ANSYS高效率建模方法單元種類

......高效率建模方法-單元種類常用單元的形狀點(diǎn)(質(zhì)量)線(彈簧，梁，桿，間隙)面(薄殼,二維實(shí)體,軸對(duì)稱實(shí)體)線性二次體(三維實(shí)體)線性二次................................高效率建模方法-單元種類(續(xù))在單元手冊(cè)(資料或在線幫助)中，ANSYS單元庫(kù)有100多種單元類型，其中許多單元具有好幾種可選擇特性來勝任不同的功能。你要做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。具體單元名稱單元圖示ANSYS單元名稱單元特性(類別,編號(hào))準(zhǔn)則高效率建模方法-單元種類(續(xù))在結(jié)構(gòu)分析中，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)決定單元類型的選擇。選擇維數(shù)最低的單元去獲得預(yù)期的結(jié)果(盡量做到能選擇點(diǎn)而不選擇線，能選擇線而不選擇平面，能選擇平面而不選擇殼，能選擇殼而不選擇三維實(shí)體).對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)考慮建立兩個(gè)或者更多的不同復(fù)雜程度的模型。你可以建立簡(jiǎn)單模型，對(duì)結(jié)構(gòu)承載狀態(tài)或采用不同分析選項(xiàng)作實(shí)驗(yàn)性探討。高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例

線單元:Beam(梁)單元是用于螺栓(桿)，薄壁管件，C形截面構(gòu)件，角鋼或者狹長(zhǎng)薄膜構(gòu)件(只有膜應(yīng)力和彎應(yīng)力的情況)等模型。Spar(桿)單元是用于彈簧，螺桿，預(yù)應(yīng)力螺桿和薄膜桁架等模型。Spring

單元是用于彈簧，螺桿，或細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件，或

通過剛度等效替代復(fù)雜結(jié)構(gòu)等模型。高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例

殼單元:Shell

(殼)單元用于薄面板或曲面模型。

殼單元分析應(yīng)用的基本原則是每塊面板的主尺寸不低于其厚度的10倍。準(zhǔn)則高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例

X-Y平面單元:在整體笛卡爾X-Y平面內(nèi)（模型必須建在此面內(nèi)），有幾種類型的ANSYS單元可以選用。其中任何一種單元類型只允許有平面應(yīng)力、平面應(yīng)變、軸對(duì)稱、和/或者諧結(jié)構(gòu)特性。

平面應(yīng)力或應(yīng)變:OKNJMPLIIJK,L,OPNMTriangularOptionY(orAxial)X(orRadial)高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例平面應(yīng)力

假定在Z方向上的應(yīng)力為零，主要有以下特點(diǎn)：當(dāng)Z方向上的幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于X和Y方向上的尺寸才有效。所有的載荷均作用在XY平面內(nèi)。在Z方向上存在應(yīng)變。運(yùn)動(dòng)只在XY平面內(nèi)發(fā)生。允許具有任意厚度(Z方向上)。平面應(yīng)力

分析是用來分析諸如承受面內(nèi)載荷的平板、承受壓力或遠(yuǎn)離中心載荷的薄圓盤等結(jié)構(gòu)。高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例平面應(yīng)變

假定在Z方向的應(yīng)變?yōu)榱?，主要具有以下特點(diǎn)：當(dāng)Z方向上的幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于X和Y方向上的尺寸才有效。所有的載荷均作用在XY平面內(nèi)。在Z方向上存在應(yīng)力。運(yùn)動(dòng)只在XY平面內(nèi)發(fā)生。平面應(yīng)變分析是用于分析那種一個(gè)方向的尺寸（指定為總體Z方向）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它兩個(gè)方向的尺寸，并且垂直于Z軸的橫截面是不變的。高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例軸對(duì)稱

假定三維實(shí)體模型是由XY面內(nèi)的橫截面繞Y軸旋轉(zhuǎn)360o形成的（管，錐體，圓板,圓頂蓋，圓盤等）。對(duì)稱軸必須和整體Y軸重合。不允許有負(fù)X坐標(biāo)。Y方向是軸向，X方向是徑向，

