ansys中工字鋼梁單元的案例
ANSYS中桿單元和殼單元的單元耦合問題
在比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的有限元分析中，不同的結(jié)構(gòu)部件通常使用不同類型的單元來模擬。
通常情況下，不同類型的單元的各個節(jié)點的自由度數(shù)目是不同的，不同類型單元的連接節(jié)點處的自由度的耦合問題，是一個比較令人頭疼的問題。
在ANSYS中通常可以用耦合命令CP來耦合不同類型單元在連接節(jié)點處的自由度(DOF)。
也可以用CE命令來認(rèn)為添加自由度之間的約束方程來達(dá)到耦合的目的。
下面是一個簡單的算例，使用了CE命令來耦合連接節(jié)點處的自由度。
模型是航天器的機(jī)翼的一個Section的某一個隔框。上下表皮是薄殼結(jié)構(gòu)，用Shell63單元來模擬，在上下表皮之間有起支撐作用的桿件，用link8單元來模擬。
建模的時候，link8單元和shell63單元在連接有各自獨立的節(jié)點。即：link8單元和shell63單元的節(jié)點在連接處是重合的，但是，節(jié)點編號是各自獨立的。
link8單元在每個節(jié)點有 ux,uy,uz3個平動自由度；
shell63在每個節(jié)點有ux,uy,uz這3個平動自由度和rotx,roty,rotz這3個轉(zhuǎn)個自由，共6個自由度。
在耦合節(jié)點處，兩個耦合節(jié)點的ux,uy,uz自由度應(yīng)該是相等的。
這個等式可以用CE命令來描述。
完整的命令流如下：
finish
/clear,start
/prep7
!定義第一種材料屬性；
mp,ex,1,30e6
mp,prxy,1,0.3
!定義shell63單元和實常數(shù)；
et,1,shell63
r,1,1e-3
!建立幾何模型；
rectng,31.8,33.2,0,0.3556
agen,2,1,1,1,0,0,1
a,1,4,8,5
a,6,7,3,2
KL,7,0.5, ,
KL,3,0.5, ,
在關(guān)鍵點處生成節(jié)點；
nkpt,100,4 !與編號為117的節(jié)點耦合
nkpt,101,9 !
展開 在ANSYS 中3維坐標(biāo)下的 shell structure 使用2D 平面單元劃分，應(yīng)該使用哪個單元型號的單元
在ANSYS 中3維坐標(biāo)下的 shell structure 使用2D 平面單元（僅考慮平面內(nèi)的位移）劃分，應(yīng)該使用哪個單元型號的單元？
ANSYS中單元解、節(jié)點解以及節(jié)點單元解的概念解析
最近在準(zhǔn)備初級教程后處理的教程，其中有講到對ANSYS結(jié)果解的理解，恰巧也有朋友咨詢水哥怎么去理解ANSYS中的這三個解，今日水哥就簡單談下本人的理解，當(dāng)然僅限個人理解，有誤之處懇請大家指正。
我們知道，在常見的后處理中，結(jié)果查看主要分三個方面：一、節(jié)點位移解；二、單元解；三、節(jié)點單元解。
那么這三個解相互之間的關(guān)系是什么呢？誰的準(zhǔn)確性更高呢？
要理清三者之間的關(guān)系，首先我們談?wù)動邢拊治龅幕舅悸贰Ｓ邢拊治鰰r，將一個我們所謂的“相當(dāng)大的”結(jié)構(gòu)劃分為有限個單元，單元之間通過節(jié)點相連，計算中，假定每個單元的變形和應(yīng)力都是相對簡單的，并且可以通過計算機(jī)求解出來，最后在將單元結(jié)果按照一定的規(guī)律組合成整個結(jié)構(gòu)的求解結(jié)果。
在這分離-結(jié)合的過程中，出現(xiàn)了兩個關(guān)鍵詞，節(jié)點和單元。從數(shù)學(xué)角度上來講，單元也即是一個個矩陣，通過具有一定自由度的節(jié)點相互連接，進(jìn)而形成總的矩陣。有限元求解也即是求解大家最為熟悉的如下方程：
【K】【x】=【F】
其中【K】是剛度矩陣，【x】是節(jié)點自由度矩陣，【F】是外部邊界條件矩陣。
因而，整個結(jié)構(gòu)最先出現(xiàn)的求解結(jié)果便是 節(jié)點位移解，也可以稱之為原始解，是最為精確的解。
