ansys各种单元及使用.doc

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ansys单元类型种类统计

单元名称种类单元号

LINK（共12种）1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180

PLANE（共20种）2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223

BEAM（共09种）3,4,23,24,44,54,161,188,189

SOLID（共30种）5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164,168,185,186,187,191,226,227

COMBIN（共05种）7,14,37,39,40

INFIN（共04种）9,47,110,111

CONTAC（共05种）12,26,48,49,52

PIPE（共06种）16,17,18,20,59,60

MASS（共03种）21,71,166

MATRIX（共02种）27,50

SHELL（共19种）28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209

FLUID（共14种）29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142

SOURC（共01种）36

HYPER（共06种）56,58,74,84,86,158

VISCO（共05种）88,89,106,107,108

CIRCU（共03种）94,124,125

TRANS（共02种）109,126

INTER（共05种）115,192,193,194,195

HF（共03种）118,119,120

ROM（共01种）144

SURF（共04种）151,152,153,154

COMBI（共01种）165

TARGE（共02种）169,170

CONTA（共06种）171,172,173,174,175,178

PRETS（共01种）179

MPC（共01种）184

MESH（共01种）20

ANSYS分析结构静力学中常用的单元类型

类别

形状和特性

单元类型

杆

普通

双线性

LINK1,LINK8

LINK10

梁

普通

截面渐变

塑性

考虑剪切变形

BEAM3,BEAM4

BEAM54,BEAM44

BEAM23,BEAM24

BEAM188,BEAM189

管

普通

浸入

塑性

PIPE16,PIPE17,PIPE18

PIPE59

PIPE20,PIPE60

2-D实体

四边形

三角形

超弹性单元

粘弹性

大应变

谐单元

P单元

PLANE42,PLANE82,PLANE182

PLANE2

HYPER84,HYPER56,HYPER74

VISCO88

VISO106,VISO108

PLANE83,PPNAE25

PLANE145,PLANE146

3-D实体

块

四面体

层

各向异性

超弹性单元

粘弹性

大应变

P单元

SOLID45,SOLID95,SOLID73,SOLID185

SOLID92,SOLID72

SOLID46

SOLID64,SOLID65

HYPER86,HYPER58,HYPER158

VISO89

VISO107

SOLID147,SOLID148

壳

四边形

轴对称

层

剪切板

P单元

SHELL93,SHELL63,SHELL41,SHELL43,SHELL181

SHELL51,SHELL61

SHELL91,SHELL99

SHELL28

SHELL150



一、单元类型选择概述：

ANSYS的单元库提供了100多种单元类型，单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上；

单元类型选择方法：

1.设定物理场过滤菜单，将单元全集缩小到该物理场涉及的单元；

二、单元类型选择方法（续一）

2.根据模型的几何形状选定单元的大类，如线性结构则只能用“Plane、Shell”这种单元去模拟；

3.根据模型结构的空间维数细化单元的类别，如确定为“Beam”单元大类之后，在对话框的右栏中，有2D和3D的单元分类，则根据结构的维数继续缩小单元类型选择的范围；

三、单元类型选择方法（续二）

4.确定单元的大类之后，又是也可以根据单元的阶次来细分单元的小类，如确定为“Solid-Quad”，此时有四种单元类型：

Quad4node42Quad4node183Quad8node82Quad8node183前两组即为低阶单元，后两组为高阶单元；

四、单元类型选择方法（续三）

5.根据单元的形状细分单元的小类，如对三维实体，此时则可以根据单元形状是“六面体”还是“四面体”，确定单元类型为“Brick”还是“Tet”；

五、单元类型选择方法（续四）

6.根据分析问题的性质选择单元类型，如确定为2D的Beam单元后，此时有三种单元类型可供选择，如下：

2Delastic32Dplastic232Dtapered54，根据分析问题是弹性还是塑性确定为“Beam3”或“Beam4”，若是变截面的非对称的问题则用“Beam54”。

