ansys中平面單元類(lèi)型的案例
ANSYS 中查詢單元類(lèi)型
在 ANSYS 中查詢單元類(lèi)型有多種方法，下面將針對(duì)經(jīng)典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開(kāi)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(lèi)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(lèi)型。輸入命令后按回車(chē)鍵，程序會(huì)在輸出窗口顯示單元的編號(hào)、節(jié)點(diǎn)編號(hào)以及單元類(lèi)型等信息。
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(gè)單元型號(hào)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(gè)單元型號(hào)的單元？
ANSYS中單元類(lèi)型的選擇
六面體單元和帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元的計(jì)算精度都是很高的，他們的區(qū)別在于：一個(gè)六面體單元只有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，計(jì)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(diǎn)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(gè)單元有10個(gè)節(jié)點(diǎn)，總節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多，計(jì)算量會(huì)增大很多。
前面把常用的實(shí)體單元類(lèi)型歸為2類(lèi)了，對(duì)于同一類(lèi)型中的單元，應(yīng)該選哪一種呢？通常情況下，同一個(gè)類(lèi)型中，各種不同的單元，計(jì)算精度幾乎沒(méi)有什么明顯的差別。選取的基本原則是優(yōu)先選用編號(hào)高的單元。比如第一類(lèi)中，應(yīng)該優(yōu)先選用solid185。第二類(lèi)里面應(yīng)該優(yōu)先選用solid187。ANSYS的單元類(lèi)型是在不斷發(fā)展和改進(jìn)的，同樣功能的單元，編號(hào)大的往往意味著在某些方面有優(yōu)化或者增強(qiáng)。
對(duì)于實(shí)體單元，總結(jié)起來(lái)就一句話：復(fù)雜的結(jié)構(gòu)用帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體，優(yōu)選solid187，簡(jiǎn)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(lèi)型
源自360doc--閑人好客。
展開(kāi) Ansys中單元類(lèi)型選擇
初學(xué)ANSYS的人，通常會(huì)被ANSYS所提供的眾多紛繁復(fù)雜的單元類(lèi)型弄花了眼，如何選擇正確的單元類(lèi)型，也是新手學(xué)習(xí)時(shí)很頭疼的問(wèn)題。
單元類(lèi)型的選擇，跟你要解決的問(wèn)題本身密切相關(guān)。在選擇單元類(lèi)型前，首先你要對(duì)問(wèn)題本身有非常明確的認(rèn)識(shí)，然后，對(duì)于每一種單元類(lèi)型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有多少個(gè)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(wèn)題，對(duì)照幫助文檔里面的單元描述來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)?em>單元類(lèi)型。
1.該選桿單元（Link）還是梁單元(Beam)？
這個(gè)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(diǎn)。
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(duì)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(wèn)題。
2)beam4是3D的梁單元，可以解決3維的空間梁?jiǎn)栴}。
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(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)，是選實(shí)體單元還是殼單元？
對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)，最好是選用shell單元，shell單元可以減少計(jì)算量，如果你非要用實(shí)體單元，也是可以的，但是這樣計(jì)算量就大大增加了。而且，如果選實(shí)體單元，薄壁結(jié)構(gòu)承受彎矩的時(shí)候，如果在厚度方向的單元層數(shù)太少，有時(shí)候計(jì)算結(jié)果誤差比較大，反而不如shell單元計(jì)算準(zhǔn)確。
實(shí)際工程中常用的shell單元有shell63,shell93。
展開(kāi) 
ansys中梁單元截面類(lèi)型
ansys中梁單元截面類(lèi)型總共給了12種，如下圖
最后一種“ASEC”，即其他亞類(lèi)，不需要形狀，只需輸入一些截面的數(shù)據(jù)即可。
ASEC類(lèi)型有如下圖幾個(gè)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(gè)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(duì)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(dòng)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(kāi) ANSYS不同單元類(lèi)型連接專(zhuān)題（二）Solid-Beam單元的連接（類(lèi)型二）
