图2-19 “SHELL281单元关键字设置”对话框
K1关键字用来设置SHELL281单元的刚度。用户可以设置3种刚度：完全和薄膜刚度（Bending and membrane），该选项为ANSYS默认选项；只考虑弯曲刚度（Membrane only）； 只计算应力/应变（Stress/strain evaluation only）,该选项在ANSYS14.0中暂不支持GUI设置，可使用命令流“KEYOPT,ITYPE,1,2”来设置（其中ITYPE为单元类型号；“1”为单元关键字K1），该选项仅建议用户在单层结构中使用，它可以计算壳单元外表面的应力和应变。
2.2.2 热分析单元
1. MASS71
如图2-20所示，MASS 71是一个点单元。MASS 71单元只有一个温度自由度，它被用来在瞬态热分析中模拟热容，但是忽略内部热源的存在，即体内没有明显的热梯度。用户还可以使用MASS 71单元模拟与温度相关的生热率。集中质量的热质量单元被应用于一维、二维或三维的稳态或瞬态热分析中。
图2-21所示为“MASS 71 element type options（MASS 71单元关键字设置）”对话框。MASS 71单元包括K3和K4关键字。下面将做详细讲解。
图2-20 MASS 71几何图 图2-21 “MASS 71单元关键字设置”对话框 （1）K3关键字
K3关键字用来设置实常数CON1的含义。用户可以设置两种方式：把实常数CON1当做体积（Volume），这是ANSYS的默认设置，用户选择该选项后，需要输入材料密度（DENS）和比热（C）或焓（ENTH）；把实常数CON1当做热容（Therm capacitance）， 用户选择该选项后，需要输入材料的生热率（QRATE）。如图2-21所示，用户根据设置. 来输入CON1。 （2）K4关键字
K4关键字用来设置生热率是否与温度相关。用户可以设置两种方式：不与温度相关（NO），
这是ANSYS的默认选项；生热率与温度相关（YES）。 ANSYS使用多项式模拟生热率与温度的关系，即
???T??A1?A2T?A3TA4?A5TA6 （2-4） q式中，T为前一个时间步的绝对温度。
如图2-22所示，A1~A6通过实常数输入。当K4设置为NO时，A1~A6必须设置为0；当K4设置为YES时，A1~A6必须设置为非0值。
图2-22 “MASS71单元的实常数输入”对话框
2. LINK31
LINK31单元是一种模拟在空间的两点之间的热流率辐射的单轴单元。如图2-23所示，LINK31单元由两个节点组成，每个节点只有温度自由度，该单元适用于二维（平面或轴对称的）或三维、稳态或瞬态热分析。
图2-23 LINK 31单元几何图
图2-24所示为“LINK 31 element type options（LINK31单元关键字设置）”对话框。LINK31单元只有K2—个单元关键字。K2关键字用来设置辐射方程：标准辐射方程（Standard eqn），这是ANSYS的默认选项；经验辐射方程（Empirical eqn）。标准辐射方程的定义式为
q???FAT?I??T?J? （2-5 ）
44??式中，?为斯蒂芬-玻尔兹曼常数；?为辐射率；F为几何形状因子；A为辐射表面面积；
q为热流量。
经验辐射方程为
44q???FT?I??AT?J? （2-6）
??式（2-5）和式（2-6）中参数通过实常数对话框进行输入。如图2-25所示，“Real Constant Set Number 1， for LINK 31（LINK31单元实常数输入）”对话框包括5个输入框： 输入实常数号（Real Constant Set No.）；辐射表面面积（AREA）；几何形状因子（FORM FACTOR）；辐射率（EMISSIVITY）；斯蒂芬-玻尔兹曼常数（SBC）。
图2-24 “LINK31单元关键字设置”对话框
图2-25 “LINK31单元实常数设置”对话框
3. LINK33
LINK 33单元是用来模拟节点间热传导的单轴单元。如图2-26所示，LINK 33单元由两个节点组成，每个节点只有一个温度自由度。热传导杆单元可用于稳态或瞬态的热分析问题。比热和密度在稳态求解时被忽略，导热性是指向单元轴向的。生热率可在节点处作为单元的体载荷输入。
图2-26 LNK33单元几何图
LINK33单元只有一个单元实常数。如图2-27所示，LINK33单元的实常数只有横截面积（AREA）需要用户输入。
图2-27 “LINK33单元实常数设置”对话框
3. LINK34
LINK34单元是用来模拟两个节点之间的对流传热的单轴单元。如图2-28所示，LINK34单元由两个节点组成，每个节点只有一个温度自由度，该单元适用于模拟二维（平面或轴对称的）或三维、稳态或瞬态热分析。
图2-28 LINK34单元几何图
图2-29所示为“LINK 34 element type options（LINK34单元关键字设置）”对话框。LINK34单元包括K2和K3关键字。
图2-29 “LINK34单元关键字设置”对话框
（1）K2关键字
K2关键字用来设置求解对流系数的方法。用户可以设置4种方式：使用T(I)与T(J)的平均值求解对流系数（Average of TI&TJ），这是ANSYS的默认选项；使用T(I)与T(J)中较大值求解对流系数（Greate of TI&TJ）；使用丁T(I)与T(J)中较小值求解对流系数（Lesser of TI&TJ）；使用T(I)与T(J)差的绝对值求解对流系数（Difference of TI&TJ）。 （2）K3关键字
K3关键字用来设置对流换热系数和比例因子。用户可以设置3种方式：标准单元输入和经验项（Standard input），这是ANSYS的默认选项；使用SFE命令输入（SFE Command）；使用不连续的经验项输入（Discont empiral）。
对流方程为
q?hfAE?T?I??T?J?? （2-7） 式中， q为热流量；A为对流换热表面积；T为当前子步的温度。
E?F?I?TP?I??TP?J?In?CChf （2-8）
式中，TP为前一个子步的温度；n为经验系数，在实常数中以EN表示；CC为输入常数；
F为比例因子。
式（2-7）和式（2-8）中参数通过实常数对话框进行输入。如图2-30所示，“Real Constant Set Number 1， for LINK 34（LINK 34单元实常数输入）”对话框，包括4个输入框：输入实常数号（Real Constant Set No）;对流换热表面积（AREA）；经验项（EN）；输入常数（CC）。
图2-30 “LINK 34单元实常数输入”对话框
4. PLANE55
PLANE55单元可用于二维热分析的平面问题或轴对称问题。如图2-31所示，PLANE55 单元采用一阶温度插值，由4个节点组成，每个节点只有温度自由度，该单元适用于二维、稳态或瞬态热分析。PLANE55单元也可以考虑由常速流动的质量所输送的热流。用户如果采用间接法模拟热-结构耦合问题，那么该单元对应的结构单元为PLANE182。
图2-31 PLANE55单元几何图
图2-32所示为“PLANE55 element type options（PLANE55单元关键字设置）”对话框。PLANE55单元包括K1、 K3、 K4、 K8和K9关键字。