桁架結(jié)構(gòu)，桿單元，link180，ANSYS
關(guān)注創(chuàng)建者：博集華仿 創(chuàng)建時間：2019-02-28
桁架結(jié)構(gòu)，桿單元，link180，ANSYS的視頻教程
桁架結(jié)構(gòu)，桿單元，link180，ANSYS的實例教程
在設(shè)備吊裝以及桁架、纜索等結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用link180桿單元，link180單元是一種3D單元，具有軸向上的拉壓但不具備承受彎矩的功能。需要輸入實常數(shù)為截面面積及單位長度上的質(zhì)量。可以通過設(shè)置KEYOPT(2)關(guān)鍵字來設(shè)置桿保持截面不變或剛性，通過KEYOPT(10)=1允許用戶輸入初始應(yīng)力子程序。
下面主要介紹link180在設(shè)備吊裝中的使用。
圖1是一個正中間帶有一個質(zhì)量單元的方框梁，需要通過梁的四角將其吊起。
圖1
下面通過三種吊裝方式來對比不同吊裝方式對被吊起設(shè)備產(chǎn)生變形的影響，以此來說明吊裝時需要注意的問題。
1.采用約束的方式進行模擬吊裝過程
該方式是通過對梁的四角進行約束自由度來實現(xiàn)對吊裝的模擬，在進行自由度約束時一定要注意約束的自由度個數(shù)，自由度過多約束會限制梁的變形造成變形梁低于實際變形量，自由度約束過少時會產(chǎn)生剛體運動導(dǎo)致計算報錯。合理的約束方式如圖2，首先只約束四角節(jié)點的Z向自由度，這樣框架梁只能在xy平面內(nèi)剛體平動和轉(zhuǎn)動，然后約束左側(cè)兩角節(jié)點的X方向自由度，這樣限制了之后框架只能沿Y方向平動，最后約束左上角節(jié)點的Y方向自由度，這樣就用最少的約束限制了所有的剛體運動又不限制梁的自有變形。
圖2
圖3
圖4
設(shè)置完畢后導(dǎo)出CDB文件導(dǎo)入ANSYS-APDL進行計算（施加Z方向1G的重力加速度并設(shè)置打開幾何大變形開關(guān)）觀察變形結(jié)果，需要注意的是本模型采用的梁單元，在變形云圖中顯示梁的3D形狀和不顯示梁的3D形狀變形梁會存在略微差別，如圖3和圖4所示，為了對比方便后面統(tǒng)一采用不顯示3D梁形狀的變形云圖結(jié)果進行對比。
#文末有附件
展開 作者介紹： 力學(xué)碩士，有七年的結(jié)構(gòu)有限元分析經(jīng)驗
～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
在ANSYS中，桁架結(jié)構(gòu)（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個節(jié)點，每個節(jié)點有三個平移自由度。對于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個自由度，一般為Z向。
2 桁架結(jié)構(gòu)的建模，可以直接從節(jié)點單元開始，因為桁架的每根桿都只劃分為一個單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計算本質(zhì)還是轉(zhuǎn)化為實常數(shù)。
4 對于桿結(jié)構(gòu)，荷載都施加在節(jié)點上，桿單元不能施加線荷載。
對于線模型（桿結(jié)構(gòu)，梁結(jié)構(gòu)，管結(jié)構(gòu)），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當命令sectype的type是link的時候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者help, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
展開 
桁架結(jié)構(gòu)，桿單元，link180，ANSYS的相關(guān)專題、標簽、搜索
桁架結(jié)構(gòu)，桿單元，link180，ANSYS的最新內(nèi)容
將 Link Lumerical 參數(shù)改為非零值，并更新系統(tǒng)中的 3D Layout。
聲學(xué)矩陣的推導(dǎo))
==LINK68==------------熱電耦合桿單元
==SOLID98==----------四面體耦合場實體單元 (電磁矩陣的推導(dǎo)，耦合效應(yīng))
==FLUID116==---------熱流體耦合管單元
==CIRCU124==--------電路單元
==TRANS126==-------機電轉(zhuǎn)換器單元(電容計算，耦合機電方法)
模態(tài)分析的本質(zhì)就是研究系統(tǒng)的自由振動特性，確定一個結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。而固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)，所以，模態(tài)分可以作為其它動力學(xué)分析問題的起點。ansys的模態(tài)分析是線性分析，任何非線性特性，例如塑性，接觸單元等，即使定義了也將被忽略。
?
發(fā)布日期：2026年3月26日
場景：某主機廠仿真工程師需要完成一款新車型前車門的側(cè)面碰撞結(jié)構(gòu)強度仿真，評估車門內(nèi)板、防撞梁在側(cè)碰工況下的應(yīng)力分布與變形量，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評估。原因是材料的應(yīng)力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
建模思路與功能設(shè)計
聯(lián)方型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種常用于屋蓋與空間結(jié)構(gòu)的高效受力體系，特點是桿件布置規(guī)律、整體剛度高。本案例通過 ANSYS APDL 參數(shù)化腳本實現(xiàn)自動化建模，采用經(jīng)、緯桿交織的空間幾何布局構(gòu)建聯(lián)方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
在腳本中，節(jié)點位置、單元連接、材料屬性與截面特性均通過參數(shù)化控制生成。
建模思路與單元劃分
懸索橋體系由主纜、吊索、加勁梁及橋塔組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力體系耦合顯著。本模型采用魚骨梁方法進行整體建模。主纜和吊索體系通過簡化的空間梁單元建模，加勁梁采用連續(xù)梁體系表示，從而兼顧計算精度與求解效率。
主梁和塔柱等承重結(jié)構(gòu)采用 BEAM188 單元；吊索采用 LINK180 單元，承受軸向拉力，能有效提高計算穩(wěn)定性。
Innomotics Perfect Harmony GH 180 MV驅(qū)動器是一款采用模塊化多電平轉(zhuǎn)換器（M2C）技術(shù)的多單元電壓源逆變器（VSI）。
他說：“過去12年來，數(shù)字技術(shù)在電力電子部門的應(yīng)用不斷增加，最終我們創(chuàng)建出了功率單元和電力變壓器的數(shù)字模型，這些模型是我們MV VSI驅(qū)動器的主要構(gòu)建模塊。此外，組件和產(chǎn)品層面的許多其他設(shè)計問題也已被成功解決。”
模型的核心特點是實現(xiàn)了幾何參數(shù)與單元類型的高度可控化，能夠根據(jù)用戶輸入的矢高、環(huán)數(shù)、徑數(shù)自動生成肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元模型。模型在腳本中設(shè)置了單元類型選擇功能，可自由切換使用 BEAM4 或 LINK8 元素，以適應(yīng)不同的分析需求。
1.1. 建模思路與功能設(shè)計
模型采用基于經(jīng)線與緯線構(gòu)成的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系。