有了節(jié)點位移解后，就可以派生出其他解了，因而單元解也可以稱之為派生解，它是通過單元的形函數(shù)推導(dǎo)過來，具體過程這里就不細(xì)說，但這就產(chǎn)生了一個問題，相信細(xì)心的朋友會有所發(fā)現(xiàn)，就是單元應(yīng)力應(yīng)變解在公共節(jié)點上并不連續(xù)，在單元邊界上產(chǎn)生了不連續(xù)的等值線。
展開 LS-DYNA中能否混合使用常規(guī)ansys單元和16X單元呢？
LS-DYNA中能否混合使用常規(guī)ansys單元和16X單元呢？
ANSYS中單元解、節(jié)點解以及節(jié)點單元解該怎么理解
總結(jié)起來，三個解的概念如下：
節(jié)點解：節(jié)點位移解，原始解，最為精確的解；
單元解：單元的應(yīng)力應(yīng)變，派生解，通過節(jié)點解推導(dǎo)得到；
節(jié)點單元解：節(jié)點的應(yīng)力應(yīng)變，派生解的平均化顯示。
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用
ANSYS 中查詢單元類型
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對經(jīng)典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經(jīng)典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細(xì)信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會在輸出窗口顯示單元的編號、節(jié)點編號以及單元類型等信息。
ANSYS中的節(jié)點解與單元解是怎么回事？附solid186與solid185單元結(jié)果對比文檔下載
有限元在求解結(jié)構(gòu)問題時，最先得到的是各個節(jié)點的位移，再通過彈性力學(xué)方程得到單元的應(yīng)力和應(yīng)變，得到的單元應(yīng)力應(yīng)變實際上是一個函數(shù)，這個函數(shù)能夠描述單元內(nèi)所有位置處的應(yīng)力場。無疑，這樣沒法在軟件中顯示結(jié)果，因此單元解需要確定一些積分點（高斯點），通過積分得到這些積分點的解，這些積分點的解代表單元解。
積分點通常和單元的節(jié)點位置不重合，因此想要得到單元節(jié)點的解，需要將積分點的解根據(jù)某種規(guī)則外推，以一種近似的方法得到單元節(jié)點的解。由于每個單元外推得到的單元節(jié)點解并不完全一致，因此，最初外推得到的單元的節(jié)點解不連續(xù)，為了讓其連續(xù)，將不同單元之間的節(jié)點外推得到的節(jié)點解進(jìn)行算術(shù)平均，這樣在連續(xù)節(jié)點處的節(jié)點解僅有一個數(shù)值，這樣便得到實際在軟件中顯示的節(jié)點解。
簡短一點來說：單元解是積分點的解，節(jié)點解是外推后平均的解。很明顯，從數(shù)值精度上來講，單元解是高于節(jié)點解的。
采用ANSYS計算了一個簡單的模型，分別采用solid185單元和solid186單元，185單元是8節(jié)點單元，186單元是20節(jié)點單元，分別計算后查詢；
最終，單元總數(shù)185為256個，186為256個，單元劃分一樣，但是節(jié)點數(shù)不一樣，185單元劃分的模型節(jié)點數(shù)為459個，186單元劃分的為1605個。
展開 ANSYS中單元類型的選擇
六面體單元和帶中間節(jié)點的四面體單元的計算精度都是很高的，他們的區(qū)別在于：一個六面體單元只有8個節(jié)點，計算規(guī)模小，但是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)很難劃分出好的六面體單元，帶中間節(jié)點的四面體單元恰好相反，不管結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，總能輕易地劃分出四面體，但是，由于每個單元有10個節(jié)點，總節(jié)點數(shù)比較多，計算量會增大很多。
