节见ANSYS公司理论手册中的PLANE77。
如果包含热单元的模型还要用于结构分析,应该用等价的结构单元(如PLANE82)替换本单元。
能够承受非轴对称载荷的轴对称单元是PLANE75。
图77.1PLANE77单元几何PLANE77输入数据在图77.1:"PLANE77单元几何"中给出了本单元的几何形状,节点位置和坐标系。
单元由8个节点以及正交异性材料特性所定义。
将节点K,L和O定义为同一节点,可以得到三角形单元。
正交异性材料的方向与单元坐标系相同。
单元坐标系的方向在坐标系中说明。
对于稳态分析,忽略比热和密度。
未输入的材料特性其默认值在线性材料特性中说明。
单元载荷在"节点和单元载荷"中说明。
对流换热或热流密度(二者不能同时)以及热辐射可以作为单元边界上的面载荷输入,如图77.1:"PLANE77单元几何"中带圆圈数字所示。
生热率可以作为单元节点上的体载荷输入。
如果输入了节点I处的生热率HG(I),但未给出其它节点处的生热率,则默认等于HG(I)。
如果输入了所有角节点处的生热率,各中间节点的生热率默认为相邻角节点生热率的平均值。
在"PLANE77输入汇总"中给出了本单元输入数据的汇总。
关于本单元输入数据的一般说明,见"单元输入"。
对于轴对称情况见轴对称单元。
PLANE77输入汇总节点I,J,K,L,M,N,O,P自由度TEMP实常数无材料性能KXX,KYY,DENS,C,ENTH面载荷对流换热或热流密度(二者不同时)和热辐射-边1(J-I),边2(K-J),边3(L-K),边4(I-L)体载荷生热率–HG(I),HG(J),HG(K),HG(L),HG(M),HG(N),HG(O),HG(P)求解能力生死单元关键选项KEYOPT(1)–如何计算膜(对流换热)系数0–一致膜系数矩阵;1–对角线膜系数矩阵;KEYOPT(3)-单元行为:0–平面1–轴对称PLANE77输出数据与单元有关的结果输出有两种形式:•包括在整个节点解中的节点位移。
【问题1】ANSYS中弹簧的设置现在做机床分析,在原有螺栓的地方要加弹簧单元,每个弹簧单元有三个方向的自由度。
为了方便添加弹簧单元,模型应该如何建立呢(比如,为了方便在将机床与地面连接的螺栓处添加弹簧单元,我现在建模时会建立凸台,将凸台与机床连接添加三个方向的弹簧单元);另外就是导轨与床身连接处添加弹簧单元时,是否需要添加三个方向的自由度呢(因为如果不加凸台的话,沿导轨的方向不方便加弹簧);最后,假如我的机床中共有20处需要添加弹簧,每个弹簧有三个方向添加参数,不知大家的参数如何设置比较方便(我以前没做过弹簧,现在是建立一个combin14单元,添加该单元的刚度和阻尼系数,比较麻烦。
如果弹簧的X 方向系数都一样的话,是否有简便方法呢)。
非常感谢大家的帮助,如果答案满意的话,愿追加50分【最佳答案】第一,如果建弹簧单元方便的问题:你可以用一些命令流来建立,比如你知道具体位置时想得到node编号,可以用Nnum=node(x,y,z),其中Nnum就是返回得到的(x,y,z)位置的node编号;如果知道该位置的关键点号k1,你想得到该位置的节点编号,可以用Nnum=node(kx(k1),ky(k1),kz(k1)) 得到了节点号后,用E,Nnum1,Nnum2建立连接单元,很方便。
这样做的好处,一是减小了重复操作的工作量;二是,如果手动加单元,万一mesh重做后,要重新去找点、手动建单元,很麻烦。
第二,如果想建三方向的连接属性,建议从同一点建3个不同方向的连接单元。
尽量用命令流操作(可以局部写命令流,然后输入到命令窗里),可以减小很多重复工作量,以及方便肉眼难以分辨的内部点选取。
【问题2】ansys中弹簧阻尼单元的设置请教大家一个问题,在ansys中进行机床的静动态分析,机床的导轨和导轨滑块设置硬点之后,连接对应的硬点要建立弹簧阻尼单元。
请问弹簧阻尼单元具体应该怎样建立呢,包括如何将硬点连接起来,如何设置弹簧阻尼单元的参数(参考下图)。
单元详解——SURF1523-D 表面热效应单元MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDSURF152单元描述SURF152 可以用于各种变化载荷和表面效应。
