ansys不同單元類型的案例
ANSYS不同單元類型連接專題（二）Solid-Beam單元的連接（類型二）
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；（整體應力最大數值的大小和位置，使用solid單元計算存在應力奇異，不進行比較）。
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。
詳見上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結。
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展開 ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接
不同單元類型連接，對初學者來說一直是個困擾，筆者在學習ANSYS的時候，也遇到了這個問題。今天開始，筆者將對ANSYS不同單元類型連接開設一個專題，仔細和大家說說不同單元類型，到底該怎么連。
我們知道，相同自由度的單元（如Beam-Shell）進行連接時，可以直接使用共節點連接；而不同自由度的單元連接時，需要建立約束方程。
注意：單元自由度的異同有兩個含義，即單元的自由度個數和自由度的物理意義。
為了給大家進行軟件操作演示，筆者隨便瞎編亂造了一個結構：橫截面為10mm×10mm，長度為200mm的方形梁，底端開了一個直徑為5mm的孔，模型如下。
我們知道，細長結構，我們可以使用Beam單元進行分析，可偏偏有好事者在一個完美的梁結構上開了個孔，這樣直接導致我們無法對其整體使用Beam單元了，那這樣的結構我們該如何處理呢？提供以下兩種方法：
方法一：對整個結構使用Solid單元進行分析；
方法二：孔附近使用Solid單元，其余位置使用Beam單元。這樣就引入了不同單元類型連接的問題。
為了比較不同單元類型連接后的精度，筆者建立了兩個靜力學項目：一個是全部使用Solid單元進行分析的模型
solid；另一個是使用Solid單元和Beam單元連接起來分析的
solid_beam。
打開workbench，建立兩個靜力學項目，分別命名為“solid”和“solid-shell”，并導入建立的幾何模型。
一、solid-beam計算。
展開 ANSYS不同單元類型連接專題(三)—Solid-Shell連接
我們之前討論了ANSYS不同單元類型連接中的Solid-Beam單元的連接，通過研究Solid-Beam單元連接的兩種方式，梳理了一下不同單元類型連接時需要注意的關鍵點。今天我們開始討論Solid-Shell單元的連接。
我們知道，Shell單元有6個自由度，而Solid單元只有3個自由度，因此不能通過簡單的共節點方法實現Solid-Shell單元的連接。下面我們通過一個實例，研究下在ANSYS中是怎么實現Solid-Shell單元連接的。
對簡單的薄壁結構進行分析時，我們通常將其簡化成殼模型，可極大降低計算量，但在板上開一個階梯孔（如下圖），就沒法將其簡化成殼模型了，但如果主要研究階梯孔附近的應力情況，且不能有太大的計算量，此時我們可以采用Solid-Shell模型實現。
為了對比計算結果，筆者采用兩種方法對該結構進行分析：
方法一：對整個結構使用
Solid單元進行分析；
方法二：
階梯孔附近使用Solid單元，其余位置使用Shell單元。這樣就引入了不同單元類型連接的問題。
仿真過程
Step1
建立分析模型
在SCDM中建立如下圖所示的分析模型，其中薄板尺寸為200mm*100mm，厚度為10mm；階梯孔大孔直徑為30mm，深5mm；
階梯孔
小孔直徑為
20mm
，
深5mm。
將模型切分為兩部分，切分位置如下圖所示。切分完成后將沒帶階梯孔的部分進行抽中面處理。
展開 ABAQUS喵星人教你看懂不同類型單元的應力方向
<p><span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.9);">應力為典型的張量，具有明顯的坐標相關性，大家常用查看單元應力方向的方法為直接通過整體坐標系判斷XYZ方向，但這種方法僅適用于實體單元，對于其他類型單元（例如殼單元、Beam單元、Truss單元、Cohesive單元等）或特殊坐標系下的實體單元則不再適用，若仍然采用整體坐標系判定方向則會限制對后處理結果的解讀。今天喵星人就通過一個教程帶大家學習不同類型單元的應力方向應該如何看。</span></p><p class="ql-align-center"><strong>1.實體單元</strong></p><p><br></p><p>默認的實體單元應力方向服從整體坐標系，若想查看其他坐標系下的應力情況則需定義其他坐標系，建立的方式既可在前處理內定義，也可在后處理內完成，前后處理中坐標系的定義位置如下圖所示。
展開 
淺談abaqus針對不同單元類型定義初始溫度場
針對不同的單元類型（Solid單元、Shell單元、Beam單元），Abaqus提供了多種不同的定義初始溫度場的方法，可以根據實際情況靈活的選擇不同的定義方式，從而更加精確的實現仿真分析。下面簡單的介紹一下在Abaqus中以上三種單元定義初始溫度場的方法。
