ansys桿單元建立節(jié)點的案例
【ABAQUS算例】如何用Hypermesh建立ABAQUS中的桿單元
這期呢，主要講解一下怎么在Hypermesh建立一根桿，然后導(dǎo)入ABAQUS中計算。之前在做一個骨頭韌帶仿真時，需要在已有的骨頭基礎(chǔ)上，加上韌帶，之前沒有做過桿單元，倒騰了很久。所以，這里就做一個簡單的算例，做一個ABAQUS中桿單元的前處理。希望給需要的人帶來幫助。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 120, 136);"> </span>相信大家都知道，桿只受軸向的力作用，跟材料力學(xué)中的二力桿性質(zhì)相似。這里建立一個長1m,半徑為0.05m（面積7.85E-3），彈模為2E10Pa的桿。邊界條件為，一端固定約束，另一邊施加軸向力10N。下面就是具體操作方法。操作的步驟分兩步走，第一步在Hypermesh中設(shè)置桿單元，施加邊界條件；第二步導(dǎo)入ABAQUS中進(jìn)行求解。</p><p>Hypermesh操作步驟</p><p><br></p><p><br></p><p> <img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/fa067507654742f78cdd6bbeb04e0768"> </p><p><br></p><p>（1）在Model中創(chuàng)建部件，材料，截面管理。
展開 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 Matlab有限元基礎(chǔ)編程 | 3節(jié)點桿單元(附云圖繪制)
今天給大家分享的主要內(nèi)容：三節(jié)點桿單元Matlab有限元編程，并附帶云圖繪制后處理程序，獲取方法，見文末。
前些日子，木木在學(xué)習(xí)有限元的過程中，在有限元領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)一位博主@SAGARBODKHE,他主要也是更新有限元編程的一些視頻，發(fā)現(xiàn)他有一個三節(jié)點桿單元的程序，覺得有趣就分享出來，希望能加深大家對有限元基礎(chǔ)編程的理解，他的主頁：https://www.youtube.com/@SAGARBODKHE，感興趣可以關(guān)注哈~
理論基礎(chǔ)
對比二節(jié)點桿單元
三節(jié)點桿單元二節(jié)點桿單元在單元節(jié)點順序上的區(qū)別是，前者在單元的中心增加一個節(jié)點，節(jié)點順序為：1、3、2。
在位移插值階次的區(qū)別是，前者的位移插值函數(shù)使用的是二次拋物線插值，相比于兩節(jié)點桿單元的線性位移插值函數(shù)。精度更高，可使用較少單元，滿足精度要求。
題外話：
研究生數(shù)值分析教材一般先將誤差分析，然后就是插值擬合，在學(xué)習(xí)插值方法時，也是先講線性插值，然后二次、牛頓等等，在最初學(xué)習(xí)階段，只知插值函數(shù)階次在一定條件下，階次越高，精度越好。
有限元方法與數(shù)值分析思想密切相關(guān)，仔細(xì)琢磨一下就可聯(lián)想到位移插值形函數(shù)與數(shù)值分析中拉格朗日插值等思想一致，當(dāng)然還有許多方面也都密切相關(guān)。
展開 ANSYS中單元解、節(jié)點解以及節(jié)點單元解的概念解析
理論上，任何結(jié)構(gòu)任何位置處的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)該都是連續(xù)的，而上面所說的單元應(yīng)力應(yīng)變解并不連續(xù)，因而就出現(xiàn)了另外一個解，我個人稱之為節(jié)點單元解，它是單元解在公共節(jié)點上應(yīng)力應(yīng)變值的平均值，通過平均化就使得公共節(jié)點上的應(yīng)力應(yīng)變值變得唯一，但這樣會帶來另外一個問題，就是節(jié)點單元解和節(jié)點有關(guān)，也即是和單元數(shù)目有關(guān)。在某些情況下，可能會由于網(wǎng)格劃分的影響，導(dǎo)致畸變較大。
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。
祝好
ANSYS結(jié)構(gòu)院
2017.12.25
展開 
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各類型單元連接專題講解（二）之桿與梁殼體單元的連接
前一篇文章主要介紹了單元之間連接的主要原則，今天開始主要從具體方面講解連接方法。
按照桿、梁、殼、實體的順序，先說說桿單元與各單元的連接方法。
那么什么時候需要用到桿單元與各種單元的連接呢？水哥稍微列舉下實際工程中需要考慮此類連接的例子。
案例一：工業(yè)廠房
此類結(jié)構(gòu)一般橫向跨度較大，屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)形式，在具體模擬屋架時，此時各個桿件可看成鉸接，采用桿單元模擬。而下方框架柱則采用梁單元進(jìn)行模擬，在相交部位則需要用到桿單元與梁單元的連接。
案例二：門廳鋼結(jié)構(gòu)雨棚
在具體模擬該結(jié)構(gòu)時，雨棚上方拉桿采用桿單元模擬，而下方的鋼梁采用梁單元模擬，混凝土框架柱可采用實體單元模擬。
一直以來，桿單元一般用于模擬桁架結(jié)構(gòu)的時候比較多，其特點是桿件兩端不考慮承受彎矩作用，節(jié)點只有平動自由度，是所有單元中最為簡單的一種。
