ansys生死单元

单元生死总结2 一）刚度修改-单元生死

如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。本选项主要用于钻孔（如开矿和模拟隧道开挖等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。

在一些情况下，单元的生死状态可以根据ANSYS的计算结果决定，如温度、应力、应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶化，凝固，断裂等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。

要激活“单元死”的效果，ANSYS并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其

单元生死总结2 一）刚度修改-单元生死

如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。本选项主要用于钻孔（如开矿和模拟隧道开挖等），建筑物施工过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。

在一些情况下，单元的生死状态可以根据ANSYS的计算结果决定，如温度、应力、应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶化，凝固，断裂等）。本过程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。

要激活“单元死”的效果，ANSYS并不是将“杀死”的单元从模型中删除，而是将其

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。而LINK8单元是这种单元的三维情况。

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

LINK10—三维仅受拉或仅受压杆单元 LINK10单元说明：

LINK10单元独一无二的双线性刚度矩阵特性使其成为一个轴向仅受拉或仅受压杆单元。使用只受拉选项时，如果单元受压，刚度就消失，以此来模拟缆索的松弛或链条的松弛。这一特性对于将整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用。当需要松弛单元的性能，而不是关心松弛单元的运动时，它也可用于动力分析（带有惯性或阻尼效应）。

如果分析的目的时研究单

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。而LINK8单元是这种单元的三维情况。

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

LINK10—三维仅受拉或仅受压杆单元 LINK10单元说明：

LINK10单元独一无二的双线性刚度矩阵特性使其成为一个轴向仅受拉或仅受压杆单元。使用只受拉选项时，如果单元受压，刚度就消失，以此来模拟缆索的松弛或链条的松弛。这一特性对于将整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用。当需要松弛单元的性能，而不是关心松弛单元的运动时，它也可用于动力分析（带有惯性或阻尼效应）。

如果分析的目的时研究单

参考ANSYS的中文帮助文件

接触问题（参考ANSYS的中文帮助文件）

当两个分离的表面互相碰触并共切时，就称它们牌接触状态。在一般的物理意义中，牌接触状态的表面有下列特点： 1、 不互相渗透；

2、 能够互相传递法向压力和切向摩擦力； 3、 通常不传递法向拉力。

接触分类：刚性体－柔性体、柔性体－柔性体

实际接触体相互不穿透，因此，程序必须在这两个面间建立一种关系，防止它们在有限元分析中相互穿过。 ――罚函数法。接触刚度

――lagrange乘子法，增加一个附加自由度（接触压力），来满足不穿透条件 ――将罚函数法和lagrange乘子法结合起来，称之为增广lagrange法。 三种接触单元：节点对节点、节点对面、面对面。 接触单元的实常数和单元选项设臵：

FKN：法向接触刚度。这个值应该足够大，使接触穿透量小；同时也应该足够小，使问题没有病态矩阵。FKN值通常在0.1~10之间，对于体积变形问题，用值1.0（默认），对弯曲问题，用值0.1。

FTOLN：最大穿透容差。穿透超过此值将尝试新的迭代。这是一个与接触单元下面的实体单元深度（h）相乘的比例系数，缺省为0.1。此值太小，会引起收敛困难。

ICONT：初

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

ANSYS 中的超单元

摘自htbbzzg的博客，网易

从 8.0 版开始，ANSYS 中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了 ANSYS 中超单元的具体使用。

1. 使用超单元进行静力分析

根据 ANSYS 帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段 (称为 Pass)：

(1) 生成超单元模型 (Generation Pass) (2) 使用超单元数据 (Use Pass) (3) 扩展模型 (Expansion Pass) 下面以一个例子加以说明：

一块板，尺寸为 20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。 首先生成原始模型 se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较：