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Solid單元初始溫度場定義
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Shell單元初始溫度場定義
l
Beam單元的初始溫度場定義
這三部分單元的初始溫度場定義詳見附件：
淺談abaqus針對不同單元類型的初始溫度場定義.pdf
展開 自編程實現不同單元類型的網格映射（包括像素網格）-原創帖
前面帖子講解的都是基于第三方軟件進行像素網格或者界面自適應網格的生成方法，在本帖簡單展示下通過自編程插件或程序實現網格映射，這樣做的優點是：不針對某類單元、不針對幾何形狀、不針對幾何空間、整體效率高、方式多樣、操作簡單、節約時間，缺點是：不能處理真實形貌SEM圖片的網格映射。
具體思路在一個model中建立一個目標part1，進行多區域劃分，然后復制建立一個與目標part相同尺寸的無區域切分part2（模型樹里刪除切分操作即可），然后進行網格劃分，最后通過自編程插件或程序實現無區域切分part2網格到目標part1的映射。
下面給出幾個不同的例子;
1 規則形狀純四面體網格
2 規則模型純三角形網格
3 規則模型四邊形和三角形混合網格
4 規則模型純六面體網格
5 規則模型純四面體網格
6 規則模型純鍥形體網格
7 規則模型六面體和鍥形體混合網格
8 非規則形狀二維模型網格映射
純四邊形
純三角形
四邊形和三角形混合
9 非規則形狀三維模型網格映射
純六面體
純四面體
純鍥形體
六面體和鍥形體混合
最后給出總結如下圖所示;
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展開 基于oof2實現不同單元類型的網格映射（包括像素網格）-原創帖
上一個帖子講了通過二次開發編程實現不同單元類型的網格映射，本帖再介紹下oof2實現不同單元類型的網格映射，這種方法有個限制條件：暫時不能用于三維模型（初步功能開啟），但是它也有一個優點是對于真實形貌的SEM圖像也是可以處理的。
主要思路：在導入oof2前對圖片中不同區域賦予不同顏色，然后在oof2中進行圖像處理，然后建立不同顏色像素集合，再進行骨架劃分，同一個圖片可以進行不同的種類的骨架劃分，然后對骨架進行細化、界面捕捉、分割、光滑等處理，最后生成有限元網格，導出ABAQUS格式。
下面給出在oof2中處理的不同形狀、不同單元類型的二維模型示例圖（這只是一個例子展示，大家不用較真，圖片在ps中進行了輕微處理，獲得的網格界面處理的非常好）：
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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；
下載地址：ansys結構單元與材料應用手冊
Abaqus有限元解與理論解對比_[5個材力題目，不同網格尺寸與單元類型]
今天整理資料發現17年在老東家上班時做的一個文檔，通過一系列計算對比了不同網格尺寸和單元類型下材料力學5個試題的有限元解和理論解，貼出來跟大家分享一下，雖然都是非常簡單的題目，但這些表格對理解有限元解的網格無關性有一定的幫助。
第1題、懸臂梁撓度
懸臂梁A-B的截面形狀為正方形，寬、高h=b=100mm，長度l=1000mm，末端作用豎直向下集中力F=1000N，求B點（懸臂梁末端）向下的撓度。
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 中查詢單元類型
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對經典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經典 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、節點編號以及單元類型等信息。
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：工業廠房
此類結構一般橫向跨度較大，屋頂采用鋼結構形式，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：門廳鋼結構雨棚
在具體模擬該結構時，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構的時候比較多，其特點是桿件兩端不考慮承受彎矩作用，節點只有平動自由度，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，注意本案例各構件尺寸僅為演示操作需要所擬，未經仔細推敲，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模擬該結構。
下面為建模過程