前面把常用的實體單元類型歸為2類了，對于同一類型中的單元，應(yīng)該選哪一種呢？通常情況下，同一個類型中，各種不同的單元，計算精度幾乎沒有什么明顯的差別。選取的基本原則是優(yōu)先選用編號高的單元。比如第一類中，應(yīng)該優(yōu)先選用solid185。第二類里面應(yīng)該優(yōu)先選用solid187。ANSYS的單元類型是在不斷發(fā)展和改進(jìn)的，同樣功能的單元，編號大的往往意味著在某些方面有優(yōu)化或者增強(qiáng)。
對于實體單元，總結(jié)起來就一句話：復(fù)雜的結(jié)構(gòu)用帶中間節(jié)點的四面體，優(yōu)選solid187，簡單的結(jié)構(gòu)用六面體單元，優(yōu)選solid185。
結(jié)構(gòu)靜力學(xué)中常用的單元類型
源自360doc--閑人好客。
展開 ansys中梁單元截面類型
ansys中梁單元截面類型總共給了12種，如下圖
最后一種“ASEC”，即其他亞類，不需要形狀，只需輸入一些截面的數(shù)據(jù)即可。
ASEC類型有如下圖幾個參數(shù)：
如圖共有11種關(guān)于截面屬性的參數(shù)：A,Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy, CGz, SHy, SHz, TKz,
TKy
各個屬性所代表的參數(shù)的意義
A = Area of section 截面面積
Iyy = Moment of inertia about the y axis 對y軸的慣性矩
Iyz = Product of inertia 慣性積
Izz = Moment of inertia about the z axis z軸的轉(zhuǎn)動慣量
Iw = Warping constant 翹曲慣性矩
J = Torsional constant 扭轉(zhuǎn)常數(shù)
CGy = y coordinate of centroid y坐標(biāo)的重心
CGz = z coordinate of centroid z坐標(biāo)的重心
SHy = y coordinate of shear center y坐標(biāo)的剪切中心
SHz = z coordinate of shear center z坐標(biāo)的剪切中心
TKz = Thickness along Z axis (maximum height)沿Z軸厚度
TKy = Thickness along Y axis (maximum width)沿Y軸厚度
展開 Ansys中單元類型選擇
初學(xué)ANSYS的人，通常會被ANSYS所提供的眾多紛繁復(fù)雜的單元類型弄花了眼，如何選擇正確的單元類型，也是新手學(xué)習(xí)時很頭疼的問題。
單元類型的選擇，跟你要解決的問題本身密切相關(guān)。在選擇單元類型前，首先你要對問題本身有非常明確的認(rèn)識，然后，對于每一種單元類型，每個節(jié)點有多少個自由度，它包含哪些特性，能夠在哪些條件下使用，在ANSYS的幫助文檔中都有非常詳細(xì)的描述，要結(jié)合自己的問題，對照幫助文檔里面的單元描述來選擇恰當(dāng)?shù)?em>單元類型。
1.該選桿單元（Link）還是梁單元(Beam)？
這個比較容易理解。桿單元只能承受沿著桿件方向的拉力或者壓力，桿單元不能承受彎矩，這是桿單元的基本特點。
梁單元則既可以承受拉，壓，還可以承受彎矩。如果你的結(jié)構(gòu)中要承受彎矩，肯定不能選桿單元。
對于梁單元，常用的有beam3,beam4,beam188這三種，他們的區(qū)別在于：
1)beam3是2D的梁單元，只能解決2維的問題。
2)beam4是3D的梁單元，可以解決3維的空間梁問題。
3)beam188是3D梁單元，可以根據(jù)需要自定義梁的截面形狀。
2.對于薄壁結(jié)構(gòu)，是選實體單元還是殼單元？
對于薄壁結(jié)構(gòu)，最好是選用shell單元，shell單元可以減少計算量，如果你非要用實體單元，也是可以的，但是這樣計算量就大大增加了。而且，如果選實體單元，薄壁結(jié)構(gòu)承受彎矩的時候，如果在厚度方向的單元層數(shù)太少，有時候計算結(jié)果誤差比較大，反而不如shell單元計算準(zhǔn)確。
