ANSYS单元定义及工程应用举例.doc

ANSYS单元定义详解及应用举例
一、单元定义详解
LINK1单元描述:
LINK1单元可用于不同的工程应用中,依具体的应用,该单元可模拟桁架、链杆及弹簧等。该二维杆单元每个节点的自由度只考虑x,y两个方向的线位移,是一种可承受单轴拉压的单元。因为只用于铰接结构,故本单元不能承受弯矩作用。有关此单元的更详细说明请见《ANSYS, Inc. Theory Reference 》。而LINK8单元是这种单元的三维情况。
LINK1的几何模型图:
LINK1输入数据:
上图给出了本单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。单元通过两个节点、横截面面积及初始应变和材料属性定义。单元的X轴方向为沿单元长度从节点I指向节点J。初始应变通过Δ/L给定,Δ为单元长度L(由I,J节点坐标算得)与0应变单元长度之差。
在“节点与单元荷载”中有关于单元荷载的描述。可以在节点上输入温度或热流量作为单元的体荷载。节点I上的温度T(I)默认为TUNIF,节点J上的温度默认为T(I)。对于热流量与温度的设定基本相同,只是默认值不在是TUNIF而成为0。还可通过命令LUMPM得到一个集中质量表达式,这对某些如波的传播的分析是很有用的。
LINK1输入总结:
节点:
I, J
自由度:
UX, UY
实常数
AREA –横截面面积
ISTRN –初始应变
材料属性
EX, ALPX, DENS, DAMP
面荷载:
None
体荷载:
温度 --  T(I), T(J)
热流量 -- FL(I), FL(J)
特性:
塑性
蠕变
膨胀
应力硬化
大变形
单元生死
KEYOPTS
None
LINK1输出数据:
单元的求解输出包括以下两方面:
l         节点位移包括的全部节点解中;
l         其它输出信息见“LINK1单元结果输出说明表”
以下的“LINK1应力计算图”也说明了一些情况,而有关结果输出的总体介绍参见“Solution Output”,对结果的查看方法请见《ANSYS Basic Analysis Guide 》
 
LINK1应力计算图
以下“单元输出信息表”中第一列给出了各输出项的名称,用命令ETABLE(POST1)及ESOL(POST26)可定义这些变量用于查询。第三列表示某一变量值是否在输出文件中给出,第四列某一变量值是否在结果文件中给出。
无论是第三还是第四列,“Y”表示可以输出,列中的具体数值则表示在满足特定条件时才输出,而“-”则表示不输出。
LINK1单元输出信息表
名称
定义
O
R
EL
单元号
Y
Y
NODES
单元节点号(I and J)
Y
Y
MAT
单元材料号
Y
Y
VOLU:
单元体积
-
Y
XC, YC
单元几何中心
Y
2
TEMP
节点I和J的温度
Y
Y
FLUEN
节点I和 J的热流量
Y
Y
MFORX
单元坐标系中沿X轴方向杆的受力
Y
Y
SAXL
轴向应力
Y
Y
EPELAXL
单元轴向弹性应变
Y
Y
EPTHAXL
轴向热应变
Y
Y
EPINAXL
轴向初始应变
Y
Y
SEPL
由应力-应变图所得等效应力
1
1
SRAT
三轴应力与屈服面应力比
1
1
EPEQ
等效塑性应变
1
1
HPRES
静水压力
1
1
EPPLAXL
轴向塑性应变
1
1
EPCRAXL
轴向蠕变
1
1
EPSWAXL
轴向膨胀应变
1
1
1、   仅存在非线性单元
2、   仅在质心利用*GET命令可得的选项。
 
“LINK1项目和序号表”中列出了在后处理中可通过ETABLE命令加参数及数字序号的方法定义可列表察看的有关变量的细则。详细参见《ANSYS基本分析指南》中有关“The General Postprocessor (POST1)”和“The Item and Sequence Number Table”部分。下面是表格的一些使用说明:
Name
指在“LINK1单元输出数据说明表”中的有关变量。
Item
命令ETABLE中使用的参数。
E
单元数据为常数或单值时对应的序号。
I,J
节点I,J所对应的数字序号。
 
LINK1项目和序号表
Output Quantity Name
(变量名)
ETABLE 和 ESOL命令输入项
Item
E
I
J
SAXL轴向应力
LS
1
-
-
EPELAXL单元轴向弹性应变。
LEPEL
1
-
-
EPTHAX