桿單元分為2D桿單元和3D桿單元，2D桿單元節(jié)點只有Ux和Uy兩個平動自由度，而3D桿單元除了這兩個，還有Uz。其他單元，梁單元、殼單元、體單元都包含了這三個自由度，且具有相同的物理意義，按照前面一篇文章所介紹的連接總則，桿單元與其他單元連接時只需要共用節(jié)點即可，無需建立約束方程。
下面是一個簡單的類似雨棚案例，注意本案例各構(gòu)件尺寸僅為演示操作需要所擬，未經(jīng)仔細(xì)推敲，各工程大佬可忽略。
某屋外雨棚平面簡化模型如上，長度為4m，折算荷載為10 KN/m，雨棚梁采用工字型鋼I40，系桿截面面積為238.64mm^2，材料均為Q235，采用ANSYS模擬該結(jié)構(gòu)。
下面為建模過程
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展開 ANSYS APDL實體單元和殼單元（不共節(jié)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(jié)點，但單元之間不連續(xù)（實體單元每個節(jié)點有3個平動自由度，而殼單元每個節(jié)點有3個平動自由度和3個轉(zhuǎn)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(jìn)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(jié)點。對于兩種單元之間的連接，通過目標(biāo)單元TARGE170和接觸單元CONTA175實現(xiàn)，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(biāo)單元和接觸單元
3 計算結(jié)果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費內(nèi)容為相關(guān)命令流。
展開 Ansys Mesh Edit建立殼梁共節(jié)點的模型 ￥9.9
一 分析背景
在有限元分析中，常常將實體梁簡化為Beam，將薄板簡化為shell，當(dāng)Beam和Shell同時出現(xiàn)且共節(jié)點時，如何處理？ 此類模型，在鋼板加型鋼的鋼結(jié)構(gòu)中最為常見。如果使用接觸，接觸模型復(fù)雜，且接觸操作較多。
這里介紹下利用Mesh Edit輕松實現(xiàn)此分析。這個應(yīng)該是Ansys很容易被忽視的功能了。
二 Mesh Edit介紹
Mesh Edit在網(wǎng)格劃分完成以后，對網(wǎng)格單元節(jié)點進(jìn)行編輯，來實現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點的處理。如建立節(jié)點連接或面面接觸，可以替代Connection和Share Topo；還可以移動節(jié)點提高某單元的網(wǎng)格質(zhì)量。
有了強大的SCDM和SCDM Mesh之后，此類操作會越來越少用，但是模型沒處理好，又不想重新劃分網(wǎng)格的時候，Mesh Edit將會是一個很好的選擇。
而且本例中，我認(rèn)為Mesh Edit將會是最好的選擇。有更好的方法，歡迎交流。
三 案例分析
1. 在SCDM中創(chuàng)建梁、面
創(chuàng)建Beam時，先點擊繪制的Line，然后選擇Prepare菜單中的Profiles。
展開 基于ANSYS APDL的兩端固定桿的單元生死仿真【轉(zhuǎn)載】
希望有所收獲
【問題描述】
一根兩端固定的桿如下圖所示。
材料數(shù)據(jù)如下
為了闡述如何使用ANSYS的單元生死技術(shù)，決定把該桿等分為3個單元，然后通過控制中間單元的生死，進(jìn)行如下的熱應(yīng)力仿真
（1）設(shè)置所有單元的材料參考溫度是0度，給所有節(jié)點施加100度，并保持所有單元都存活，做1次仿真
（2）設(shè)置所有單元的材料參考溫度是0度，給所有節(jié)點施加100度，殺死中間單元，做1次仿真
（3）設(shè)置其它單元的材料參考溫度是0度，給所有節(jié)點施加100度，激活中間單元，并設(shè)置該單元的材料參考溫度是100度，做1次仿真
（4）設(shè)置其它單元的材料參考溫度是0度，給所有節(jié)點施加0度，保持中間單元存活，并設(shè)置該單元的材料參考溫度是100度，做1次仿真
通過上述四次仿真，以說明
（1）如何使用單元的生死技術(shù)
（2）當(dāng)單元激活時，會根據(jù)節(jié)點溫度和該單元的材料參考溫度之差來確定它的初始熱應(yīng)變。
【問題分析】
1.該例子來自于ANSYS15 APDL的認(rèn)證算例《VM194 Element Birth/Death in a Fixed Bar》為了更清晰的闡明思路，本文對其進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整。
2.單元生死技術(shù)的使用，關(guān)鍵是首先要創(chuàng)建出所有的單元，然后在需要殺死改單元時使用EKILL命令，而在需要激活時使用ELIVE命令。
3.使用LINK180來建模桿。
4.創(chuàng)建2種材料。這兩種材料的彈性模量和泊松比一樣，但是參考溫度不一樣。一個參考溫度是0度，一個是100度。
5.先創(chuàng)建4個節(jié)點，然后創(chuàng)建3個單元。
6.固定兩個端節(jié)點，并給所有節(jié)點固定Z方向自由度，借此模擬二維桿件。7.按照題目要求進(jìn)行先后四次的計算和后處理，以考察生死單元的使用。
8.本文采用APDL命令進(jìn)行講解。
【求解過程】
1.
