ansys桿單元鉸接
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys桿單元鉸接的實例教程
前面一篇文章主要講解了桿單元與各類單元連接的基本情況，在很多時候，我們使用梁單元的頻率要遠遠大于桿單元，因而如何處理好梁單元與各類單元的連接是做好仿真模擬的關鍵。
梁單元與桿單元不同之處在于節點除了有平動自由度之外，還附加有轉動自由度。針對2D梁單元，節點具有Ux、Uy以及Rotz三個自由度；針對3D梁單元，節點具有Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty、Rotz以及WaRp(僅Beam18x系列單元)。
板殼單元實際上具有五個自由度，分別為Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty，但很多時候引入了第六個面內轉動Rotz，但值得注意的是該自由度的含義與梁單元的Rotz含義并不相同。
2D實體單元節點自由度僅有Ux、Uy，3D實體單元節點自由度包含Ux、Uy、Uz。
從上面可見，不同單元類型其節點自由度的數目以及含義不一樣，因而在處理單元連接時，需根據實際情況分不同種類來確定其連接方法。但就梁單元而言，與各單元類型的連接可分為如下情況：
1）梁單元與殼、實體單元鉸接；
2）2D梁單元與2D實體單元剛接；
3）3D梁單元與殼單元剛接；
4）3D梁單元與3D實體單元剛接；
本篇介紹梁單元與殼、體單元的鉸接問題。
從上面介紹的三種單元節點自由度類型可見，梁單元與體單元節點的平動自由度物理意義相同，因此如果需實現梁單元與實體單元的鉸接，兩者共用節點即可；也可兩者無共用節點，但具有重合節點時，直接耦合節點的平動自由度。
然殼單元與梁單元的節點自由度除了Rotz有所不同外，其余5個自由度皆具有相同的物理意義，因而當梁單元與殼單元具有公共節點時，可認為是除了Rotz外的一種剛性連接，例如最常見的建筑結構梁板體系的模擬。
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計算長度就是把實際桿件等效成“兩端鉸接”桿的長度。
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</p><p>有限元法的核心在于將整個連續體離散化，將其分解為有限的單元集合。例如，對于一個桿系結構，離散化后的每個單元代表一個單獨的桿件。類似地，對于一個連續體，離散化最終產生的單元可能包括三角形、四邊形、六面體等各種形狀。每個單元的物理場函數由簡單的場函數組成，這些場函數僅依賴于有限個節點參數。當這些單元場函數組合在一起時，它們能夠近似表示整個連續體的物理場函數。
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接下來，將完成的設計導出為STEP文件。在Mechanical中，打開STEP文件并為FEA做好準備。在本示例中，為設計定義了以下材料?選項：
兩個反射鏡均由低熱膨脹系數（CTE）鋁基板制成（Al-MS40Si）2。
主框架由碳纖維增強聚合物制成。
計量桿由殷瓦合金制成。
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