Ansys结构分析单元选择经验总结.doc

Ansys结构分析单元选择经验总结.docAnsys结构分析单元选择经验总结在结构分析中,“结构”一般指结构分析的力学模型。按几何特征和单元种类,结构可分为杆系结构、板壳结构和实体结构。杆系结构:其杆件特征是…个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度,例如长度远大于截面高度和宽度的梁。元类型有杆、梁和管单元(一般单称为线单元)。板壳结构:是一个方向的尺度远小于其它两个方向尺度的结构,如平板结构和壳结构。单元为壳单元。实体结构:则是指三个方向的尺度约为同量级的结构,例如挡土墙、堤坝、基础等。单元为3D实体单元和2D实体单元。杆系结构:当构件15>L/h24时,釆用考虑剪切变形的梁单元。(h为杆系的高度)当构件L/h215时,采用不考虑剪切变形的梁单元。BEAM18X系列可不必考虑L/h的值,但在使用时必须达到一肚程度的网格密度。对于薄壁杆件结构,由于剪切变形影响很大,所以必须考虑剪切变形的影响。板壳结构:当L/h〈5〜8时为厚板,应采用实体单元。(h为板壳的厚度)当5〜8<L/h<80~100时为薄板,选2D体元或壳元当L/h>80〜100时,采用薄膜单元。对于壳类结构,一般R/h220为薄壳结构,可选择薄壳单元,否则选择屮厚壳单元。对于既非梁亦非板壳结构,可选择3D实体单元。杆单元适用于模拟桁架、缆索、链杆、弹簧等构件。该类单元只承受杆轴向的拉压,不承受弯矩,节点只有平动自由度。不同的单元具有弹性、塑性、蠕变、膨胀、大转动、大挠度(也称大变形)、大应变(也称有限应变)、应刚化(也称儿何刚度、初始应力刚度等)等功能⑴杆单元均为均质直杆,面积和长度不能为零(LINK11无面积参数)。仅承受杆端荷载,温度沿杆元长线性变化。杆元中的应力相同,可考虑初应变。⑵LINK10属非线性单元,需迭代求解。LINK11可作用线荷载;仅有集中质量方式。⑶LINK180无实常数型初应变,但可输入初应力文件,可考虑附加质量;大变形分析时,横截面面积可以是变化的,即可为轴向伸长的函数或刚性的。⑷通常用LINK1和LINK8模拟桁架结构,如屋架、网架、网壳、桁架桥、桅杆、塔架等结构,以及吊桥的吊杆、拱桥的系杆等构件,必须注意线性静力分析时,结构不能是几何可变的,否则造成位移超限的提示错误。LINK10可模拟绳索、地基弹簧、支座等,如斜拉桥的斜拉索、悬索、索网结构、缆风索、弹性地基、橡胶支座等。LINK180除不具备双线性特性(LINK10)外,它均可应用于上述结构中,并且其可应用的非线性性质更加广泛,增加了粘弹塑性材料。⑸,其初应变可作为施加预应力的方式之一。梁单元分为多种单元,分别具有不同的特性,是一类轴向拉压、弯曲、扭转(3D)单元。该类单元有常用的2D/3D弹性梁元、塑性梁元、渐变不对称梁元、3D薄壁梁元及有限应变梁元。此类单元除BEAM189实为3节点外,其余均为2节点,但有些辅以另外的节点决定单元的方向(如表1-5'I'的节点数)。单元使用另外应注意的问题:⑴梁单元面积和长度不能为零,且2D梁元必须位于XY平面内。⑵剪切变形的影响:当梁的高度远小于跨度时可忽略剪切变形的影响。经典梁元基于变形前后垂直于中面的截面变形后仍保持垂直的Kirchhoff假定,例如当剪切变形系数为零时的BEAM3或BEAM4。但考虑剪切变形的梁弯曲理论中,仍假上原来