Solid186

1Solid1863维20节点固体结构单元Solid186单元描述solid186是一个高阶3维20节点固体结构单元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模拟不规则的网（例如通过不同的CAD/CAM系统建立的模型）。单元通过20个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.SOLID186可以具有任意的空间各向异性，单元支持塑性，超弹性,蠕变,，应力钢化，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。有不同的输出选项可用。可以查看ANSYS,Inc.TheoryReference了解SOLID186的更多细节。图186.1Solid186单元SOLID186输入数据单元的几何，节点的位置和坐标系见Figure186.1:SOLID186Geometry.棱柱单元可以通过对节点K,L,和S;节点A和B;并且节点O,P,和W采用同一个节点号来实现，四面体单元和棱锥单元同样可以如图Figure186.1:SOLID186Geometry.所示实现，SOLID187是一个简单的10节点四面体单元。节点和单元输入数据都包括各向异性材料数据，各向异性材料方向平行于单元坐标系方向，关于单元坐标系的描述见CoordinateSystems。2关于单元加载的描述见NodeandElementLoads，压力可作为面力加载在如Figure186.1:SOLID186Geometry.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。如同CoordinateSystems里面的描述一样，你可以使用ESYS定义材料的方向和应力应变输出的方向，使用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。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ANSYSElementsReference里面的ApplicationsofMixedu-PFormulations。你可以通过ISTRESS或ISFILE命令给单元施加初始应力，可以通过ANSYSBasicAnalysisGuide里的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。solid186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NROPT,UNSYM。下一个表格概述了单元输入，ElementInput给出了单元输入的一般描述。SOLID186单元输入摘要节点：I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z,A,B节点自由度：UX，UY，UZ实常数：没有材料参数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),T(Q),T(R),T(S),T(T),T(U),T(V),T(W),T(X),T(Y),T(Z),T(A),T(B)；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.3注意：可以查看ANSYS,Inc.TheoryReference获得关于单元材料的更多信息。查看AutomaticSelectionofElementTechnologies和ETCONTROL获得更多关于单元选择的信息。KEYOPT(2)单元技术:0--一致缩减积分1–全积分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。SOLID186单元技术SOLID186使用一致缩减积分和全积分方法，如下所述：一致缩减积分在预防几乎不可压缩时的体积锁定是有效的，然而，如果在每个方向上不能保证至少2层单元时，沙漏模式可能在模型中传播。全积分全积分方法不会引起沙漏模式，但在材料不可压缩时可能导致体积锁定，此种方法常用于纯线性分析，或者当模型在每个方向只有一层单元时。SOLID186输出数据SOLID186单元的输出包括两种：4节点位移和全部的节点解答如表Table186.1:SOLID186ElementOutputDefinitions所示的额外单元输出。不同的项目在Figure186.2:SOLID186StressOutput.描述，图186.2SOLID186应力输出上述应力方向是全局坐标系方向。Theelementstressdirectionsareparalleltotheelementcoordinatesystem.AgeneraldescriptionofsolutionoutputisgiveninSolutionOutput.SeetheANSYSBasicAnalysisGuideforwaystoviewresults.单元应力的方向平行于单元坐标系方向，关于求解输出的一般性描述在SolutionOutput里给出，查看ANSYSBasicAnalysisGuide了解查看结果的方法。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[ETABLE,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186.1SOLID186单元输出定义表5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Y3PRES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[6]-YEPTH:X,Y,Z,XY,YZ,XZ热应变22EPTH:EQV等效热应变[6]22EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,XZ塑性应变[7]11EPPL:EQV等效塑性应变[6]11EPCR:X,Y,Z,XY,YZ,XZ蠕变应变11EPCR:EQV等效蠕变应变[6]11EPTO: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11NL:CREQ累积等效蠕变应变11NL:SRAT塑性屈服(1=已经屈服,0=没有屈服)11NL:HPRES静水压力11SEND:ELASTIC,PLASTIC,CREEP应变能密度-16名称定义ORLOCI:X,Y,Z积分点坐标-4SVAR:1,2,...,N静态变量-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*GET中有效。4.仅仅当OUTRES,LOCI使用时有效。5.仅仅当USERMAT用户子程序和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(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。Table186.2:SOLID186ItemandSequenceNumbers列出了可通过ETABLE使用顺序号输出的方法。参见ANSYSBasicAnalysisGuide里的TheGeneralPostprocessor(POST1)和手册里面的TheItemandSequenceNumberTable获得更多信息.在表Table186.2:SOLID186ItemandSequenceNumbers使用了下列符号：名字：定义在Table186.1:SOLID186ElementOutputDefinitions中输出量项：为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186.2SOLID186项和顺序号输出量名字ETABLE和ESOL命令输入项IJKLMNOPP1SMISC2143----P2SMISC56--87--P3SMISC-910--1211-P4SMISC--1314--1615P5SMISC18--1719--207输出量名字ETABLE和ESOL命令输入项IJKLMNOPP6SMISC----21222324SeeSurfaceSolutioninthismanualfortheitemandsequencenumbersforsurfaceoutputforETABLE.查看手册里面的SurfaceSolution了解用ETABLE按顺序号进行表面输出。SOLID186假设和限制零体积单元是不允许的。单元不能扭曲以至于单元有两个分离的体（这在单元编号错误时常会发生）。单元可以有如图186.1Figure186.1:SOLID186Geometry所示的编号，或者有平面IJKL和MNOP交叉，一个去掉中间节点的边暗示它的位移模式是线性的，而不是二次。可以查看ANSYSModelingandMeshingGuide里面的QuadraticElements(MidsideNodes)得到关于中间节点的更多信息。如果一致缩减积分被使用(KEYOPT(2)=0)，在每个方向上至少使用2层单元以避免沙漏模式。当单元退化为四面体，锲型，或金字塔型(见Triangle,PrismandTetrahedralElements)，相应的退化形函数被使用，金字塔型单元应该小心使用，退化时，单元尺寸应尽量小以减少应力梯度，金字塔型单元应使用于模型内部或不同单元连接处。如果你使用混合模式(KEYOPT(6)=1),没有中间节点可能失败，并且推荐使用不退化模式。如果你使用混合模式(KEYOPT(6)=1),你必须使用或者稀疏求解器（默认）或者波前求解器。应力刚化效应在几何非线性分析时总是打开的，在几何线性分析(NLGEOM,OFF)当指定SSTIF,ON时忽略，预应力影响可以通过PSTRES命令激活。SOLID186产品限制这个单元没有任何指定产品的限制。