ansys單元公式的案例
LS-DYNA常用單元公式選擇指南 附ANSYSLS-DYNA 使用指南中文版下載
殼單元
殼單元作為ANSYS LS-DYNA中最為常用的建模方式，其計算效率是實體單元的3倍以上，因此，在可以劃分網格時，首選使用殼單元方式進行建模。殼單元最常用的單元公式有2、16號單元公式。
ID=2，Belytschko-Tsay單元，簡稱BT單元，是縮減積分單元，同時是ANSYS LS-DYNA的推薦單元。
ID=16，具有共旋應力更新的Belytschko-Tsay全積分殼單元，與默認的BT殼單元(ID=2)相比，需多花2.5到3倍的時間成本，此單元會更硬，與實際更貼合。設置沙漏類型8，可適用于翹曲的幾何形狀(可用于解決扭曲的梁)。
總結
本單元公式的選擇和模型工況有著直接的聯系，由于ANSYS LS-DYNA推薦的單元都是縮減積分，必然存在沙漏。對于模型的網格劃分，選擇殼還是實體，以及模型中哪些特征是對計算結果非常重要，哪些可以刪除，即減少網格數量，也可避免不必要的計算錯誤。另外，計算出現錯誤，如何去debug。
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展開 翹曲殼單元的算法公式選擇
<p>ELFORM=2</p><p>Belytschko-Tsay 殼單元，<strong>缺省的殼單元公式</strong>，面內<strong>單點積分</strong>，計算速度很快，通常對于大變形問題是最穩定有效的公式。采用 Co-rotational 應力更新，單元坐標系統置于單元中心，基于平面單元假定，所以<strong>對于翹曲的幾何體不適用（容易負體積）</strong>，參考 BWC 殼公式。建議在大多數的分析中使用。</p><p><br></p><p>★<em> 對于幾何翹曲問題——此時通過對*CONTROL_SHELL關鍵字設置——參數 BWC=1 施加翹曲剛度公式，同時參數PROJ=1，以及設置*CONTROL_ACCURACY中參數 INN=2 使節點編號不變，保證計算精度。</em></p><p><br></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(41, 41, 41);"><em>建議配合——沙漏變形模式。通常來說，單點積分單元偏軟，通過使用基于剛度的沙漏控制（HG為4）和一個小的沙漏系數（如0.03～0.05），表現就變得稍剛了些。這個沙漏公式也推薦用在單點積分的大多數應用上。
展開 基于ansys的梁單元、實體單元徐變精細化分析（含各參數解釋） ￥25
徐變應變可表達為：
其中， ?(t,τ)為徐變系數，需通過規范公式或實驗數據擬合確定
Ansys程序中內置金屬蠕變規律如下：
命令中詳細解釋了改公式的具體用法，以及參數意義。
二者除個別參數外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發生過程。
案例文件中包含：
1. 00-ConcreteCreep-benchmark.mac【徐變標定文件，開箱即用，可以用來和手算對比是否正確】
2. 01-ConcreteCreep-solid.mac【分輸入模塊的參數化徐變計算文件【詳細解釋了各參數取值】。只需要改文件和計算邊界荷載即可計算實體徐變。】
3. ansa文件，用來生成網格
4. .cdb文件，網格文件