可以覆盖在任意3D热单元面上。
该单元用于3D热分析,而且变载荷和表面效应可以同时存在。
关于此单元更详细的信息请参看ANSYS, Inc. Theory Reference的SURF152。
Figure 152.1 SURF152 几何形状SURF152输入数据该单元几何形状,节点位置,坐标系如图Figure 152.1: "SURF152 Geometry"。
该单元由4至9个节点和材料特性定义,一个额外的节点(不在单元上)可以用于对流或辐射效应。
三角形单元可以通过把K,L定义到相同位置得到,在Triangle, Prism and Tetrahedral Elements中有详细描述。
该单元默认X轴与I-J边平行。
质量、体积和热生成计算要用到单元厚度(实常数TKI, TKJ, TKK, TKL)。
厚度TKJ, TKK, 和TKL默认为TKI, 值为1.0。
质量计算还用到密度(材料特性DENS)。
关于单元载荷的描述请参看Node and Element Loads。
对流或热流可以作为单元的面载荷输入。
表面对流传导矩阵计算需要用到膜层散热系数(用KVAL= 0 的SFE命令输入,CONV为标号)。
如果使用额外节点,其温度变为体积温度(按体积计算的平均温度)。
如果未用额外节点,由KVAL = 2输入的CONV值变为体积温度。
表面热对流矢量计算需要用到体积温度。
在一给定面上,热流或对流可以指定其中一个,但不能同时存在。
设置KEYOPT(7) = 1 增加使用经验项ITS - TBI n对膜层散热系数进行评估,TS 是单元表面温度,TB是流体体积温度,n是经验系数(常实数ENN).当KEYOPT(5) = 1而且FLUID116单元在KEYOPT(2) = 1时的流动信息存在时,体积温度可能会用KEYOPT(6) = 1,实常数OMEG(角速度)和NRF (恢复系数)调整为壁绝热温度。
ansys 低阶四面体单元类型ANSYS软件中,常用的低阶四面体单元类型有以下几种:Tet4、Tet10和Tetra。
1. Tet4:Tet4是最基本的四面体单元,它由四个节点和四个面构成。
每个节点有三个自由度,用于表示节点的位移,即x、y和z方向上的变形。
Tet4单元适用于粗糙的模型,如初步设计分析、荷载预测和加速度反应计算等。
2. Tet10:Tet10是Tet4的改进版本,它由十个节点和四个面构成。
相较于Tet4,Tet10单元具有更高的精度和更好的准确性。
它在应力和位移场的计算精度上具有更高的要求,适用于解决较为精细和复杂的问题,如结构的静力、动力和热力学等分析。
3. Tetra:Tetra是ANSYS中的一种高阶四面体单元,也称为“Prism”单元。
它由六个节点和四个面构成。
Tetra单元具有更高的精度和灵活性,适用于高要求的数值仿真,如表面变形、应力集中和材料失效等分析。
低阶四面体单元类型在ANSYS中具有以下特点和优势:1.简单易用:低阶四面体单元类型仅由少量的节点和面组成,易于建模和计算。
在建模过程中,可以使用自动网格划分工具来快速生成四面体单元网格,并进行后续的模拟和分析。
2.计算效率高:相较于高阶单元,低阶四面体单元具有更高的计算效率。
3.适用范围广:低阶四面体单元适用于各种分析场景,例如静力学、动力学、热力学等。
由于其在节点和面的连接方面具有一定的自由度,可以灵活地应对各种复杂的边界条件和载荷情况。
4.数值精度可控:低阶四面体单元的数值精度可以通过增加单元数量和改进网格划分方法来提高。
例如,通过使用更多的Tet10单元来代替Tet4单元,可以提高数值解的精度和准确性。
总而言之,ANSYS软件中的低阶四面体单元类型具有简单易用、计算效率高、适用范围广和数值精度可控等优势。
在工程仿真和分析中,根据具体的问题和要求,可以选择合适的低阶四面体单元类型进行模拟和计算。