實際工程中常用的shell單元有shell63,shell93。
展開 ANSYS中非線性彈簧單元39
考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時，通常在鋼筋和混凝土的相應(yīng)結(jié)點之間設(shè)置聯(lián)結(jié)單元，為準(zhǔn)確地反映混凝土構(gòu)件的受力特性，可以采用ANSYS中三維非線性彈簧單元Combin39作為鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結(jié)滑移關(guān)系。Combin39單元是一個具有非線性功能的彈簧單元，可對此單元輸入廣義的力-變形曲線以定義它的非線性行為。該單元包含2個節(jié)點，可用于一維、二維或三維的分析中，如圖1所示。鋼筋和混凝土的接觸面之間的相對移動有法向、縱向切向和橫向切向三個方向，為全面考慮鋼筋混凝土連接面上的相互作用，在鋼筋和混凝土連接面上在每一對對應(yīng)節(jié)點之間均分別建立三個非線性彈簧單元來模擬鋼筋與混凝土之間三個方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
展開 
ANSYS中薄殼厚殼分類及單元特性
薄殼理論的基本假定
也稱為 Kirchhoff-Love（克希霍夫-勒夫）假定：
①薄殼變形前與中曲面垂直的直線，變形后仍然位于已變形中曲面的垂直線上，且其長度保持不變。
②平行于中曲面的面素上的正應(yīng)力與其它應(yīng)力相比可忽略不計。
但上述假定同時假定了兩種不相容的變形狀態(tài)，即平面應(yīng)變和平面應(yīng)力狀態(tài)。因此許多學(xué)者提出了許多修正理論，但是只要是基于 Kirchhoff-Love 假定為基礎(chǔ)的薄殼理論，其精度都不會超過 Kirchhoff-Love 理論的精度范圍。
為構(gòu)造協(xié)調(diào)的薄板殼單元，可采用多種方法，如增加自由度法、再分割法（也稱復(fù)合法）、離散克希霍夫（Discrete Kirchhoff Theory）法等，但都適用于薄板殼結(jié)構(gòu)，也不考慮橫向剪切變形的影響。
5. 考慮橫向剪切變形的殼理論
可考慮橫向剪切變形影響的理論，一般稱為 Mindlin-Reissner 理論，是將 Reissner 關(guān)于中厚板理論的假定推廣到殼中。
ANSYS殼單元
薄板殼單元基于 Kirchhoff-Love 理論，即不計橫向剪切變形的影響；中厚板殼單元則基于 Mindlin-Reissner 理論，考慮橫向剪切變形的影響。
在 ANSYS中，SHELL 單元采用平面應(yīng)力單元和板殼彎曲單元的疊加。除SHELL63、SHELL51、SHELL61 不計橫向剪切變形外（可用于薄板殼分析），其余均計入橫向剪切變形的影響（可用于中厚板殼分析）。
展開 【JY】ANSYS Workbench在減隔震應(yīng)用分析中的單元積分技術(shù)筆記
并且在多物理場耦合分析也需要運用在實際應(yīng)用中，因為減隔震元件可能會面臨復(fù)雜的物理環(huán)境，如溫度變化、流體流動等。有限元技術(shù)可以考慮這些多物理場耦合效應(yīng)，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測元件在實際工況下的性能。
黏滯阻尼器的固流耦合分析：
對于ABAQUS的單元介紹已經(jīng)做了詳盡，個人感覺固體力學(xué)上ABAQUS還是上手比較方便，而多場耦合、快速建模預(yù)估Workbench會方便一些，因人而異：
【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
ANSYS Workbench就像一個科技界的“瑞士軍刀”，集合了各種強(qiáng)大的單元技術(shù)，為減隔震元件提供全面且準(zhǔn)確的分析支持。近期對于ANSYS Workbench進(jìn)行了學(xué)習(xí)，本文將對ANSYS Workbench 各類單元技術(shù)做一個筆記總結(jié)，便于為減隔震元件分析提供理論基礎(chǔ)。（畢竟Workbench大部分時候會自動匹配相應(yīng)所需技術(shù)）
