超级棒的ansys130教程

超级棒的ansys130教程内容摘要：

Uz； Rxyz 表示 Rotx、 Roty、 Rotz 壳单元 结构分析单元功能与特性 单元使用应注意的问题： ⑴通常不计剪切变形的壳元用于薄板壳结构，而计入 剪切变形的壳元用于中厚度板壳结构。 当计入剪切变 形的壳元用于很薄的板壳结构时，会发生“ 剪切闭锁” 为防止出现剪切闭锁，一般采用减缩积分或假设剪应 变等方法，这两种方法对于 Timoshenko 梁效果是一样 的，但对于板壳元是不同的。 减缩积分比较常用，虽 然有可能导致“ 零能模式” （ zero energy mode），但 一般是在板壳较厚且单元很少时发生，这在实际情况 中出现的较少，且板壳较厚时可选择完全积分。 壳单元 结构分析单元功能与特性 ⑵其它特点： 除 8 节点壳元外均具有非协调元选项。 除 SHELL28/51/61 外均可退化为三角形形状的单元。 仅 SHELL181 支持读入初应力。 仅 SHELL93/181 支持减缩积分。 仅 SHELL43/63/143 具有面内 Allman刚度选项， SHELL181 具有 Drill 刚度选项。 大多数平板壳单元适合不规则模型和直曲壳模型，但 一般限制单元间的交角不大于 15176。 除 SHELL28 外，均支持变厚度、面荷载及温度荷载。 弹 簧单元 结构分析单元功能与特性 弹簧单元是一类专门模拟“ 弹簧” 行为的单元，不 同于用结构单元（如 LINK 等）的模拟。 此类单元当用 于一般弹簧时比较简单，而当具有控制作用时，则比 较复杂。 此类单元主要用于模拟铰销、轴向弹簧、扭 簧及其控制行为，但都不考虑弯曲作用，且此类单元 均无面荷载和体荷载。 每个单元的功能和特性如表 110 所示，其详细使用方法参见相关资料。 弹簧单元 结构分析单元功能与特性 单元名称 简称 节 点 数 节点 自由度 特性 备注 COMBIN7 3D 铰接连结单元 2+3 Uxyz,Rxyz EDNA 具有转动控制功能 COMBIN14 弹簧阻尼器单元 2 1D: URPT 之一 2D:Uxy 3D:Uxyz 或 Rxyz EDGB N 无控制功能 COMBIN37 控制单元 2,3, 4 URPT 之一 ENA 具有滑动控制功能 COMBIN39 非线性弹簧单元 2 1D: URPT 之一 2D:Uxy 3D:Uxyz 或 Rxyz EDGN 无控制功能 COMBIN40 组合单元 2 URPT 之一 ENA 具有滑动控制功能 质量单元 结构分析单元功能与特性 MASS21 为具有 6 个自由度的点单元， 即只有一 个节点，节点自自由度可为 Ux、 Uy、 Uz、Rotx、 Roty、 Rotz，通过不同设置可仅考虑 2D 或 3D 内的平动自由度 及其组合，它每个坐标方向可以具有不同的质量和转 动惯量。 该单元无面荷载和体荷载，支持弹性、大变 形和生死单元。 接触单元 结构分析单元功能与特性 ANSYS 支持三种接触方式，即点对点、点对面和 面对面的接触，接触单元是覆盖在模型单元的接触面 之上的一层单元。 点点单元用于模拟点对点的接触行 为，且预先知道接触位置；点面单元用于模拟点对面 的接触行为，预先不要确定接触位置，接触面之间的 网格不要求一致；面面单元用于模拟面对面的接触行 为，支持低阶和高阶单元，支持大变形行为等。 各种 单元的特性如表 111 所示。 接触单元 结构分析单元功能与特性 单元名称 简称 节点 数 节点 自由度 特性 备注 CONTAC12 2D 点点元 2 Ux,Uy ENA 法向预加载或间隙。 只受法向压力和 切向剪力（库仑摩擦）。 CONTAC52 3D 点点元 2 Ux,Uy,Uz ENA TARGE169 2D 目标元 3 UTVAR ENB 覆盖于实体元，可模拟复杂形状 CONTA171 2D2 节点面面元 2 UTVA ENDB 覆于平面单元和梁单元。 