5. excel轉apdl命令流文件，用來輸入徐變系數。
進一步白話闡述一下：
1、什么是徐變？別看公式一大堆，理論一大推，簡單講就是：受力的結構，啥邊界條件、荷載不變的情況下，結構還是慢慢變形了。將這種慢慢變形的變形結果以及應力重分配準確分析出來就是徐變分析。機理一大堆，教科書上都比較詳盡，在此不做贅述，只講應用，而且是拿到案例開箱即用。
白話闡述要點：
1、案例是ansys apdl（命令流）分析的，給出了全套參數化命令流，材料模型定義、材料參數定義、求解，拿過來可以直接運行。
2、機理是用了ansys中關于金屬蠕變的材料模型。（細想蠕變和徐變的現象，表征都是一樣的。至于機理，各有各的理論，但不影響材料模型使用。）
具體使用：
1、，先跑一遍，看看到底徐變是怎么個事兒。
展開 LS-DYNA常用單元公式選擇指南
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在進行跌落產品有限元仿真時，根據模型的網格類型選擇單元類型，是整個仿真模型設置中重中之重，ANSYS LS-DYNA中存在47種實體單元公式、42種殼單元公式以及多種不同單元類型，所以，用戶在選擇單元類型時，存在許多疑問或者疑惑。而正確選擇單元，可以明顯地提高計算效率以及仿真模型與試驗模型對標的準確度，且減少不必要的錯誤或避免計算不收斂的問題。
單元公式
LS-DYNA是一種通用有限元程序，用于分析結構的大變形靜力和動力響應，包括結構耦合到流體。主要的解決方法是基于顯式動力學。
所有的有限元模型，都必然涉及網格劃分，ANSYS LS-DYNA針對劃分的網格，包括四節點四面體、八節點實體單元、二節點梁單元、三節點和四節點殼單元、八節點實體殼單元、桁架單元、膜單元、離散單元和剛體，每種單元類型都有各種各樣的單元公式。
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LS-DYNA常用單元公式選擇指南
本文以跌落仿真中最常用的實體單元、殼單元進行闡述如何選擇單元公式。
實體單元
在Mechanical中對模型劃分網格時，基本以實體單元為主。眾所周知，實體單元主要有六面體單元、六面體帶中間節點單元、五面體單元、四面體單元、四面體帶中間節點單元，如下圖所示。
六面體實體單元
六面體常用的單元公式主要有0，1，2，3，-2，-1.
ID=0，單點同步旋轉單元，用于蜂窩材料零件。ID=0只適用于*MAT_MODIFIED_HONEYCOMB，其本質上表現為非線性彈簧，因此允許有時在蜂窩材料中看到的嚴重變形。在ID=0中，局部坐標系遵循單元旋轉，當蜂窩壁障固定在空間時，對于嚴重的剪切變形，ID=0是首選的。
ID=1,即常應力單元，也是六面體實體單元的縮減積分單元，同時是ANSYS LS-DYNA的推薦單元。
ID=2, 2號選擇性減縮積分實體單元公式，假定整個單元的壓力恒定，以避免在幾乎不可壓縮的流動過程中出現壓力鎖定。然而，如果單元長徑比較差，剪切鎖定將導致響應過于剛性。比ID = 1耗時大2-3倍。
ID=-1，全積分單元公式，相對ID=2單元公式，其可以阻止剪切鎖定，可以用于長徑比較差的單元，計算耗時比ID=2多20%。
ID=-2，全積分單元公式，類同ID=-1，其計算精度更高，計算耗時是ID=2的5倍。
ID=3，全積分帶節點旋轉的8節點單元。
四面體實體單元
四面體常用的單元公式主要有4，10，13，16，17.