Z方向是周向(hoop)。周向位移是零；周向應(yīng)變和應(yīng)力十分明顯。只能承受軸向載荷（所有載荷）。Hoop高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例諧單元

將軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)承受的非軸對(duì)稱載荷分解成傅立葉級(jí)數(shù)。傅立葉級(jí)數(shù)的每一部分獨(dú)立進(jìn)行求解，然后根據(jù)再合并到一起。

諧單元較常用于單一受扭或受彎的分析求解，其中受扭和受彎對(duì)應(yīng)于傅立葉級(jí)數(shù)的第1和第2項(xiàng)。這種簡(jiǎn)化處理本身不具有任何近似性！單元坐標(biāo)系(顯示的是

KEYOPT(1)=0情形)OKJMPLIIJK,L,OPNMTriangularOptionyxNY(Axial)X(Radial)高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例諧單元

-舉例：

假定一承受剪力，彎矩，和/或者扭矩的軸。軸上的扭矩以傅立葉級(jí)數(shù)的一項(xiàng)施加到軸上。這時(shí)，除了扭矩外，事實(shí)上是一般的軸對(duì)稱問題。彎矩和橫向剪力可以分別作為傅立葉級(jí)數(shù)的其它兩項(xiàng)施加到軸上。諧單元還可以用于實(shí)際當(dāng)中的任意循環(huán)分布載荷，這可能需要分解成50-100項(xiàng)傅立葉級(jí)數(shù)才能得到滿意的結(jié)果。MVT高效率建模方法-單元種類(續(xù))主要單元類型舉例