可处理库仑 摩擦和剪应力摩擦。 CONTA172 2D3 节点面面元 3 UTVA ENDB TARGE170 3D 目标元 8 UTVMR ENB 覆盖于实体元，可模拟复杂形状 CONTA173 3D4 节点面面元 4 UTVM ENDB 覆于 3D 实体单元和壳单元。 可处理库 仑摩擦和剪应力摩擦。 CONTA174 3D8 节点面面元 8 UTVM ENDB CONTA175 2D/3D 点面元 1 UTVA ENDB 点面 / 线面 / 面面，实体 / 梁 / 壳表面 CONTA178 3D 点点元 2 Ux,Uy,Uz EN 任意单元上的节点 ①节点自由度栏中 UUx ， Uy， Uz(3D)，TTemp ， VVol ， AAz， MMag， R —Rotz ② CONTAC26（点对地基元）、 CONTAC48/49 （ 2D/3D 点面元）在高版本中不再支持。 矩阵单元 MATRIX27 为刚度、阻尼、质量矩阵单元，可表示一种任意的 单元。 本单元具有两个节点，此两个节点可重合或不重合，每 个节点有 6 个自由度，即 Ux、 Uy、 Uz、 Rotx、Roty、 Rotz。 该 单元无面荷载和体荷载，但支持单元生死功能。 其矩阵可为对 称或不对称形式，通过 Keyopt(3)设置为刚度矩阵、或阻尼矩阵、 或质量矩阵。 本单元可模拟任意类型的单元，如可模拟特殊弹 簧和节点柔性连接等。 MATRIX50 为超单元，它是预先装配好的可独立使用的一组单 元。 该单元无节点和实常数 ，其自由度数目由所包含的单元决 定，其面荷载和体荷载可通过总的载荷向量和比例系数施加， 该单元支持大变形功能。 该单元不能包含基于拉格朗日乘子的 单元（如 MPC184 等），不支持非线性（忽略所包含的单元非 线性）。 超单元可包含其它超单元， 2D 超单元只能用于二维分 析，而 3D 超单元则只能用于三维分析。 表面效应单元 结构分析单元功能与特性 SURF153和 SURF154分别为 2D和 3D 结构表面效应单 元，可用于各种荷载（法向、切向、法向渐变、输入 矢量方向等）及表面效应（基础刚度、表面张力及附 加质量等）情况，可覆盖于任何二维（轴对称谐结构 单元 PLANE25/83 除外）和三维结构实体单元表面。 此类单元的主要特性如表 112 所示。 单元名 简称 节点数 节点 自由度 特性 备注 SURF 153 2D 结构表面效应 单元 2 或 3 Ux,Uy EDG B 有中间节点时为 3 节点 SURF 154 3D 结构表面效应 单元 4 或 8 Ux,Uy, Uz EDG B 有中间节点时为 8 节点 预紧、多点约束、网分单元 结构分析单元功能与特性 ⑴ PRETS179 为 2D/3D 预紧单元，用于定义网分后 的二维或三维结构预紧区，可由任意结构单元（杆、 梁、管、壳、 2D 实体和 3D 实体）建立。 该单元具有 3 个节点，每个节点具有一个自由度 Ux，该Ux 为预紧 方向的位移， ANSYS通过几何条件将预紧力施加到 指定的预紧荷载方向上，而不必考虑模型是如何定义 的。 该单元不支持面荷载和体荷载，仅支持非线性特性 ；不能使用约束方程和自由度耦合， NROTAT命令不 能用于节点 K ，且 K 节点必须位于整体直角坐标系。 预紧、多点约 束、网分单元 结构分析单元功能与特性 ⑵ MPC184 为多点约束单元，有刚性杆、刚性梁、滑 移、球形、销钉、万向接头的约束，适用于使用拉格 朗日乘子的具有运动约束时情况，该单元可用于机构 运动学，如起重机、挖掘机、汽车、机床和机器人等。 该单元有 2 个或 3 个节点，每个节点具有Ux、 Uy(2D)或 Ux、 Uy、 Uz(3D) 或 Ux、 Uy、 Uz、 Rotx、 Roty、 Rotz(3D)自由度。 无实常数和面荷载，支持温度荷载 及转动或转动力矩，支持大变形和单元生死。 ⑶ MESH200 是仅用来划 分网格的单元，对计算结果毫 无影响。 它是为实现多步网格划分的操作而设计的。 该单元可用于划分两维或三维空间的线，三维空间中 的三角形、四边形、四面体或六面体单元组成的面或 体，且均包括有或没有中间节点的情况。 MESH200 单 元可与任意其它单元一起使用，当不再需要它时，可 以将其删除或保留。 该单元可由 2 ～ 20 个节点组成，且不具有自由度、材 料特性、实常数及荷载。 利用 EMODIF 命令可将 MESH200 单元转换成其它单元类 型。 预紧、多点约束、网分单元 结构分析单元功能与特性 材料模型的分类 结构分析材料模型 ANSYS 结构分析材料属性： 线性 (Linear) 、非线性 (Nolinear) 、密度(Density) 、 热膨胀 (Thermal Expansion) 、 阻 尼(Damping) 、摩 擦系数 ( Friction Coefficient) 、特殊材料 (Specialized Materials) 等七种，可通过材料属性 菜单分别定义。 材料模型： 线性、非线性及特殊材料三类，每类材料中又可分 为多种材料类型，而每种材料类 型则有不同的属性。 材料模型的分类 结构分析材料模型 线弹性 正交各向异性 各向异性 各向同性 垫圈材料 受压曲线 线性卸载 非线性卸载 横向剪切 线性 非线性 User Material Options 特殊材料 Specialized Materials Gasket 一般参数 Joint Elastic 连接弹性 用户定义材料 用户常数 状态变量 蠕变 超弹 蠕变和状态变量 Linear Elastic Isotropic Orthotropic Anisotropic General Parameters Transverse Shear Nonlinear Unloading Linear Unloading Compression Nonlinear(SDF) Linear(SDF) User Constant Hyperelastic State Variables Creep 弹性 非线性材料模型 MooneyRivlin 模型 ( 可选 2/3/5/9 参数 ) Ogden 模型 ( 可选 15 项及一般 ) NeoHookean 模型 多项式形式模型 ArrudaBoyce 模型 Gent 模型 Yeoh 模型 ( 可选 15 阶及一般 ) BlatzKoFoam 模型 Ogden Foam 模型 ( 可选 15 阶及一般 ) MooneyRivlin 模型 (TB,MOONEY) 超弹性 Elastic Hyperelastic 多线性弹性 非弹性 Inelastic 率无关材料 Rate Independent Mises 塑性 (BMN) Hill 塑性 (BMN) Hill 塑性 (BMC) Mises 塑性 (BMC) Hill 塑性 (C 和 BMN) Mises 塑性 (C 和 BMN) Isotropic Hardening 等向强化塑性 一般各向异性 Hill 势 随动强化塑性 Kinematic Hardening 混合强化塑性 Combined Kinematic and Isotropic Hardening Generalizes Anisotropic Hill Potential 率相关材料 Rate Dependent Isotropic Hardening 等向强化塑性 Mises 塑性 (BMN) Hill 塑性 (BMN) 粘塑性 ViscoPlasticity Multilinear Elastic Polynomial Form ( 可选 15 项及一般 ) Anand 模型 Anand39。 s Model 蠕变 Creep Curve Fitting 曲线拟合 纯蠕变 Creep only Hill 势 (I) Mises。