Ansys中文帮助-单元详解-PLANE223

单元详解——PLANE223
单元性质：2维8节点耦合场单元
MP<><><><><><><><>PP ED
PLANE223单元说明
PLANE223具有2维结构、电、压组和压电分析能力。

本单元有8个节点，每个节点最多有3个自由度。

PLANE223单元具有大变形和应力刚度能力。

关于本单元的更多细节见"ANSYS公司理论手册"中的PLANE223。

其它耦合场单元有SOLID5,PLANE13,SOLID62,SOLID98,SOLID226和SOLID227。

图223.1PLANE223单元几何
PLANE223输入数据
在图223.1:"PLANE223单元几何"中给出了本单元的几何形状、节点位置和单元坐标系。

单元输入数据包括8个节点和结构及电材料特性。

单位类型(MKS 单位或用户定义)通过EMUNIT命令指定。

EMUNIT也确定自由空间介电常数MPZRO 的值。

EMUNIT默认采用MKS单位，MPZRO=8.85e-12法拉第/米。

KEYOPT(1)决定了单元的自由度组、相应的力标记和反作用解。

KEYOPT(1)设置为表223.1"PLANE223场关键值"中各场关键值之和。

例如，对于压电分析(结构场关键值+静电场关键值=1+1000)KEYOPT(1)设置为1001。

对于压电分析，节点自由度为UX,UY和VOLT，反作用解为力和电荷。

当前可用的耦合场分析类型有：压阻和压电。

KEYOPT(1)的设置和自由度组合见下表。

如下表所示，所需的材料性能由各独立场(结构、电导体或静电)的需求和各场耦合的需求组成。

材料性能由MP和TB命令定义。

本单元可以联合使用不同的节点载荷(取决于KEYOPT(1)的值)。

节点载荷用D和F命令定义。

如果有节点力，对平面问题应该输入每单位厚度的值，对轴对称分析应该输入整个360°圆周的值。

单元载荷在"节点和单元载荷"中说明。

可以用SF和SFE命令输入单元边界面上的载荷，如图223.1"PLANE223单元几何"中带圆圈数字所示。

正压力指向单元内部。

对于压阻分析，压力可以作为面载荷。

压力和表面电荷密度可以用作压电分析的面载荷。

由SF,,CHRGS或SFE,,CHRGS命令输入的电荷值解释为负的表面电荷密度值。

体载荷可以在单元节点上输入或作为单独的单元值输入[BF,BFE]。

体电荷密度可以用于压电分析。

由BF,,CHRGS或BFE,,CHRGS命令输入的电荷值解释为负的体电荷密度值。

单元输入汇总于"PLANE223输入汇总"。

对于本单元输入的一般说明见"单元输入"。

用于轴对称问题时，见轴对称单元。

PLANE223输入汇总
节点
I,J,K,L,M,N,O,P
自由度
由KEYOPT(1)确定，见表223.2"PLANE223耦合场自由度组"。

实常数
无
材料特性
见表223.3"PLANE223材料性能"。

面载荷
压力–侧边1(J-I),侧边2(K-J),侧边3(I-K),侧边4(I-L)
表面电荷密度(压电分析)
体载荷
温度-
T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O),T(P)
体电荷密度(压电分析)
特定求解功能：
大变形、应力刚度
关键选项
KEYOPT(1)
单元自由度，见表223.2"PLANE223耦合场自由都组"。

KEYOPT(3)–单元行为
0-平面应变
1-轴对称
2-平面应力
PLANE223输出数据
与单元有关的结果输出有两种形式：
•包括在整个节点解中的节点自由度。

•附加的单元输出，见表223.4"PLANE223单元输出定义"。

单元输出的方向平行于单元坐标系。

在"结果输出"中给出了对于结果输出的一般说明。

查看的方法见"ANSYS基本分析指南"。

单元输出定义表使用如下标记:
在名称列中的冒号(：)表示该项可以用分量名方法[ETABLE,ESOL]处理；O 列表示该项可用于Jobname.OUT文件；R列表示该项可用于结果文件。

无论O列或R列，Y表示该项总是可用的，一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项的条件；而减号"-"表示该项不可用。

表223.4 PLANE223单元输出定义
注解：
1仅输出计算得到的结果(取决于输入数据)；2只有在单元中心，作为*GET项时可用；
3当量应变使用有效泊松比：对于弹性和热分析，由用户输入(MP,PRXY)。

表223.5"PLANE223输出项和序列号"列出了可以通过ETABLE命令,采用序列号方法输出的内容列表。

更多信息见"ANSYS基本分析指南"中一般后处理(POST1)部分和本手册中"输出项和序列号表"部分。

在表223.5"PLANE223输出项和序列号"中使用如下标识符：
Name
与表223.4:"PLANE223单元输出定义"中相同定义的输出量；
Item
用于ETABLE命令的预先定义的输出项；
E
对于单值或常数型单元数据的序列号；
PLANE223假设和限制
·PLANE223假设为单位厚度；
·当NLGEOM打开时(ON),SSTIF默认为关闭(OFF)；
·对于四边形单元和三角形单元，PLANE223分别使用2x2和3点积分计算单元矩阵和载荷矢量；
·在压电分析中，施加的电荷解释为负电荷或负电荷密度；
·对于轴对称问题，本单元必须位于总体坐标的X-Y平面中，Y轴必须是对称轴，如图223.1"PLANE223单元几何"所示。

·轴对称结构必须在+X象限中建模；
·本单元可能与其它有VOLT自由度的单元不兼容；要兼容，各单元必须有相同的反力(见ANSYS电磁场分析指南中的单元兼容性)。

·压阻分析要求迭代求解。

PLANE223产品限制
本单元没有特定的产品限制。