三維實(shí)體單元:用于那些由于幾何、材料、載荷或分析結(jié)果要求考慮的細(xì)節(jié)等原因造成無法采用更簡(jiǎn)單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)。四面體模型使用CAD建模往往比使用專業(yè)的FEA分析建模更容易，也偶爾得到使用。KRLQOPMNJIXYZTetrahedronmeshBrickmesh高效棒率建場(chǎng)模方起法板-兇單元困種類(續(xù))主要傅單元您類型響舉例專用河單元矮:專用殘單元包括接觸單元-用于伍構(gòu)件參間存奶在接榆觸面紙的結(jié)從構(gòu)建缺模，如渦塑輪盤股和葉彼片，僑螺栓膊頭部考和法湖蘭，泡電觸漏頭，熄以及O-圈等龜?shù)取Ｗ龊瞄e接觸閥分析吳要求斗有這孟方面猴的知增識(shí)和羨經(jīng)驗(yàn)。JIGAPMorM/2CXYZFSLIDEK1K2MorM/2高效絲式率建隙模方益法鬼-角單元紀(jì)種類(續(xù))其它提可供尼選擇采的單渴元類稍型線性盯單元支/刺二誤次單醋元政/p單元東:一旦葬你決蓄定采訊用平綢面、創(chuàng)三維蕩殼或陳者三芬維實(shí)掌體單仰元，拼還需槍要進(jìn)隊(duì)一步略決定冰采用痕線性濫、四壁邊形直或P單元星。線性描單元汽和高張階單子元之削間明宏顯的凍差別題是線岡性單墓元只泉存在“角節(jié)衛(wèi)點(diǎn)”，而高餐階單信元還阿存在“中節(jié)掛點(diǎn)”。下面奇還提開到一肺些差恰別。線性規(guī)單元若內(nèi)的位感移按盒線性恨變化汗，因步此(大多發(fā)數(shù)時(shí)沃)單槍個(gè)單增元上科的應(yīng)玻力狀依態(tài)是騎不變腰的。二次節(jié)單元室內(nèi)的位周移是唇二階菌變化幅的，塌因此桐單個(gè)區(qū)單元嘩上的蠟應(yīng)力展?fàn)顟B(tài)勤是線偷性變?；幕?。p單元?jiǎng)儍?nèi)的位僻移是漢從2燒階到甩8星階變收化的料，而日且具申有求累解收誦斂自羅動(dòng)控陜制功周能，真自動(dòng)課各位盒置上生分析治應(yīng)當(dāng)撐采用聽的階南數(shù)。高效半率建猶模方求法撿-收單元選種類(續(xù))其它傾可供佛選擇家的單熔元類催型其它文.獅..我們始有必惹要講剖述一甲下AN域SY算S中各嘗線性臘概念妨之間過的區(qū)首別。線性閘分析是指牌不包攪含任叛何非坑線性康影響(如：佛大變?nèi)?，怎塑性象，或噴者接羞觸)。線性銅方程求解噴器是指方程噸組解閣就是會(huì)結(jié)構(gòu)裹的自當(dāng)由度鐘解。推即使銹是非斧線性虧分析分，這狼些方爆程還鐵是線綠性的(但必?fù)繇氝M(jìn)令行多唇次求紗解)禾。線性獸單元假定顏單元逗內(nèi)的居自由杜度按姨線性慎變化(跟二灣次單逃元,三次快單元手,或p單元若相比)。高效御率建樂模方農(nóng)法客-宰單元廣種類(續(xù))其它鳳可供漂選擇見的單吳元類世型線性讀單元剖/刻二趣次單喪元山/p單元(續(xù))酒:在許洪多情驅(qū)況下扔，同拼線性兵單元碰相比脈，采劣用更董高階萌類型兄的單車元進(jìn)池行少申量的棕計(jì)算互就可嘩以得斜到更灘好的求計(jì)算勇結(jié)果竿。下返面是網(wǎng)根據(jù)費(fèi)不同攻分析畏目的像進(jìn)行康單元膊選擇茄的情樹況。高效旁率建廚模方此法騰-拒單元林種類(續(xù))其它葬可供因選擇稀的單缸元類課型線性火單元投/吹二姨次單甜元揉/p單元(續(xù))炮:再進(jìn)表行單挺元選浮擇時(shí)億應(yīng)考鼻慮的踢其它準(zhǔn)因素匪。線性白單元冒的扭背曲變嘴形可璃能引亞起精麗度損賤失。強(qiáng)更高糾階單纏元對(duì)都這種系扭曲獨(dú)變形島不敏粗感。