六、单元类型选择方法（续五）

7.进行完前面的选择工作，单元类型就基本上已经定位在2-3种单元类型上了，接下来打开这几种单元的帮助手册，进行以下工作：

仔细阅读其单元描述，检查是否与分析问题的背景吻合、

了解单元所需输入的参数、单元关键项和载荷考虑；

了解单元的输出数据；

仔细阅读单元使用限制和说明。

Mass21是由6个自由度的点元素，x,y,z三个方向的线位移以及绕x,y,z轴的旋转位移。

每个自由度的质量和惯性矩分别定义。

Link1可用于各种工程应用中。

根据应用的不用，可以把此元素看成桁架，连杆，弹簧，等。

这个2维杆元素是一个单轴拉压元素，在每个节点都有两个自由度。

X,y,方向。

铰接，没有弯矩。

Link8可用于不同工程中的杆。

可用作模拟构架，下垂电缆，连杆，弹簧等。

3维杆元素是单轴拉压元素。

每个点有3个自由度。

X,y,z方向。

作为铰接结构，没有弯矩。

具有塑性，徐变，膨胀，应力强化和大变形的特性。

Link103维杆元素，具有双线性劲度矩阵的特性，单向轴拉（或压）元素。

对于单向轴拉，如果元素变成受压，则硬度就消失了。

此特性可用于静力钢缆中，当整个钢缆模拟成一个元素时。

当需要静力元素能力但静力元素又不是初始输入时，也可用于动力分析中。

该元素是shell41的线形式，keyopt

（1）=2,’cloth’选项。

如果分析的目的是为了研究元素的运动，（没有静定元素），可用与其相似但不能松弛的元素（如link8和pipe59）代替。

当最终的结构是一个拉紧的结构的时候，Link10也不能用作静定集中分析中。

但是由于最终局于一点的结果松弛条件也是有可能的。

在这种情况下，要用其他的元素或在link10中使用‘显示动力’技术。

Link10每个节点有3个自由度，x,y,z方向。

在拉（或压）中都没有抗弯能力，但是可以通过在每个link10元素上叠加一个小面积的量元素来实现。

具有应力强化和大变形能力。

Link11用于模拟水压圆筒以及其他经受大旋转的结构。

此元素为单轴拉压元素，每个节点有3个自由度。

X,y,z方向。

没有弯扭荷载。

Link180可用于不同的工程中。

可用来模拟构架，连杆，弹簧，等。

此3维杆元素是单轴拉压元素，每个节点有3个自由度。

X,y,z方向。

作为胶接结构，不考虑弯矩。

具有塑性，徐变，旋转，大变形，大应变能力。

link180在任何分析中都包括应力强化项（分析中，nlgeon,on），此为缺省值。

支持弹性，各向同性硬化塑性，运动上的硬化塑性，希尔各向异性塑性，chaboche非线性硬化塑性和徐变等。

Beam3单轴元素，具有拉，压，弯性能。

在每个节点有3个自由度。

X,y,方向以及绕z轴的旋转。

Beam4是具有拉压扭弯能力的单轴元素。

每个节点有6个自由度，x,y,z,绕x,y,z轴。

具有应力强化和大变形能力。

在大变形分析中，提供了协调相切劲度矩阵选项。

Beam23单轴元素，拉压和受弯能力。

每个节点有3个自由度。

该元素具有塑性，徐变，膨胀能力。

如果这些影响都不需要，可使用beam3，2维弹性梁。

Beam243维薄壁梁。

单轴元素，任意截面都有拉压、弯曲和St.Venant扭转能力。

可用于任何敞开的和单元截面。

该元素每个节点有6个自由度：

x,y,z和绕x,y,z方向。

该元素在轴向和自定义的截面方向都具有塑性，徐变和膨胀能力。

若不需要这些能力，可用弹性梁beam4或beam44。

Pipe20和beam23也具有塑性，徐变和膨胀能力。

截面是通过一系列的矩形段来定义的。

梁的纵轴向方向由第三个节点指明。

Beam443维弹性锥形不对称梁。

单轴元素，具有拉压扭和弯曲能力。

该元素每个节点有6个自由度：

x,y,z和绕x,y,z方向。

该元素允许每个端点具有不均匀几何特性，并且允许端点与梁的中性轴偏移。

若不需要这些特性，可采用beam4。

该元素的2维形式是beam54。

该元素也提供剪应变选项。

还提供了输出作用于单元上的与单元同方向的力的选项。

具有应力强化和大变形能力。

Beam54单轴元素，拉压和受弯能力.每个节点有3个自由度。

该元素允许在端点有不均匀几何性质。

允许端点偏移梁的轴心。

无塑性徐变或膨胀能力。

有应力强化能力。

剪切变形和弹性基础影响也体现在选项中。

还可打印作用于元素上的沿元素方向的力。

Beam1883维线性有限应力梁。

适用于分析短粗梁结构。

该元素基于timoshenko梁理论。

包括剪应变。

Beam188是一个三维线性（2节点）梁。

每个节点有6或7个自由度，具体依赖于keyopt

（1）的值。

Keyopt

（1）=0为每个节点6个自由度。

包括x,y,z方向和绕x,y,z方向。

＝1还考虑了扭转自由度。

该元素适用于线性，大旋转和大应变非线性。

包括应力强化项在任何分析中，都缺省为nlgeom=on.。

该选项为元素提供了分析曲屈、侧移和扭转的能力。

Beam1893维二次有限应力梁。

适用于分析短粗梁结构。

该元素基于timoshenko梁理论。

包括剪应变。

Beam189是一个三维二次（3节点）梁。

每个节点有6或7个自由度，具体依赖于keyopt

（1）的值。

Keyopt

（1）=0为每个节点6个自由度。

包括x,y,z方向和绕x,y,z方向。

＝1还考虑了扭转自由度。

该元素适用于线性，大旋转和大应变非线性。

包括应力强化项在任何分析中，都缺省为nlgeom=on.。

该选项为元素提供了分析曲屈、侧移和扭转的能力。

Plane22维6节点3角形结构实体。

具有二次位移，适用于模拟不规则网格。

该元素有6个结点定义，每个节点2个自由度，分比为x，y方向。

可将其用于平面单元（平面应力或平面应变）或是轴对称单元。

具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。

Plane25轴对称协调4节点结构体。

用于承受非轴对称荷载的2维轴对称结构。

如弯曲，剪切或扭转。

该元素由4个节点定义，每个节点3个自由度：

x,y,z方向。

对于非扭转节点，这3个方向分别代表半径，轴向和切线方向。

给元素是plane42的一般模式，2为结构单元，和在不一定为轴对称。

Plane422维实体。

该元素即可用于平面单元（平面应力或平面应变）也可用于轴对称单元。

该元素由4个节点定义，每个节点2个自由度：

x,y方向。

具