LINK1可承受单轴拉压的单元,不能承受弯矩作用PLANE22维6节点三角形实体结构单元,可用作平面单元(平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元Beam3可承受拉、压、弯作用的单轴单元,每个节点有三个自由度,即沿x,y 方向的线位移及绕Z轴的角位移Beam4承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元,每个节点上有六个自由度:x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移SOLID5三维耦合场体单元,8个节点,每个节点最多有6个自由度LINK8三维杆(或桁架)单元,用来模拟:桁架、缆索、连杆、弹簧等等,是杆轴方向的拉压单元,每个节点具有三个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动PLANE13 2 维耦合场实体单元,有 4 个节点,每个节点最多有 4 个自由度PLANE25 4 节点轴对称谐波结构单元,用于承受非轴对称载荷2 维轴对称结构的建模LINK32二维热传导杆单元,应用在二维(板或轴对称)稳态或瞬态热分析PLANE35 2 维 6 节点三角形热实体单元,用作平面单元或轴对称单元PLANE42 2 维实体结构单元,作平面单元(平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元。
本单元有 4 个节点,每个节点有 2 个自由度,分别为 x 和y 方向的平移Shell43 4 节点塑性大应变单元,适合模拟线性、弯曲及适当厚度的壳体结构。
单元中每个节点具有六个自由度:沿x、y和z 方向的平动自由度以及绕x、y和z 轴的转动自由度PLANE53 2 维 8 节点磁实体单元,用于 2 维 (平面和轴对称) 磁场问题的建模PLANE55 2 维 4 节点热实体单元,作为平面单元或轴对称环单元,用于 2 维热传导分析。
本单元有 4 个节点,每个节点只有一个自由度 – 温度Shell63弹性壳单元,具有弯曲能力和又具有膜力,可以承受平面内荷载和法向荷载。
本单元每个节点具有6个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动SOLID64 3-D 各向异性结构实体单元,用于各向异性实体结构的3D建模。
LINK1单元描述: LINK1单元可用于不同的工程应用中,依具体的应用,该单元可模拟桁架、链杆及弹簧等。该二维杆单元每个节点的自由度只考虑x,y两个方向的线位移,是一种可承受单轴拉压的单元。因为只用于铰接结构,故本单元不能承受弯矩作用。而LINK8单元是这种单元的三维情况。 LINK1输入总结: 节点: I, J 自由度: UX, UY 实常数 AREA – 横截面面积 ISTRN – 初始应变 材料属性 EX, ALPX, DENS, DAMP 面荷载: None 体荷载: 温度 -- T(I), T(J) 热流量 -- FL(I), FL(J) 特性: 塑性 蠕变 膨胀 应力硬化 大变形 单元生死 KEYOPTS None LINK10—三维仅受拉或仅受压杆单元 LINK10单元说明: LINK10单元独一无二的双线性刚度矩阵特性使其成为一个轴向仅受拉或仅受压杆单元。使用只受拉选项时,如果单元受压,刚度就消失,以此来模拟缆索的松弛或链条的松弛。这一特性对于将整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用。当需要松弛单元的性能,而不是关心松弛单元的运动时,它也可用于动力分析(带有惯性或阻尼效应)。 如果分析的目的时研究单元的运动(没有松弛单元),那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元,比如:LINK8或PIPE59。对于最终收敛结果为绷紧状态的结构,如果迭代过程中可能出现松弛状态,那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。这时候应该采用其它单元或者采用“缓慢动力”技术。 输入数据 单元名称: LINK10 节点: I,J 自由度: UX, UY, UZ(X, Y, Z方向的平动位移) 实常数: AREA(横截面面积),ISTRN(初始应变值,如果为负值则为每单位长度间隙)如果ISTRN小于0并且KEYOPT(3) = 0,则表面缆最初是松弛的。