就求乒解的猴精度柱的差夕別講背，線夠性單幅元和喝二次濾單元鑼網(wǎng)格樂之間渡的差野別遠(yuǎn)呆沒有惜平面?zhèn)騿卧夂腿龓r維實(shí)傷體單唯元網(wǎng)魄格之恰間的屑差別殖那么捏驚人樹之大亡。你記可能牙更喜鑄歡使搏用線距性(平)規(guī)殼單四元。高度販扭曲營(yíng)的二痰次情底形(非平河行對(duì)濤邊)高效紙率建兆模方軍法羨-倆單元滋種類(續(xù))其它紹可供濁選擇澤的單組元類嬸型線性閃單元繞/史二木次單得元疑/p單元(續(xù))虎:大多掙數(shù)二繪次單朵元允徹許忽寺略部屆分或倦所有應(yīng)邊的縱中節(jié)辭點(diǎn)-但是廣，在呆沒有尊中節(jié)據(jù)點(diǎn)的海邊上英，你快只能確得到幼線性恩結(jié)果。如果魚所有店中節(jié)膊點(diǎn)均放不存睡在，煩該單愛元就爬變成產(chǎn)了線鹿性單番元，根計(jì)算江精度杠也隨緩之降延低(由于鈔轉(zhuǎn)化魔成線妙性單榜元的沖二次矮單元妻和塊攻單元牙具有“不相澇容的沉位移昌模式”，并鬧引起漂單元蠢彎曲)。高效登率建贏模方計(jì)法礙-師單元瀉種類(續(xù))其它鬼可供渾選擇兄的單欄元類潑型線性頌單元父/倍二累次單譜元潔/p單元(續(xù))罪:更高寺階的絲式單元姜模擬硬曲面聽的精沾度就武越高。低階乓單元更高帶階單噴元高效藥率建觸模方畝法醬-陡單元約種類(續(xù))其它軋可供極選擇跟的單挺元類允型線性溉單元麻/叫二沈次單野元古/p單元(續(xù))糟:采用暫越來蛛越高煤階的漸單元堵，給剩曲線弄結(jié)構(gòu)含劃分近越來貢越稀紛疏的覽單元燃網(wǎng)格告，AN鴨SY藝S開始嚼向你會(huì)發(fā)出理警告畏，甚軍至發(fā)考出由粉于單選元扭活曲變路形超濁過單肉元允惱許范刪圍而粒引起塑網(wǎng)格揮劃分暈失敗代的信脖息。建其原壺因是斤，由于良模型去表面烤單元奏的彎建曲程地度過嗚大，堂使部鋒分中愈節(jié)點(diǎn)兄偏離咱了自址身位際置，最終蘭決定揭了你右能劃吉分單電元網(wǎng)嶄格的滲稀疏歇程度。同其怖它軟寨件一市樣，AN敘SY狼S程序去允許蟻用更捕高階取的直握邊單堂元?jiǎng)澖q分網(wǎng)導(dǎo)格(降低撞了實(shí)黑際幾賄何模羊型的蝕精度，特別禁是對(duì)仁于p單元密而言宿，通栗常極淹不理破想)，也允烈許用縫不帶若中節(jié)谷點(diǎn)的超更高重階單焰元?jiǎng)澃謫畏试W(wǎng)犯格(即降彩低了謠幾何孤模型抵的精默度，冬又降撕低了墻單元之精度占，所壘以在匠通常么情況往下更樂不理茅想)光。所拖以，搏一般誓建議當(dāng)采用在盡可僅能稀投疏的羅單元忠網(wǎng)格兩，而眼又不碎至于泉出現(xiàn)疑形狀鑰檢查父警告。高效鎮(zhèn)率建味模方弱法燈-逮單元失種類(續(xù))其它除可供恨選擇委的單涌元類勉型線性育單元婆/喚二州次單疊元學(xué)/p單元(續(xù))撞:你不忠能將脈接觸汁單元遮同具愿有中倡節(jié)點(diǎn)姜的單叢元連瀉起來(僅對(duì)眠于節(jié)彎點(diǎn)-布節(jié)點(diǎn)杠和節(jié)漫點(diǎn)-抗面接喝觸單蹦元而禾言--對(duì)于閥面-掘面接橋觸單違元?jiǎng)t島是允暢許的)。類似雖地，液在熱碑分析昂?jiǎn)栴}誘中，你不望能將處輻射li蔑nk單元滋或者棗非線蔑性對(duì)銳流表透面添留加到遙具有郊中節(jié)腸點(diǎn)的田單元藝上。(AN臥SY安S提供謊了多施種劃和分必急須忽勒略中槳節(jié)點(diǎn)塞的單員元網(wǎng)坊格的浩方法)。(不建議)(建議)在非捉線性紹材料氏特性紗區(qū)域端內(nèi)，谷二次包單元趙并不床比線浩性單究元更壤有效盾。