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展開 ANSYS單元類型
常用的實體單元類型有solid45, solid92,solid185,solid187這幾種。
其中把solid45,solid185可以歸為第一類，他們都是六面體單元，都可以退化為四面體和棱柱體，單元的主要功能基本相同,(SOLID185還可以用于不可壓縮超彈性材料)。Solid92, solid187可以歸為第二類，他們都是帶中間節點的四面體單元，單元的主要功能基本相同。實際選用單元類型的時候，到底是選擇第一類還是選擇第二類呢？也就是到底是選用六面體還是帶中間節點的四面體呢？
如果所分析的結構比較簡單，可以很方便的全部劃分為六面體單元，或者絕大部分是六面體，只含有少量四面體和棱柱體，此時，應該選用第一類單元，也就是選用六面體單元；如果所分析的結構比較復雜，難以劃分出六面體，應該選用第二類單元，也就是帶中間節點的四面體單元。
新手最容易犯的一個錯誤就是選用了第一類單元類型(六面體單元)，但是，在劃分網格的時候，由于結構比較復雜，六面體劃分不出來，單元全部被劃分成了四面體，也就是退化的六面體單元，這種情況，計算出來的結果的精度是非常糟糕的，有時候即使你把單元劃分的很細，計算精度也很差，這種情況是絕對要避免的。
六面體單元和帶中間節點的四面體單元的計算精度都是很高的，他們的區別在于：一個六面體單元只有8個節點，計算規模小，但是復雜的結構很難劃分出好的六面體單元，帶中間節點的四面體單元恰好相反，不管結構多么復雜，總能輕易地劃分出四面體，但是，由于每個單元有10個節點，總節點數比較多，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先選用編號高的單元。比如第一類中，應該優先選用solid185。第二類里面應該優先選用solid187。
展開 ansys單元類型簡介
可用于平面單元也可用于軸對稱單元。
Plane182 2維4節點實體。該元素用于2維模型。可用于平面單元也可用于軸對稱單元。該元素由4個節點定義，每個節點2個自由度，x,y方向。可用于平面單元也可用于軸對稱單元。具有塑性，超彈性，應力強化，大變形，大應變能力。可用來模擬幾乎不能壓縮的次彈性材料和完全不能壓縮的超彈性材料的變形。
Plane183 2維8節點實體。具有二次位移，適用于模擬不規則網格。該元素由8個節點定義，每個節點2個自由度，x,y方向。可用于平面單元也可用于軸對稱單元。具有塑性，超彈性，應力強化，大變形，大應變能力。可用來模擬幾乎不能壓縮的次彈性材料和完全不能壓縮的超彈性材料的變形。支持初始應力。并提供不同的輸出選項。
Solid45 3-D實體。用于3維實體結構模型。8個節點，每個節點3個自由度，x,y,z三個方向。該元素有塑性，徐變，膨脹，應力強化，大變形和大應變能力。提供帶有沙漏控制的縮減選項。各向異性選用solid64.。solid45的高次形式使用solid95.
Solid46 3維8節點分層實體。是solid45的分層形式，用于模擬分層殼或實體。該元素允許達到250層。如果需要超過250層，需要用到一個構成矩陣選項。該元素也可通過選擇的方法進行累積。每個節點有3個自由度：x,y,z方向。
Solid64 3維各向異性實體。該元素有8個節點定義，每個節點3個自由度：x,y,z方向。具有應力強化和大變形能力。提供限制特大位移以及定義輸出位置的選項。該元素有各種不同的應用，如用于晶體和合成物。
Solid65 3維鋼筋混凝土實體。該元素用含鋼筋或不含鋼筋的3維實體。該實體能被拉裂或壓碎。用于混凝土時，例如，元素的實體能力可以用來模擬混凝土，而鋼筋能力用來模擬鋼筋性能。在其他情況下，該元素還可用于加固合成物（如玻璃纖維）和地質材料（如石塊）。
展開 Ansys中單元類型選擇
新手最容易犯的一個錯誤就是選用了第一類單元類型(六面體單元)，但是，在劃分網格的時候，由于結構比較復雜，六面體劃分不出來，單元全部被劃分成了四面體，也就是退化的六面體單元，這種情況，計算出來的結果的精度是非常糟糕的，有時候即使你把單元劃分的很細，計算精度也很差，這種情況是絕對要避免的。
六面體單元和帶中間節點的四面體單元的計算精度都是很高的，他們的區別在于：一個六面體單元只有8個節點，計算規模小，但是復雜的結構很難劃分出好的六面體單元，帶中間節點的四面體單元恰好相反，不管結構多么復雜，總能輕易地劃分出四面體，但是，由于每個單元有10個節點，總節點數比較多，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先選用編號高的單元。比如第一類中，應該優先選用solid185。第二類里面應該優先選用solid187。ANSYS的單元類型是在不斷發展和改進的，同樣功能的單元，編號大的往往意味著在某些方面有優化或者增強。
對于實體單元，總結起來就一句話：復雜的結構用帶中間節點的四面體，優選solid187，簡單的結構用六面體單元，優選solid185。
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