如果ISTRN大于0并且KEYOPT(3) = 1,表面裂口最初是打开的 材料特性: EX(弹模), ALPX(热膨胀系数), DENS(密度) , DAMP(对于阻尼域的矩阵乘数K) 面载荷: 无 体载荷: 温度-- T(I),T(J) 特殊特性: 非线性、应力刚化、大变形、单元生死 KEYOPT(2) 0 -- 表示松弛的缆没有刚度 1 -- 松弛的缆纵向运动时有分配了小刚度 2 -- 松弛的缆纵向运动并且在垂线方向也有运动(仅在应力刚化时适用)时分配了小刚度 KEYOPT(3) 0 -- 仅受拉(缆)选项 1 -- 仅受压(裂口)选项 Link11: 单元性质:线性激励 有效产品:MP ME SET<><><><>PPED Link11单元说明 Link11单元用于模拟液压缸和其他大型回转装置。该单元受一个单轴向的力,单元节点有三个方向的自由度,分别是XYZ方向的平动。不考虑弯曲和扭转力。 输入数据 单元的荷载描述见节点荷载和单元荷载。在pres 面板输入面载荷来定义激励力,该力与单元的零受力部位有关。与定义一个交替变换的激励力一样,力也可以采用的这一方式来定义。 输入摘要 单元名称: LINK11 节点: I,J 自由度: UX, UY, UZ(X, Y, Z方向的平动位移) 实常数: 刚度系数K,尼系数C,质量M 材料特性: 无 面载荷: 压力---------面1激励力,面2—轴向力 体载荷: 无 特殊特性: 应力强化,大变形、单元生死 名称:LINK33—三维热传导杆单元 有效产品:MP ME PR PP ED INK33单元说明: LINK33单元是用于节点间热传导的单轴单元,此单元在每个节点上只有一个自由度——温度。热传导杆单元可用于稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需要进行结构分析,此单元可被一个等效的结构单元所代替。 输入数据 单元通过两个节点、横截面面积及材料属性来定义。比热和密度在稳态求解时被忽略。导热性是指向单元轴向的。 热产生率可在节点处作为单元的体荷载来输入。节点J处的热产生率HG(J)默认和节点I处的热产生率HG(I)是相等的。 LINK33输入摘要 单元名称: LINK33 节点: I,J 自由度: TEMP(温度) 实常数: AREA(横截面面积) 材料特性: KXX(导热系数),DENS(密度),C(比热),ENTH(焓) 面载荷: 无 体载荷: 热产生率-- HG(I),HG(J) 特殊特性: 单元生死 名称:link160 每个节点有三个自由度,并且只能承受轴向的力 这个单元只能用于显式动力学分析 link160输入数据 对这种单元,你可以选择三种材料: 各向同性弹性材料,随动塑性材料,双线性随动硬化材料。 这种单元有全局坐标系的I、J节点定义,节点K定义了一个包含单元s轴的面。单元r轴过I、J两节点,平行于杆的径向。节点K用来定义单元的轴向,但是并不一定和节点I、J在同一直线上。节点K的位置只是用来定义单元的初始方位。
使用EDLOAD命令施加节点载荷(位移、力等)。也可以使用EDLOAD命令在刚性体上施加载荷。
自由度 UX,UY,UZ,VX,VY,VZ,AX,AY,AZ 注意:在显式动力学分析中, V(X、Y、Z)代表节点速度, A(X、Y、Z)代表节点加速度 尽管V(X、Y、Z)和A(X、Y、Z)以自由度的名义出现,它们实际上并不是物理意义上的自由度。 但是这些量被当作自由度来计算和存储以备后处理。 实常数 Area-横截面积 材料属性 EX,NUXY,DENS,DAMP(用MP命令定义) RIGID(刚度,用EDMP命令定义) BKIN,PLAW(TB命令;参阅ANSYS LS_DYNA User`s Guide中的Material Models) 面载荷:无 体载荷:无 特征:这个单元支持显式动力学分析的所有非线性特征 LINK167单元描述