為了與solid-beam模型計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算時(shí)我們使用與solid-beam模型相同的材料模型、單元尺寸和類(lèi)型、載荷、邊界條件。
計(jì)算完成后，提取計(jì)算結(jié)果文件中的整體變形、整體應(yīng)力和圓孔面上的應(yīng)力如下。
1.整體變形。提取變形結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：最大變形量為0.873mm。
2.整體應(yīng)力。提取應(yīng)力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：最大應(yīng)力值為20.181 MPa （應(yīng)力奇異位置，應(yīng)力值失真）。
3. 圓孔面上的應(yīng)力。應(yīng)力最大值為3.583MPa（此結(jié)果非精確結(jié)果，如想得到精確結(jié)果需要進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格）。
通過(guò)對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
1）全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來(lái)進(jìn)行分析，
計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致；（整體應(yīng)力最大數(shù)值的大小和位置，使用solid單元計(jì)算存在應(yīng)力奇異，不進(jìn)行比較）。
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進(jìn)行建模相比，節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少，
顯著
降低了計(jì)算量。
三、連接原理。
詳見(jiàn)上篇文章
《ANSYS不同單元類(lèi)型連接專(zhuān)題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結(jié)。
歡迎大家點(diǎn)擊在看和轉(zhuǎn)發(fā)支持！掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào)，一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
展開(kāi) ANSYS單元類(lèi)型選擇方法 附ansys結(jié)構(gòu)單元與材料應(yīng)用手冊(cè)下載
下面是有關(guān)ANSYS分析中的單元選擇方法：
一、單元類(lèi)型選擇概述：
ANSYS的單元庫(kù)提供了100多種單元類(lèi)型，單元類(lèi)型選擇的工作就是將單元的選擇范圍縮小到少數(shù)幾個(gè)單元上；
單元類(lèi)型選擇方法：
1.設(shè)定物理場(chǎng)過(guò)濾菜單，將單元全集縮小到該物理場(chǎng)涉及的單元；
二、單元類(lèi)型選擇方法
2.根據(jù)模型的幾何形狀選定單元的大類(lèi)，如線性結(jié)構(gòu)則只能用“Plane、Shell”這種單元去模擬；
3.根據(jù)模型結(jié)構(gòu)的空間維數(shù)細(xì)化單元的類(lèi)別，如確定為“Beam”單元大類(lèi)之后，在對(duì)話框的右欄中，有2D和3D的單元分類(lèi)，則根據(jù)結(jié)構(gòu)的維數(shù)繼續(xù)縮小單元類(lèi)型選擇的范圍；
三、單元類(lèi)型選擇方法
4.確定單元的大類(lèi)之后，又是也可以根據(jù)單元的階次來(lái)細(xì)分單元的小類(lèi)，如確定為“Solid-Quad”，此時(shí)有四種單元類(lèi)型：Quad 4node 42 Quad4node 183 Quad 8node 82 Quad 8node 183 前兩組即為低階單元，后兩組為高階單元；
四、單元類(lèi)型選擇方法
5.根據(jù)單元的形狀細(xì)分單元的小類(lèi)，如對(duì)三維實(shí)體，此時(shí)則可以根據(jù)單元形狀是“六面體”還是“四面體”，確定單元類(lèi)型為“Brick”還是“Tet”；
五、單元類(lèi)型選擇方法
6.根據(jù)分析問(wèn)題的性質(zhì)選擇單元類(lèi)型，如確定為2D的Beam單元后，此時(shí)有三種單元類(lèi)型可供選擇，如下：2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54，根據(jù)分析問(wèn)題是彈性還是塑性確定為“Beam3”或“Beam4”，若是變截面的非對(duì)稱的問(wèn)題則用“Beam54”。
展開(kāi) ANSYS各類(lèi)型單元連接專(zhuān)題講解(五)之3D梁單元與殼單元剛接
例如采用ANSYS模擬一個(gè)多層混凝土框架結(jié)構(gòu)，一般除計(jì)算整體指標(biāo)外，我們?cè)谟?jì)算具體荷載作用時(shí)（如風(fēng)荷載、地震作用、恒載、活載等），樓板一般采用彈性版，此時(shí)可用殼單元模擬，主梁、次梁采用梁單元模擬，此時(shí)變?yōu)榱?em>單元包含在殼面內(nèi)的情況，當(dāng)然此類(lèi)情況是否需要考慮截面偏置，可根據(jù)具體工程而定。
對(duì)這中梁單元包含在殼單元面內(nèi)的情況，只需要將梁單元與殼單元共用節(jié)點(diǎn)即可，而無(wú)須格外建立約束方程。
三、梁單元在殼單元內(nèi)但不包含
此種情況為梁與殼位于同一面內(nèi)，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(guò)剛性梁和剛性區(qū)域兩種方式連接。剛性梁采用MPC184單元，剛性區(qū)域采用Cerig命令，具體使用方法下期文章討論。