高效巷率建照模方廚法男-按單元剃種類(續(xù))其它叢可供窯選擇嚷的單映元類粘型四邊顧形單哲元唐/僑三角永形單家元，廈塊單挎元谷/修四面較體單爛元:針對(duì)糊平面悼或者櫻三維清殼體斯分析棍模型橋而言慌，四牧邊形鴿單元閱和三輩角形童單元召是有撒差別槽的，李下表斧列出胖了這辜些差腳異。高效緞率建債模方征法目-竹單元標(biāo)種類(續(xù))其它君可供閣選擇室的單鋪元類擺型四邊威形單菜元矮/豪三角乏形單居元，畏塊單鄉(xiāng)豐元芽/限四面高體單泡元(續(xù))就:全部來采用祥三角齊形單笛元網(wǎng)岸格的悼理由且是相溉當(dāng)少報(bào)的。剖給面芬進(jìn)行奴單元斜網(wǎng)格射劃分戶的實(shí)碧質(zhì)問蛾題是歉，你喊是否動(dòng)允許勁模型鵲中存盒在一胡些三愿角形島單元赤網(wǎng)格四。實(shí)攝際上鄰，各是處存仙在三抄角形凡單元壯會(huì)相弊當(dāng)麻拔煩，課但是鄉(xiāng)豐應(yīng)當(dāng)斯仔細(xì)煙思考冊(cè)下列耕問題:如果攪采用炊更高避階單睡元，村三角憶形單赴元的學(xué)計(jì)算尤精度竭接近兄于二幼次單咸元。誘所以鮮，全慚部采撇用二踢次單飄元網(wǎng)孔格也峽是沒妄有什緞么理澇由的遷。如果桿你采移用線枯性單皺元，均三角渡形單廟元就鄉(xiāng)豐十分串糟糕-但是駕，不羞這樣置會(huì)使羽四邊豎形單拜元網(wǎng)盞格扭求曲。搶除了圓多數(shù)盼不重瓜要的坦結(jié)構(gòu)窗外，矮任何帳四邊釋形單突元網(wǎng)僅格(結(jié)構(gòu)藏的或續(xù)者非華結(jié)構(gòu)梁的)不得媽不包踢含部崗分形忘狀糟辦糕的疏三角刊形單然元網(wǎng)閘格。所以先，還肥是沒連有理屆由全往部采常用四脂邊形請(qǐng)單元。高效工率建畜模方擋法悔-陪單元亡種類(續(xù))其它稈可供推選擇享的單雀元類隊(duì)型四邊隆形單吵元鑒/胞三角股形單幟元，穩(wěn)塊單幅元絨/鈴四面柳體單警元(續(xù))橫:對(duì)三暫維實(shí)插體分蠅析模迅型而莊言，押塊單跨元和羨四面扎體單滿元是勁有差予別的炮，下績(jī)表列浮出了緩這些擊差異輛。高效辛率建恩模方純法筐-幻玉單元習(xí)種類(續(xù))其它渣可供顛選擇難的單轉(zhuǎn)元類指型四邊屢形單敬元廣/景三角窮形單今元，遷塊單桂元施/澆四面船體單燭元(續(xù))善:建立張三維擠實(shí)體悼模型杏需要略作出姜下列糕選擇：使用責(zé)四面箏體單即元?jiǎng)潩?jì)分網(wǎng)麥格采用氏簡(jiǎn)便遣方法防建立漁實(shí)體晴模型。選用隱二次潔單元染或者p單元釀。或險(xiǎn)者使用鍬塊單候元?jiǎng)澱彿謫慰釉W(wǎng)杜格選用絕塊單仔元網(wǎng)喬格建構(gòu)立實(shí)想體模嬌型。通常僅需要絨花費(fèi)他更多千時(shí)間蘋和精校力。劃分筍子區(qū)法域連接箭處理延伸采用升任何聰塊單趙元。高效竹率建效模方躺法壁-鬧單元馬種類(續(xù))其它黑可供貧選擇雞的單免元類盡型四邊典形單喇元梢/騎三角蒸形單床元，拆塊單臘元睬/并四面惜體單傍元(續(xù))吹:為什速么使擴(kuò)用四葛面體歸單元愿劃分款單元受網(wǎng)格賠會(huì)有恨這么保大的鏈困難茄呢？過去紫，有碎限元傍模型鑰全部達(dá)采用蹄線性梯四面碑體單命元網(wǎng)捎格(我們殖已經(jīng)吃講過革這種宗模型提十分“粗糙”)?，F(xiàn)在膨，使許用二郵次單突元和p單元進(jìn)的有熱限元碧模型棍變得勒相當(dāng)睛理想洲了。四面澤體單頂元模絡(luò)型的題自由盛度幾甲乎是第同等星精度冷的塊擾單元浙單元虎模型越的3輸?shù)?那0倍泉。迄憑今求巾解器宣技術(shù)礙取得辭了很出大突