LINK167单元在实际中用来模拟弹性索,但是此单元不产生压力。这个单元仅用于显式动力学分析。 LINK167输入数据 节点K决定横截面的初始方向。 这种单元由全局坐标系中的节点I和J来定义,节点K定义一个包含单元s-轴的平面(依I和J)。单元的r-轴通过I、J两节点,平行于杆的径向。节点K用来定义单元的轴向。节点K常用于定义单元轴系统,不必和节点I和J在同一直线上,仅仅用于确定单元初始方向。 单元的实常数是杆面积(AREA)和索偏移量(OFFSET)。对于一个松弛单元,偏移值应当以负值输入;而对于一个初始拉力,偏移值应当为正。 当且仅当杆在拉紧时产生在杆上的力,F,才是非零的。力的值由下面公式确定: F=K·max(△L,0) 这里△L是长度的改变量 △L =现在长度—(初始长度—偏移量) 刚度用下式定义: K=E×area /(初始长度—偏移量) 对这个单元只能用索材料类型。对这种材料,你需要定义密度(DENS)和杨氏模量(EX)或荷载曲线ID。如果你指定了荷载曲线ID(EDMP,CABLE,VAL1,VAL1即荷载曲线ID),将忽略杨氏模量而以荷载曲线代替。荷载曲线上的点用工程应力与工程应变之比来定义(即指初始长度上的长度变化)。非荷载行为遵循于荷载行为。 在x,y,z方向上的基础加速度和角速度可用EDLOAD命令施加在节点上。为施加这些荷载,你需要先选择节点并创建一个集合,然后把荷载施加在集合上。 LINK167单元输入概要 节点 I,J,K (K是方向节点) 自由度 UX,UY,UZ,VX,VY,VZ,AX,AY,AZ 注意: 在显式动力学分析中,V(X,Y,Z)指节点速度,A(X,Y,Z)指节点加速度。虽然V(X,Y,Z)和A(X,Y,Z)以自由度的名义出现,它们实际上并不是物理意义上的自由度。但是这些量被当作自由度来计算和存储以备后处理。 实常数 AREA—横截面积 OFFSET—索的偏移值 材料属性 EX(用MP命令定义)或荷载曲线ID(用EDMP命令定义) DENS(用MP命令定义) DAMP(用MP命令定义) CABLE(用EDMP命令定义,参阅ANSYS LS_DYNA User`s Guide中的Material Models) 面载荷:无 体载荷:无 特征:这个单元支持显式动力学分析的所有非线性特征 KEYOPTS:无 LINK180单元是有着广泛工程应用的杆单元,它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元,每个节点具有三个自由度:沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。就像铰接结构一样,本单元不承受弯矩。本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形、大应变等功能。默认情况下,无论进行何种分析,当使用命令NLGEOM,ON时,LINK180单元的应力刚化效应开关打开。同时本单元还具有弹性、各向同性塑性硬化、动力塑性硬化、Hill(各向异性塑性)、Chaboche(非线性塑性硬化)以及蠕变等性能。其详细的特性请参考《ANSYS. Inc. Theory Reference 》。仅受拉或仅受压杆单元详见LINK10。 输入数据 图180.1给出了本单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。该单元通过两个节点、横截面面积(AREA)、单位长度的质量(ADDMAS)及材料属性来定义。单元的X轴是沿着节点I到节点J的单元长度方向。 单元的荷载描述见Node and Element Loads(节点荷载和单元荷载)。温度可以作为单元在节点处的体荷载来输入。节点I处的温度T(I)缺省为TUNIF,节点J处的温度T(J)默认值为T(I)。 LINK180单元允许通过改变截面积来实现轴向伸长功能。缺省时,单元的截面积改变然而体积保持不变,即使变形后亦如此,缺省值适合用于弹塑性分析。也可以通过设置KEYOPT(2)使截面积保持不变或刚性。 KEYOPT(10)=1被用来从用户子程序读入初始应力。用户子程序的详细情况见ANSYS Guide to User Programmable Features。 单元输入摘要见下面的Input Summary(输入摘要),单元输入的一般性