展開(kāi) ANSYS不同單元類(lèi)型連接專(zhuān)題（一）Solid-Beam單元的連接
為了與solid-beam模型計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算時(shí)我們使用與solid-beam模型相同的材料模型、單元尺寸和類(lèi)型、載荷、邊界條件。
計(jì)算完成后，提取計(jì)算結(jié)果文件中的整體變形、整體應(yīng)力和圓孔面上的應(yīng)力如下。
1.整體變形。提取變形結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：最大變形量為1.616mm。
2.整體應(yīng)力。提取應(yīng)力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：最大應(yīng)力值為169.02 MPa （應(yīng)力奇異位置，應(yīng)力值失真）。
3. 圓孔面上的應(yīng)力。應(yīng)力最大值為125.09MPa（此結(jié)果非精確結(jié)果，如想得到精確結(jié)果需要進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格）。
通過(guò)對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
1）全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來(lái)進(jìn)行分析，
計(jì)算結(jié)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(jìn)行建模相比，節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少，
顯著
降低了計(jì)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(jù)什么原理建立的呢？我們?nèi)?em>ANSYS經(jīng)典中一探究竟。
通過(guò)查看單元類(lèi)型我們發(fā)現(xiàn)，ANSYS生成了計(jì)算用的5種單元類(lèi)型。而我們沒(méi)有定義接觸，怎么會(huì)有接觸單元174和目標(biāo)單元170呢？
通過(guò)查看接觸向?qū)覀儼l(fā)現(xiàn)，ANSYS生成了一個(gè)
單點(diǎn)控制接觸，控制節(jié)點(diǎn)為173184?？吹竭@我們就大概明白了，在梁模型和實(shí)體模型接觸的位置，軟件建立了一個(gè)170點(diǎn)目標(biāo)單元，在實(shí)體模型的端面上，軟件建立了174單元。使用170單元的173184節(jié)點(diǎn)控制174單元上的節(jié)點(diǎn)。
展開(kāi) Abaqus中接觸問(wèn)題中單元類(lèi)型的選擇
1.關(guān)于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會(huì)構(gòu)成從面的模型部分使用一階單元，使用二階單元可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這是由接觸算法決定的。
2.單元選擇
較簡(jiǎn)單接觸問(wèn)題：線性減縮積分單元（C3D8R）和非協(xié)調(diào)單元（C3D8I）。
較復(fù)雜接觸問(wèn)題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應(yīng)用于復(fù)雜的接觸模擬問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，在模型復(fù)雜的接觸分析中推薦使用，但是計(jì)算時(shí)間也大大增加。
備注：具體內(nèi)容請(qǐng)參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用》，第12章--接觸
展開(kāi) ANSYS各類(lèi)型單元連接專(zhuān)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(kāi)始主要從具體方面講解連接方法。
按照桿、梁、殼、實(shí)體的順序，先說(shuō)說(shuō)桿單元與各單元的連接方法。
那么什么時(shí)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(shí)際工程中需要考慮此類(lèi)連接的例子。
案例一：工業(yè)廠房
此類(lèi)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(shí)，此時(shí)各個(gè)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(mén)廳鋼結(jié)構(gòu)雨棚
在具體模擬該結(jié)構(gòu)時(shí)，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(shí)體單元模擬。
一直以來(lái)，桿單元一般用于模擬桁架結(jié)構(gòu)的時(shí)候比較多，其特點(diǎn)是桿件兩端不考慮承受彎矩作用，節(jié)點(diǎn)只有平動(dòng)自由度，是所有單元中最為簡(jiǎn)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(diǎn)只有Ux和Uy兩個(gè)平動(dòng)自由度，而3D桿單元除了這兩個(gè)，還有Uz。其他單元，梁單元、殼單元、體單元都包含了這三個(gè)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(shí)只需要共用節(jié)點(diǎn)即可，無(wú)需建立約束方程。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)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(jiǎn)化模型如上，長(zhǎng)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(guò)程
!
