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有限元与ANSYS--基础培训_ANSYS 单元选择丰富的单元库点单元质量单元 MASS21 线单元–梁单元用于模拟螺栓、管件、 C-sections 、角钢或只需膜应力和弯曲应力的任何细长杆件–杆单元用于模拟弹簧、螺栓、预应力螺栓及桁架–弹簧单元用于模拟弹簧、螺栓、细长部件或通过等效刚度替代复杂部件?壳单元–用于模拟薄板或曲面。–一般来讲,细的定义依赖于应用,主要方向的尺寸至少为其厚度的 10倍?二维实体单元: –用于模拟实体的横截面–必须在总体笛卡尔坐标系的 X-Y平面内建模–所有载荷都在 X-Y平面上,响应(位移)也在 X-Y平面–单元的可以有下列特性:?平面应力?平面应变?轴对称?轴对称简谐 Y X Z ?平面应力假定在 Z方向的应力为零–有效的组成为 Z方向比 X及Y方向的尺寸小得多–Z向应变非零–允许任意厚度(Z向)–用于诸如承受面内载荷的平板或承受压力或离心载荷的薄盘 Y X Z ?平面应变假定 Z方向为零应变–用于 Z向尺寸远大于 X及Y向尺寸的情况–Z向应力非零–用于长、诸如结构梁等截面形状不变的结构 Y X Z ?轴对称假定三维结构及其载荷可由 2维截面通过沿 Y轴旋转 360 °得到–对称轴必须与总体 Y轴重合–负的 X 坐标不允许– Y 方向为轴, X方向为径向, Z方向为周向(环向) –环向位移为零;环向应变和应力通常十分显著–用于压力容器、直管、轴等?三维实体单元: –用于几何模型、材料、载荷或要求的结构细节不能用简化形式的单元模拟的情况。–还用于几何模型由三维 CAD 系统输入的情况,如果转化为二维或壳单元形式需要大量时间和精力。单元阶次?单元阶次指单元形函数多项式的阶次?何为形函数? –给出单元结果形状的数学函数。因为有限元求解器只解出节点的自由度值,需要形函数将节点自由度值映射到单元内的点上。–形函数代表给定单元的假定的表现–每个假定的单元形函数与真实情况的匹配程度直接影响求解精度自由度值二次分布实际为二次曲线线性近似(较差的结果)二阶近似 (最好的结果) 用多个单元的线性近似(好结果) 线单元?只支持线性变化的位移因此一个单元内为常应力?对单元扭曲高度敏感?如果仅对名义应力结果感兴趣则可接受?对高应力梯度区需要大量单元二次单元?支持二次变化的位移及在一个单元内线性变化的应力?能代表曲边边界及曲面,比线性单元更为准确。对单元的扭曲不太敏感?对高精度应力感兴趣的情况建议采用?比线性单元给出的结果更好, 多数情况下用更少的单元及总的自由度即可达到