全套完整版ANSYS命令流教学手册.docx
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全套完整版ANSYS命令流教学手册
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1ANSYS结构分析单元功能与特性
1.1杆单元:
LINK1、8、10、11、180
单元名称
简称
节点数
节点自由度
特性
备注
LINK1
2D杆
2
Ux,Uy
EPCSDGB
常用杆元
LINK8
3D杆
Ux,Uy,Uz
EPCSDGB
LINK10
3D仅受拉
或仅受压杆
EDGB
模拟缆索的松弛及间隙
LINK11
3D线性调节器
EGB
模拟液压缸和大转动
LINK180
3D有限应变杆
EPCDFGB
另可考虑粘弹塑性
注：
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。
LINK1、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。
1.2梁单元:
BEAM3、4、23、24，44，54，188，189
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
BEAM3
2D弹性梁
2
Ux,Uy,
Rotz
EDGB
常用平面梁元
BEAM23
2D塑性梁
2
EPCSDFGB
具有塑性等功能
BEAM54
2D渐变不对称梁
2
EDGB
不对称截面，可偏移中心轴
BEAM4
3D弹性梁
2
Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz
EDGB
拉压弯扭，常用3D梁元
BEAM24
3D薄壁梁
2+1
EPCSDGB
拉压弯及圣文南扭转；开口或闭口截面
BEAM44
3D渐变不对称梁
2+1
EDGB
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
BEAM188
3D线性有限应变梁
2+1
Ux,Uy,Uz
Rotx,Roty,Rotz
或增加warp
EPCDFGB
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
BEAM189
3D二次有限应变梁
3+1
BEAM188，但属二次梁单元。
注：
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。
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。
1.3管单元:
PIPE16，17，18，20，59，60
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
PIPE16
3D弹性直管元
2
EDGB
可考虑两种温度梯度及内部和外部压力
PIPE17
3D弹性T型管元
2~4
EDGB
可考虑绝热、内部流体、腐蚀及应力强化
PIPE18
3D弹性弯管元
2+1
EDB
PIPE20
3D塑性直管元
2
EPCSDGB
同PIPE16
PIPE59
3D弹性沉管元
2
EDGB
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
PIPE60
3D塑性弯管元
2+1
EPCSDB
同PIPE18
注：
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。
1.42D实体单元:
PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，183
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
PLANE2
6节点三角形单元
Ux,Uy
EPCSD
FGBA
适用于不规则的网格
PLANE42
4节点四边形单元
具有协调和非协调元选项
PLANE82
8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
PLANE145
8节点四边形P单元
E
支持2～8阶多项式
PLANE146
6节点三角形P单元
支持2～8阶多项式
PLANE182
4节点四边形单元
EPCSD
FGBA
具有更多的非线性材料模型
PLANE183
8节点四边形单元
是PLANE182的高阶单元
PLANE25
4节点谐结构单元
Ux,Uy
Uz
EGB
模拟非对称荷载的轴对称结构
PLANE83
8节点谐结构单元
是PLANE25的高阶单元
注：
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。
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。
1.53D实体元:
SOLID45，46，64，65，72，73，92，95，147，148，185，186，187，191
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
8
EPCSDFGBA
Y/Y
Y
正交各向异性材料
SOLID46
分层实体元
8
EDG
Y/N
N
层数达250或更多
SOLID64
各向异性实体元
8
EDGBA
Y/N
N
各向异性材料
SOLID65
钢筋混凝土实体元
8
EPCDFGBA
Y/N
N
开裂,压碎,应力释放
SOLID92
四面体实体元
10
EPCSDFGBA
Y/N
Y
正交各向异性材料
SOLID95
实体单元
20
EPCSDFGBA
Y/Y
Y
是SOLID45的高阶元
SOLID147
砖形实体P元
20
E
Y/N
N
P可设置2～8阶
SOLID148
四面体实体P元
10
E
Y/N
N
P可设置2～8阶
SOLID185
实体单元
8
EPCDFGBA
Y/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
20
EPCDFGBA
Y/Y
Y
缩的超弹
SOLID187
四面体实体元
10
EPCDFGBA
Y/N
Y
SOLID191
分层实体元
20
EGA
Y/N
N
层数≤100
注：
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。
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。
1.6壳单元:
SHELL28，41，43，51，61，63，91，93，99，143，150，181，208，209
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。
1.7弹簧单元:
COMBIN7，14，37，39，40
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。
1.8质量单元:
MASS21
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。
1.9接触单元:
CONTAC12，52，TARGE169，170，CONTA171，172，173，174，175，178
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
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