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ANSYS结构分析单元功能与特性杆单元: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显式动力分析单元:LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI16杆单元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。通常用LINK1和LINK8模拟桁架结构，如屋架、网架、网壳、桁架桥、桅杆、塔架等结构，以及吊桥的吊杆、拱桥的系杆等构件，必须注意线性静力分析时，结构不能是几何可变的，否则造成位移超限的提示错误。LINK10可模拟绳索、地基弹簧、支座等，如斜拉桥的斜拉索、悬索、索网结构、缆风索、弹性地基、橡胶支座等。LINK180除不具备双线性特性(LINK10)外，它均可应用于上述结构中，并且其可应用的非线性性质更加广泛，增加了粘弹塑性材料。⑸LINK1、LINK8和LINK180单元还可用于普通钢筋和预应力钢筋的模拟，其初应变可作为施加预应力的方式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。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；可采梁截面BEAM1893D二次有限应变梁3+1BEAM188，但属二次梁单元。单元使用另外应注意的问题：⑴梁单元面积和长度不能为零，且2D梁元必须位于XY平面内；⑵剪切变形的影响；⑶自由度释放；⑷梁截面特性；⑸BEAM23/24实常数的输入比较复杂；⑹荷载特性；⑺应力计算。管单元管单元是一类轴向拉压、弯曲和扭转的3D单元，单元的每个节点均具有6个自由度，即三个平动自由度Ux、Uy、Uz和三个转动自由度Rotx、Roty、Rotz，此类单元以3D梁元为基础，包含了对称性和标准管几何尺寸的简化特性。单元使用应注意的其他问题：⑴管元长度、直径及壁厚均不能为零；⑵可计算薄壁管和厚壁管，但某些应力的计算是基于薄壁管理论的；⑶管单元计入了剪切变形的影响，并可考虑应力增强系数和挠曲系数。该类单元有直管、T型管、弯管和沉管四种单元类型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PIPE182D实体单元2D实体单元是一类平面单元，可用于平面应力、平面应变和轴对称问题的分析，此类单元均位于XY平面内，且轴对称分析时Y轴为对称轴。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的高阶单元单元使用应注意的其他问题：⑴单元插值函数及说明；⑵荷载特性；⑶其它特点。3D实体单元3D实体单元用于模拟三维实体结构，此类单元每个节点均具有三个自由度，即Ux、Uy、Uz三个平动自由度。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SOLID186实体单元20EPCDFGBAY/YY缩的超弹SOLID187四面体实体元10EPCDFGBAY/NYSOLID191分层实体元20EGAY/NN层数≤100单元使用应注意的问题：⑴关于SOLID72/73单元；（2）SOLID185积分方式可选择。壳单元壳单元可以模拟平板和曲壳一类结构。壳元比梁元和实体元要复杂的多，因此壳类单元中各种单元的选项很多。杆、梁单元→板壳单元→实体单元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。弹簧单元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。质量单元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。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。预紧、多点约束、网分单元（1）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。（2）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。⑶MESH200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坐标系和工作平面6类坐标系：总体坐标系、局部坐标系、节点坐标系、单元坐标系、显示坐标系与结果坐标系。激活总体和局部坐标系命令：CSYS,KCN其中KCN表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），1-柱坐标系，2-球坐标系，4-以工作平面为坐标系，5-柱坐标系（以Y轴为转轴），≥11-局部坐标系。由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便。根据总体坐标系定义局部坐标系命令：LOCAL,KCN,KCS,XC,YC,ZC,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2其中：KCN--