展開(kāi) 
ANSYS單元類(lèi)型
常用的實(shí)體單元類(lèi)型有solid45, solid92,solid185,solid187這幾種。
其中把solid45,solid185可以歸為第一類(lèi)，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(lèi)，他們都是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元，單元的主要功能基本相同。實(shí)際選用單元類(lèi)型的時(shí)候，到底是選擇第一類(lèi)還是選擇第二類(lèi)呢？也就是到底是選用六面體還是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體呢？
如果所分析的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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(shí)，應(yīng)該選用第一類(lèi)單元，也就是選用六面體單元；如果所分析的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，難以劃分出六面體，應(yīng)該選用第二類(lèi)單元，也就是帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元。
新手最容易犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是選用了第一類(lèi)單元類(lèi)型(六面體單元)，但是，在劃分網(wǎng)格的時(shí)候，由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，六面體劃分不出來(lái)，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(jì)算出來(lái)的結(jié)果的精度是非常糟糕的，有時(shí)候即使你把單元劃分的很細(xì)，計(jì)算精度也很差，這種情況是絕對(duì)要避免的。
六面體單元和帶中間節(jié)點(diǎn)的四面體單元的計(jì)算精度都是很高的，他們的區(qū)別在于：一個(gè)六面體單元只有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，計(jì)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(diǎn)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(gè)單元有10個(gè)節(jié)點(diǎn)，總節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多，計(jì)算量會(huì)增大很多。
前面把常用的實(shí)體單元類(lèi)型歸為2類(lèi)了，對(duì)于同一類(lèi)型中的單元，應(yīng)該選哪一種呢？通常情況下，同一個(gè)類(lèi)型中，各種不同的單元，計(jì)算精度幾乎沒(méi)有什么明顯的差別。選取的基本原則是優(yōu)先選用編號(hào)高的單元。比如第一類(lèi)中，應(yīng)該優(yōu)先選用solid185。第二類(lèi)里面應(yīng)該優(yōu)先選用solid187。
展開(kāi) ansys單元類(lèi)型簡(jiǎn)介
包括應(yīng)力強(qiáng)化項(xiàng)在任何分析中，都缺省為nlgeom=on.。該選項(xiàng)為元素提供了分析曲屈、側(cè)移和扭轉(zhuǎn)的能力。
Beam1893維二次有限應(yīng)力梁。適用于分析短粗梁結(jié)構(gòu)。該元素基于timoshenko梁理論。包括剪應(yīng)變。Beam189是一個(gè)三維二次（3節(jié)點(diǎn)）梁。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6或7個(gè)自由度，具體依賴于keyopt(1)的值。Keyopt(1)=0為每個(gè)節(jié)點(diǎn)6個(gè)自由度。包括x,y,z方向和繞x,y,z方向。＝1還考慮了扭轉(zhuǎn)自由度。該元素適用于線性，大旋轉(zhuǎn)和大應(yīng)變非線性。包括應(yīng)力強(qiáng)化項(xiàng)在任何分析中，都缺省為nlgeom=on.。該選項(xiàng)為元素提供了分析曲屈、側(cè)移和扭轉(zhuǎn)的能力。