ID=10，單點四面體單元，同時是ANSYSLS-DYNA的默認單元。
展開 ANSYS單元類型選擇方法 附ansys結構單元與材料應用手冊下載
六、單元類型選擇方法
7.進行完前面的選擇工作，單元類型就基本上已經定位在2-3種單元類型上了，接下來打開這幾種單元的幫助手冊，進行以下工作：
仔細閱讀其單元描述，檢查是否與分析問題的背景吻合、
了解單元所需輸入的參數、單元關鍵項和載荷考慮；
了解單元的輸出數據；
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等參數公式描述-四節點四邊形單元-高斯積分法-python編程 ￥6.99
等參數公式描述-四節點四邊形單元-高斯積分法-python編程
ANSYS中桿單元和殼單元的單元耦合問題
在比較復雜的結構的有限元分析中，不同的結構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點的自由度數目是不同的，不同類型單元的連接節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點處的自由度(DOF)。
也可以用CE命令來認為添加自由度之間的約束方程來達到耦合的目的。
下面是一個簡單的算例，使用了CE命令來耦合連接節點處的自由度。
模型是航天器的機翼的一個Section的某一個隔框。上下表皮是薄殼結構，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點。即：link8單元和shell63單元的節點在連接處是重合的，但是，節點編號是各自獨立的。
link8單元在每個節點有 ux,uy,uz3個平動自由度；
shell63在每個節點有ux,uy,uz這3個平動自由度和rotx,roty,rotz這3個轉個自由，共6個自由度。
在耦合節點處，兩個耦合節點的ux,uy,uz自由度應該是相等的。
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；
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, ,
在關鍵點處生成節點；
nkpt,100,4 !與編號為117的節點耦合
nkpt,101,9 !
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解(五)之3D梁單元與殼單元剛接
例如采用ANSYS模擬一個多層混凝土框架結構，一般除計算整體指標外，我們在計算具體荷載作用時（如風荷載、地震作用、恒載、活載等），樓板一般采用彈性版，此時可用殼單元模擬，主梁、次梁采用梁單元模擬，此時變為梁單元包含在殼面內的情況，當然此類情況是否需要考慮截面偏置，可根據具體工程而定。
對這中梁單元包含在殼單元面內的情況，只需要將梁單元與殼單元共用節點即可，而無須格外建立約束方程。
三、梁單元在殼單元內但不包含
此種情況為梁與殼位于同一面內，但其中面不包含梁線，適用于多尺度建模分析（如下圖）。梁單元與殼單元的連接在端部可以通過剛性梁和剛性區域兩種方式連接。剛性梁采用MPC184單元，剛性區域采用Cerig命令，具體使用方法下期文章討論。
展開 ANSYS APDL實體單元和殼單元（不共節點）之間的連接 ￥100
實體單元和殼單元之間的連接是ANSYS中常見的問題。即使兩種單元之間共節點，但單元之間不連續（實體單元每個節點有3個平動自由度，而殼單元每個節點有3個平動自由度和3個轉動自由度），對于兩種單元之間面面接觸，可直接定義剛域，本文主要采用MPC法對實體-殼單元的連接方法進行說明。
1 單元類型
算例模型中，實體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節點。對于兩種單元之間的連接，通過目標單元TARGE170和接觸單元CONTA175實現，定義約束為實體-殼約束，接觸單元為MPC算法，接觸類型為綁定接觸。
2 有限元模型和綁定接觸
圖1 底部固定約束，殼單元施加均布荷載
圖2 目標單元和接觸單元
3 計算結果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費內容為相關命令流。
展開 ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
By長安CAE
1 概述
在ANSYS計算過程中，有時候會遇到不同單元之間進行連接，由于不同的單元自由度不同，連接時通常需要通過耦合和約束方程建立節點自由度的關系，保證結果的準確性。
耦合可以理解成是將耦合的對象某個自由度作相等處理，而約束方程則不局限于相等這個關系，其可以描述具有某種關系的自由度。如圖1所示，為梁單元與平面單元的連接。如果不采用約束方程，力矩的傳遞無法完成，因為平面單元沒有轉動自由度。