展開 基于ANSYS Workbench2024R2 桿單元不同載荷下的瞬態(tài)分析 ￥50
<p>基于ANSYS Workbench2024R2 桿單元不同載荷下的瞬態(tài)分析</p><p>預(yù)應(yīng)力分析</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png" style="" width="622" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png?
展開 平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
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
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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(jìn)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(dāng)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(xì)了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者h(yuǎn)elp, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細(xì)解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
展開 
ANSYS分析VS理論解 | 簡單托架應(yīng)力和變形分析（桿單元實例）
BC桿的橫截面為圓，直徑d= 20 mm，橫截面積A1= 314 mm2。BD桿為8號槽鋼，橫截面積A2= 1020 mm2。外載荷F= 60 kN，E= 200 GPa。求BC桿和BD桿的內(nèi)力、應(yīng)力和B點的位移。
二、理論計算
三、GUI求解步驟
1．定義單元類型和材料屬性
(1)定義單元類型：Main
Menu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete →Add
→在左列表框中選擇Link，在右列表框中選擇3D finit stn 180 →OK →Close。
(2)定義實常數(shù)：Main
Menu >Preprocessor >Real Constants >Add →Type 1 →OK →Real
Constant Set No.：1, AREA：314 →Apply，Real Constant Set No.：2, AREA：1020
→OK →Close。
(3)設(shè)置材料屬性：Main
Menu >Preprocessor >Material Props >Material Models
→Structural → Linear → Elastic →Isotropic →EX：2E5，PRXY：0.3 →OK。
2．建立模型
(1)定義節(jié)點：Main Menu >Preprocessor >Create >Nodes > In Active CS →依次輸入3個節(jié)點坐標(biāo)1(0,0,0)，2(0,0,1.2E3)，3(0,-1.6E3,0) →OK。
(2)定義單元：
①定義BC桿的單元：Main Menu >Preprocessor >Create >Elements >Auto Numbered >Thru Nodes →拾取節(jié)點1和2 →OK。
展開 從hypermesh導(dǎo)入ansys只有節(jié)點而沒單元
從hypermesh導(dǎo)入ansys只有節(jié)點而沒單1.rar
從hypermesh導(dǎo)入ansys只有節(jié)點而沒單2.rar
從hypermesh導(dǎo)入ansys只有節(jié)點而沒單3.rar
從hypermesh導(dǎo)入ansys只有節(jié)點而沒單4.rar
基于ansys apdl建立單元截面分層的材料參數(shù) ￥30
基于ansys apdl建立單元截面分層的材料參數(shù)
建立的截面，多少段，多少個自定義截面
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
而20節(jié)點單元縮減積分后，有7個積分點，應(yīng)該輸出7個單元解，經(jīng)過計算如圖8所示：
圖8
圖8正好是7個輸出解。
Abaqus的計算表明單元輸出解果然是輸出單元積分點的值，采用完全積分和縮減積分單元輸出解不一樣，求解精度不一樣。
那么為什么ANSYS則沒有這種規(guī)律呢？
其實后臺程序計算是肯定是按照理論上走的，也就是先得到節(jié)點的位移，再得到單元積分點的應(yīng)力應(yīng)變，再外推得到各個單元節(jié)點的應(yīng)力應(yīng)變，最后平均得到節(jié)點解。
ANSYS之所以顯示的單元解不是單元積分點的解，而是各個節(jié)點的解，是因為ANSYS已經(jīng)在得到單元積分點的解之后經(jīng)過外推得到了單元各個角節(jié)點的解，但是還沒有做平均。
也就是，ANSYS的單元解，其實不能完全看作單元解，筆者稱之為單元角節(jié)點解。
下載地址：solid186與solid185單元結(jié)果對比文檔下載
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