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:
? ? 节点位移包括的全部节点解中;
? ? 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、 1、 仅存在非线性单元 2、 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 ETABLE 和 ESOL命令输入项 (变量名) Item E I SAXL轴向应力 LS 1 - EPELAXL单元轴向弹性应变。 LEPEL 1 - EPTHAXL轴向热应变 LEPTH 1 - EPSWAXL轴向膨胀应变 LEPTH 2 - EPINAXL轴向初始应变 LEPTH 3 - EPPLAXL轴向塑性应变 LEPPL 1 - EPCRAXL轴向蠕变 LEPCR 1 - SEPL由应力-应变图所得等效应力 NLIN 1 - SRAT三轴应力与屈服面应力比 NLIN 2 - HPRES静水压力 NLIN 3 - EPEQ等效塑性应变 NLIN 4 - MFORX单元坐标系中沿X轴方向杆的受力 SMISC 1 - FLUEN节点I和 J的热流量 NMISC - 1 TEMP节点I和J的温度 LBFE - 1 假设与限制: ? ? 杆件假设为均质直杆,在其端点受轴向负荷; ? ? 杆长应大于0,即节点I,J不能重合;
? ? 杆件必须位于X-Y平面且截面面积要大于0; ? ? 温度延杆长为线性变化;
? ? 位移函数表明杆件应力均匀;
? ? 初始应变也参预应力刚度矩阵的计算。 LINK1 单元的软件产品制约:
当使用以下产品时,LINK1单元的使用还要受到以下限制: ANSYS专业版:
? ? 不能计算阻尼材料. ? ? 体荷载不能为热流量.
? ? 仅在一些特定情况下才允许考虑应力硬化及大挠度。
J - - - - - - - - - - - - 2 2
Beam3单元描述:
Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。单元的每个节点有三个自由度,即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。本单元更详细的说明见《ANSYS, Inc. Theory Reference》,其
它的二维梁单元还有塑性梁单元Beam23及非对称变截面梁Beam54。 Beam3单元几何图形:
Beam3输入数据:
上图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。单元由两个节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。。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。
如果不计环向作用本单元也可进行轴对称体的分析,如对螺栓、带缝圆柱等。在轴对称分析时输入的面积和惯性矩应是全截面的。剪切变形量(SHERAR)是可选的,如给SHERAR赋值为0则表示忽略剪切变形(相关细节见Shear Deflection),当然剪切模量(GXY)只有在考虑剪切变形时才起作用。单元还可在实常数ADDMAS中输入单位长度的附加质量。
“节点与单元荷载”一节对“单元荷载”有专门介绍。可以在本单元的表面施加面荷载,如上图中带圈数字所示,其中箭头指向为面荷载作用正向。横向均布压力的单位为力每单位长度,端点作用的压力应以集中力的形式输入。KEYOPT(10)用来控制线性变化的横向压力相对单元节点的偏移量。可在单元几何图形的四个角上设定温度值,其被当做体荷载处理。第一个角上的温度T1的默认值为TUNIF,如其它角的温度未给定时其默认值等于第一个角的温度,如给定了T1和T2则T3的默认值为T2,T4的默认值为T1。
KEYOPT(9)用来控制两节点中间部分相关值的输出情况,值是按平衡条件得出的。但在下列情况下这些值不能得到:
? 考虑应力硬化时TIF,ON];
? 一个以上的部件作用有角速度时OMEGA];
? 通过命令CGOMGA, DOMEGA, or DCG/MG作用了角速度或加速度时。 BEAM3输入参数汇总: 节点:I, J
自由度:UX, UY, ROTZ 实常数:
AREA – 横截面面积 IZZ – 截面惯性矩 HEIGHT – 截面高
SHEARZ – 剪切变形系数 ISTRN – 初始应变
ADDMAS – 每单位长度附加质量
说明:剪切变形系数=0,则在单元的Y方向没有剪切变形。 材料属性:EX, ALPX, DENS, GXY, DAMP 表面荷载:
压力-(括号内为压力正值作用方向)
face 1 (I-J) (-Y法线方向) face 2 (I-J) (+X切线方向) face 3 (I) (+X 轴向) face 4 (J) (-X 轴向)
(如输入的压力为负值表示与几何模型图中方向反向作用) 体荷载:
温度作用 -- T1, T2, T3, T4
特性:
应力强化 大变形
单元生、死
单元选项:
KEYOPT(6) 控制杆件力和力矩输出的选项:
0 -- 不输出力和力矩
1 -- 在单元坐标系中输出力和力矩
KEYOPT(9) 用于控制该单元位于节点I,J中间点的数据输出
N -- 输出N个中间位置数据(N = 0, 1, 3, 5, 7, 9)
KEYOPT(10) 用于控制SFBEAM指令时线性变化的压力的偏移量的输入方法:
0 -- 以长度为单位,直接输入压力相对于I,J节点的偏移量 1 – 以偏移量与单元长度的比值为单位(0~1),用相对值形式输入偏移
BEAM3输出数据:
求解输出信息主要包括两部分: ? 节点位移含全部节点解
? 单元其它输出信息见“BEAM3单元输出信息表”
“BEAM3应力输出图”说明了一些情况,有关求解输出的总体性介绍请见“Solution Output”,而有关结果内容察看的一些方法见“ANSYS Basic Analysis Guide”