圖1 梁單元與平面單元連接
為使節點2具有力矩傳遞的能力，要求1、2、3節點之間的自由度滿足以下關系：
ROTZ2 = (UY3 - UY1)/10
再通過CE命令，即可將此關系通過約束方程的形式施加給1、2、3節點。
2 命令
查看ANSYS的幫助文檔，查詢CE命令的解釋，如圖2所示。
圖2 ANSYS的CE命令解釋
CE, NEQN, CONST, NODE1, Lab1, C1, NODE2, Lab2, C2, NODE3, Lab3, C3
其中，NEQT表示常數，用于區別約束方程，一般可以用數字1、2、3表示即可，表示第幾個約束方程；
CONST表示方程的常數項，一般為0；
NODE1，表示第一個節點；
Lab1，表示自由度標簽，對于結構而言，就是三個平移和三個轉動自由度；
C1，表示該自由度的系數；
同理，后面的也一樣。
展開 
ansys workbench 隨機振動功率譜密度轉換公式
隨機振動功率譜密度轉換公式.pdf
在ANSYS 中3維坐標下的 shell structure 使用2D 平面單元劃分，應該使用哪個單元型號的單元
在ANSYS 中3維坐標下的 shell structure 使用2D 平面單元（僅考慮平面內的位移）劃分，應該使用哪個單元型號的單元？
ANSYS特殊單元——Follw201（隨動荷載）單元
ANSYS的Follw201單元是ANSYS的幾個特殊單元（比如mesh200）之一，稱為隨動荷載單元。都知道在ansys里面施加壓力載荷pressure時，其實載荷是可以隨動的，也就是能夠一直保持著面的法線方向，而施加集中了或者力矩時則不能保證。Follw201單元便能解決這個問題。
Follw201單元是一個單節點的3D單元，具有六個自由度，只能夠覆蓋在既有單元節點上，而且節點必須具有3個平移自由度和3個轉動自由度，也即是只能用在梁單元和殼單元上，實體單元僅有三個自由度。
Follw201單元主要用于幾何非線性分析問題中，在這類問題的分析過程中幾何會發生比較大的變形，面或線的法線方向可能發生比較大的變化，施加的載荷的方向是否隨動對結果的影響非常大。也就是用到此單元時會配對使用Nlgeon,on命令以打開大變形開關。如下圖所示為單元示意圖。
圖1
每個單元有兩個面，面1用于設定集中力的大小，面2用于設置力矩的大小，面的方向在應用時是通過單元的實常數進行定義的。
另外還需要注意，有限元求解的時候大部分是求解對稱矩陣，但隨動荷載單元的應用則包括了隨動荷載剛化效應，使剛度矩陣為非對稱的，因此需要采用非對稱求解器進行計算。
下面是具體應用，建一根梁單元，在梁的端部施加隨動集中力。
/prep7
!定義參數
EE=207E3
B=10
LCD=300
AA=B*B
IZ=B**4/12
PHZ=EE*IZ/LCD/LCD
!定義單元和材料
!201單元不需要定義材料
et,1,beam4
et,2,follw201
mp,ex,1,ee
mp,prxy,1,0.3
!定義實常數，實常數1設置梁單元的參數
r,1,aa,iz,iz,b,b
r,2,,1.0
!
展開 ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接
通過對比兩次計算的結果發現：
1）全部使用Solid單元進行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進行分析，
計算結果幾乎完全一致；
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進行建模相比，節點數量大大減少，
顯著
降低了計算量。
三、連接原理。
在Workbench中，我們很容易就建立了solid-beam的連接，那么，軟件究竟是根據什么原理建立的呢？我們去ANSYS經典中一探究竟。
通過查看單元類型我們發現，ANSYS生成了計算用的5種單元類型。而我們沒有定義接觸，怎么會有接觸單元174和目標單元170呢？
通過查看接觸向導我們發現，ANSYS生成了一個
單點控制接觸，控制節點為173184。看到這我們就大概明白了，在梁模型和實體模型接觸的位置，軟件建立了一個170點目標單元，在實體模型的端面上，軟件建立了174單元。使用170單元的173184節點控制174單元上的節點。
那么端面上的實體單元又是怎么和梁單元連接的呢？我們發現，還有一個
MPC184單元沒派上用場。我們單獨顯示MPC184單元，發現它連接了173183和173184節點，173184就是我們剛才提到的控制節點，而173183為軟件在梁模型的端點上建立的170單元上的節點。
至此，本文完結。
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