首先生成两个矩形，尺寸各为 20×2。 然后定义单元类型 shell63； 定义实常数 1 为： 2 (板厚度)。 材料性能：

弹性模量 E=201000； 波松比 μ=0.3； 密度 ρ=7.8e-9； 单位为 mm-s-N-MPa。 采用边长 1 划分单元；

一端设置位移约束 all，另一端所有 (21 个) 节点各承受 Z 向力 5。 计算模型如下图：

静力分析的计算结果如下：

1.Element Quality（单元质量）

除了线单元和点单元以外，基于给定单元的体积与边长的比值计算模型中的单元质量因子。范围0~1，1代表完美的正方体或正方形。 2.Aspect Ratio（纵横比）

对单元的三角形或四边形顶点计算长宽比。对于小边界、弯曲形体、细薄特性和尖角等，生成的网格会有一些边长于另外一些边。理想的纵横比为1，结构分析应小于20。 3.Jacobian Ratio（雅克比）

二次单元比线性单元更能精确的匹配弯曲几何体，这样就容易在曲率大的部位产生扭曲的单元。雅克比，可理解为单元的扭曲度。雅克比，小于等于40是可以接受的。 4.Warping Factor（翘曲因子）

对某些四边形壳单元及六面体、棱柱、楔形体的四边形面计算。理想无翘曲平四边形值为0。 5.Parallel Deviation（平行偏差）

计算四边形对边平行偏差角度 。理想值为0度，警告值为70度。 6.Maximum Corner Angle（最大顶角）

理想三角形最大顶角为60度，四边形最大顶角为90度。 7.Skewness（倾斜度） 单元质量 倾斜度

等边 优秀 0 好 中等 次等 坏 退化 ＞0~0.25 0.25~0.5

ANSYS 中的超单元

摘自htbbzzg的博客，网易

从 8.0 版开始，ANSYS 中增加了超单元功能，本文通过一些实际例子，探讨了 ANSYS 中超单元的具体使用。

1. 使用超单元进行静力分析

根据 ANSYS 帮助文件，使用超单元的过程可以划分为三个阶段 (称为 Pass)：

(1) 生成超单元模型 (Generation Pass) (2) 使用超单元数据 (Use Pass) (3) 扩展模型 (Expansion Pass) 下面以一个例子加以说明：

一块板，尺寸为 20×40×2，材料为钢，一端固支，另一端承受法向载荷。 首先生成原始模型 se_all.db，即按照整个结构进行分析，以便后面与超单元结果进行比较：

首先生成两个矩形，尺寸各为 20×2。 然后定义单元类型 shell63； 定义实常数 1 为： 2 (板厚度)。 材料性能：

弹性模量 E=201000； 波松比 μ=0.3； 密度 ρ=7.8e-9； 单位为 mm-s-N-MPa。 采用边长 1 划分单元；

一端设置位移约束 all，另一端所有 (21 个) 节点各承受 Z 向力 5。 计算模型如下图：

静力分析的计算结果如下：

1.Element Quality（单元质量）

除了线单元和点单元以外，基于给定单元的体积与边长的比值计算模型中的单元质量因子。范围0~1，1代表完美的正方体或正方形。 2.Aspect Ratio（纵横比）

对单元的三角形或四边形顶点计算长宽比。对于小边界、弯曲形体、细薄特性和尖角等，生成的网格会有一些边长于另外一些边。理想的纵横比为1，结构分析应小于20。 3.Jacobian Ratio（雅克比）

二次单元比线性单元更能精确的匹配弯曲几何体，这样就容易在曲率大的部位产生扭曲的单元。雅克比，可理解为单元的扭曲度。雅克比，小于等于40是可以接受的。 4.Warping Factor（翘曲因子）

对某些四边形壳单元及六面体、棱柱、楔形体的四边形面计算。理想无翘曲平四边形值为0。 5.Parallel Deviation（平行偏差）

计算四边形对边平行偏差角度 。理想值为0度，警告值为70度。 6.Maximum Corner Angle（最大顶角）

理想三角形最大顶角为60度，四边形最大顶角为90度。 7.Skewness（倾斜度） 单元质量 倾斜度

等边 优秀 0 好 中等 次等 坏 退化 ＞0~0.25 0.25~0.5