Plane2 2維6節(jié)點(diǎn)3角形結(jié)構(gòu)實(shí)體。具有二次位移，適用于模擬不規(guī)則網(wǎng)格。該元素有6個(gè)結(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)2個(gè)自由度，分比為x，y方向?？蓪⑵溆糜?em>平面單元（平面應(yīng)力或平面應(yīng)變）或是軸對(duì)稱單元。具有塑性，徐變，膨脹，應(yīng)力強(qiáng)化，大變形，大應(yīng)變能力。
Plane25 軸對(duì)稱協(xié)調(diào)4節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體。用于承受非軸對(duì)稱荷載的2維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。如彎曲，剪切或扭轉(zhuǎn)。該元素由4個(gè)節(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)3個(gè)自由度：x,y,z方向。對(duì)于非扭轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，這3個(gè)方向分別代表半徑，軸向和切線方向。給元素是plane42的一般模式，2為結(jié)構(gòu)單元，和在不一定為軸對(duì)稱。
Plane42 2維實(shí)體。該元素即可用于平面單元（平面應(yīng)力或平面應(yīng)變）也可用于軸對(duì)稱單元。該元素由4個(gè)節(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)2個(gè)自由度：x,y方向。具有塑性，徐變，膨脹，應(yīng)力強(qiáng)化，大變形，大應(yīng)變能力。
Plane82 二維8節(jié)點(diǎn)實(shí)體。該元素是plane42的高次形式。它為混合（四邊形－三角形）自動(dòng)網(wǎng)格劃分提供了更精確的求解結(jié)果，并能承受不規(guī)則形狀而不會(huì)產(chǎn)生任何精度上的損失。8節(jié)點(diǎn)元素具有位移協(xié)調(diào)形狀，適用于模擬彎曲邊界。該元素由8個(gè)節(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)2個(gè)自由度，x,y方向。
展開(kāi) ANSYS各類(lèi)型單元連接專(zhuān)題講解（四）之2D梁與2D實(shí)體單元剛接
前面文章主要講解了梁單元與其他類(lèi)型單元鉸接的情況，從本篇文章開(kāi)始，將主要講解梁單元與各類(lèi)單元剛接的情況，而這也是我們?nèi)粘９こ?em>中比較常見(jiàn)的一種連接方式。
首先從2D平面單元單元開(kāi)始說(shuō)起。
盡管現(xiàn)在的ANSYS版本已經(jīng)摒棄了很古老的2D梁單元，改用Beam18x系列單元代替，但為究其連接方法，這類(lèi)方面仍具有一定的講解價(jià)值，例如我們計(jì)算一榀框架的時(shí)候多數(shù)時(shí)候是采用2D平面單元的。
2D梁單元包括：beam3、beam23、beam54
2D實(shí)體單元：plane單元
一般來(lái)講，2D梁單元與2D實(shí)體單元剛接一般分為三種方法：
1）約束方程法；2）偽梁法；3）MPC法。
三種方法的連接原理無(wú)非是建立自由度之間的關(guān)系方程，但值得注意的是由于采用了局部區(qū)域的節(jié)點(diǎn)，因而在建立關(guān)系的局部區(qū)域內(nèi)可能會(huì)有應(yīng)力集中的情況，后處理當(dāng)中應(yīng)格外注意。
約束方程法后續(xù)講解3D梁單元連接時(shí)會(huì)詳細(xì)說(shuō)明，此處簡(jiǎn)單說(shuō)下偽梁法與MPC法。
其實(shí)偽梁法與MPC法原理基本一樣，構(gòu)造一個(gè)虛擬梁單元，使虛擬梁單元與外部梁單元剛接，虛擬梁單元與內(nèi)部實(shí)體單元強(qiáng)制剛接，從而間接實(shí)現(xiàn)外部梁單元與實(shí)體單元的剛接效果。
使用偽梁法需注意的是，在建立虛擬梁單元時(shí)，虛擬梁單元應(yīng)至少與實(shí)體單元的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，剛度可取為無(wú)窮大或者實(shí)際梁單元的10^5倍。
下面以一個(gè)小案例來(lái)演示。
如上圖所示，兩塊小鋼板中間靠一小鋼梁連接，小鋼梁上有均布荷載，尺寸如上所示，均以mm計(jì)，中間鋼梁所受均布荷載為10KN/m,采用ANSYS模擬該情況。
展開(kāi) ANSYS單元類(lèi)型詳解及選擇原則
希望對(duì)大家有幫助
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ANSYS接觸單元.doc