B-bar方法完全積分
Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術(shù)，也被稱為選擇性減積分策略。它是針對有限元分析（FEA）中的一種改進(jìn)方法，旨在提高計算效率和準(zhǔn)確性。
在傳統(tǒng)的有限元分析中，低階單元（如線性單元）在處理不可壓縮材料或近似不可壓縮材料時，常常遇到體積鎖定問題。體積鎖定是指在近似不可壓縮材料的有限元模擬中，由于體積應(yīng)變被過度限制，導(dǎo)致計算結(jié)果偏離實際情況的現(xiàn)象。為了解決這個問題，B-bar方法被引入到ANSYS Workbench中。
B-bar方法的核心思想是在低階單元的完全積分過程中進(jìn)行選擇性減積分。它通過將高斯積分點處的體積應(yīng)變替換為單元的平均體積應(yīng)變，實現(xiàn)了對應(yīng)變的軟化處理，從而防止了體積鎖定的發(fā)生。這種選擇性減積分的策略可以在保證計算精度的同時，提高計算的收斂性和效率。
展開 ANSYS經(jīng)典界面中梁單元實例全解析
6．后處理
（1）位移和應(yīng)力云圖
①打開梁單元的單元形狀：Utility Menu> PlotCtrls> Style> Size and Shape→ [/ESHAPE]:On。顯示梁單元的應(yīng)力云圖前，務(wù)必打開梁單元的單元形狀，否則看不了應(yīng)力云圖。
②關(guān)閉單元坐標(biāo)系顯示：Utility Menu> PlotCtrls> Symbols→ ESYS: Off→ OK。顯示結(jié)果云圖前，務(wù)必關(guān)閉坐標(biāo)系顯示。否則看不了應(yīng)力云圖，看到的位移云圖也是沒有打開單元形狀。
③顯示節(jié)點位移云圖：Utility Menu> Plot>Results> Contour Plot> Nodal Solution→ DOF Solution→ X-Component of displacement→ OK。
④顯示X方向的應(yīng)力云圖：Main Menu> GeneralPostproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu→ Stress→ X-Componentof stress→ OK。X方向的應(yīng)力包括軸力和彎矩共同引起的正應(yīng)力。
(2)查找定義單元表的方法（軸力和彎矩單元表）
①查找定義BEAM188內(nèi)力單元表的方法：打開ANSYS Help，搜索BEAM188。
找到BEAM188的單元介紹頁面后，頁面中查表Table 188.1和Table 188.2，表中Fx是軸力，My, Mz是彎矩。
展開 ansys workbench中設(shè)置變厚度殼單元
對于厚度尺寸相對于其他幾何尺寸較小的結(jié)構(gòu)，我們常常采用殼單元來代替三維實體單元進(jìn)行分析。殼單元模型雖然不像三維實體模型那樣更接近真實模型，但其單元及節(jié)點數(shù)量少，計算量小，在工程中對復(fù)雜模型進(jìn)行簡化時，采用殼單元能大大降低工作量和計算難度。
在建立殼單元模型時，我們需要輸入殼的厚度值，該厚度值可以在DM中設(shè)置，也可以在Mechanical中設(shè)置。DM中僅允許輸入常量厚度值（即等厚度），在Mechanical中可以設(shè)置隨某一坐標(biāo)變量變化的厚度值。
等厚度模型
厚度隨坐標(biāo)變化的模型
大多數(shù)情況下，以上厚度設(shè)置是能夠滿足工程分析需要的。但是，有一天突發(fā)奇想，我想建一個厚度值隨多個坐標(biāo)值變化的模型，現(xiàn)有的方法以函數(shù)進(jìn)行輸入厚度隨坐標(biāo)變化時，只允許輸入一個變量，怎么辦？
workbench提供了一個很好的工具—External Data。用它，可以將任意位置的厚度值進(jìn)行任意編輯，然后導(dǎo)入到Mechanical中。
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