ANSYS_plane单元
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4.2 平面单元 PLANE2
单元性质:2 维6节点三角形实体结构单元
有效产品:MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP ED
PLANE2 单元说明
PLANE2 是一个6节点三角形单元,与 8 节点的PLANE82单元兼容。
本单元具有一个二次的位移函数,可以较好地适应不规则的模型网格 (比如由不同的CAD/CAM系统所产生的模型)。
本单元有6个节点,每个节点有 2 个自由度,分别为 x 和 y 方向的平移,既可用作平面单元 (平面应力或平面应变),也可以用作轴对称单元。
本单元具有塑性、蠕变、辐射膨胀、应力刚度、大变形以及大应变的能力。
关于本单元的更多细节见ANSYS公司理论手册中的 PLANE2。
图 2.1 PLANE2 单元几何
PLANE2 输入数据
在图 2.1: "PLANE2 单元几何" 中给出了 PLANE2 单元的几何形状,节点位置和坐标系。
除了节点外。
单元输入数据还包括一个厚度 (仅当 KEYOPT(3) = 3 时) 以及正交异性材料特性。
正交异性材料的方向与单元坐标系方向一致,单元坐标系的方向在 "坐标系" 中说明。
单元载荷在 "节点和单元载荷" 中说明。
压力可以作为单元边界上的面载荷输入,如图 2.1: "PLANE2 单元几何" 中带圆圈数字所示。
正压力指向单元内
部。
可以输入温度和流量作为单元节点处的体载荷。
节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。
如果不给出其它节点处的温度,则默认等于 T(I)。
如果给出了所有角节点的温度,各中间节点的温度默认为其相邻角节点温度的平均值。
对于任何其它的输入方式,未给定的温度默认为 TUNIF。
对于流量的输入与此类似,只是默认值用零代替了 TUNIF。
对平面问题,除了 KEYOPT(3) = 3 的情况外,本单元如有节点力,应输入每单位厚度的力值;对轴对称问题应输入整个圆周 (360°) 的力值。
通过ISTRESS或ISFILE命令可以对本单元施加初始应力。
进一步的信息见 "ANSYS基本分析指南" 中的初始应力载荷。
另外,将 KEYOPT(9) 设置为 1,可以通过用户子程序USTRESS来读取初始应力。
关于用户子程序的细节见"ANSYS用户程序特性指南"。
在进行几何非线性分析时,可以使用SOLCONTROL,,,INCP 命令来包含压力的影响。
在线性特征值屈曲分析中自动包括压力载荷刚度效应。
如果需要非对称的压力载荷刚度效应矩阵,使用NROPT,UNSYM 命令。
在 "PLANE2 输入汇总"中给出了本单元输入数据的一个汇总。
在"单元输入"中给出了本单元输入数据的一般说明。
对于轴对称问题,见 "轴对称单元"。
PLANE2 输入汇总
节点:
I, J, K, L, M, N
自由度
UX, UY
实常数
如果 KEYOPT(3) = 0, 1, 或 2 - 无
如果 KEYOPT(3) = 3 - 输入厚度 THK
材料特性
EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (或 NUXY, NUYZ, NUXZ),
ALPX, ALPY, ALPZ (或CTEX, CTEY, CTEZ或THSX, THSY, THSZ), DENS, GXY, DAMP
面载荷
压力 -
边 1 (J-I), 边 2 (K-J), 边 3 (L-K)
体载荷
温度 -- T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N)
流量 -- FL(I), FL(J), FL(K), FL(L), FL(M), FL(N)
特定求解能力
塑性、蠕变、辐射膨胀、应力刚度、大变形、大应变、生死单元、自适应下降、初应力输入
关键选项
KEYOPT(3) –单元行为:
0 - 平面应力
1 - 轴对称
2 - 平面应变 (Z 向应变 = 0.0)
3 - 带有厚度输入的平面应力
KEYOPT(5) - 额外应力输出
0 - 输出基本单元解
1 - 输出积分点应力
2 - 输出节点应力
KEYOPT(6) - 额外表面结果输出
0 - 输出基本单元解
3 - 同时输出各积分点处的非线性结果
4 - 对有非零压力的各边输出表面结果
KEYOPT(9) - 初应力子程序选项 (只有直接输入KEYOPT命令才可用)
0 - 不使用用户子程序提供初应力 (默认)
1 - 从用户子程序 USTRESS 读入初应力数据 (如何写用户子程序见
ANSYS用户程序特性指南)
PLANE2 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位移。
·附加的单元输出,见表 2.1 "PLANE2 单元输出定义"。
在图 2.2 "PLANE2应力输出" 中显示了几个输出项。
单元应力的方向平行
于单元坐标系。
对于单元中任意具有非零压力的边,可以输出表面应力;表面应力定义为平行或垂直于边界线,例如 IJ 边的表面应力定义为平行和垂直 IJ 线,对于平面问题沿 Z 轴方向,对于轴对称问题沿环向。
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
图 2.2 PLANE2 应力输出
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,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 2.1 PLANE2 单元输出定义
注解:
1 表面解输出 (如果 KEYOPT(6) = 4 且对于非零压力边界)。
2 非线性结果, 只有在单元为非线性材料特性时才输出。
3 仅用作*GET命令的输出项,给出单元中心处结果。
4 当量应变使用有效泊松比:对于弹性和热问题,该值由用户给出
(MP,PRXY命令);对于塑性和蠕变问题,该值设为 0.5。
表 2.2 PLANE2 其它单元输出
注解
1当单元材料为非线性且 KEYOPT(6) = 3 时在各积分点处输出;
2当 KEYOPT(5) = 1时在各积分点处输出;
3当 KEYOPT(5) = 2时在各角点处输出;
表 2.3: "PLANE2 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" 中关于一般后处理 (POST1) 部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。
在表 2.3: "PLANE2 输出项和序列号" 中使用以下标记:
NAME
与表 2.1: "PLANE2 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;
I,J,K,L,M,N
节点I,J,K,L,M,N 处数据的序列号;
表 2.3 PLANE2输出项和序列号
使用ETABLE命令的表面解的输出项和序列号见本手册中的表面解。
PLANE2 假设和限制
·单元的面积必须大于零。
·对轴对称分析,PLANE2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 2.1 "PLANE2 单元几何" 所示;轴对称结构建模必须满足X≥0 。
·删除一条边上的中间节点,则意味着沿该边的位移变化为线性的,而不再是抛物线的。
关于使用有中间节点的单元的更多信息参见 "ANSYS建模和分网指南"中的"二次单元 (中间节点)"。
·只有在满足单元解部分所说明的条件时,表面应力输出才是有效的。
PLANE2 产品限制
对于以下产品,本单元在上述一般假设和限制的基础上再增加一定的限制:ANSYS Professional:
·材料的阻尼 (DAMP) 特性不能用;
·流体体载荷不能用;
·特定功能中只有应力刚度可以使用;
·KEYOPT(6) = 3 不能用。
4.12 PLANE13
单元性质: 2 维耦合场实体单元
有效产品: MP ME <> <> <> <> EM <> <> PP ED
PLANE13 单元说明
PLANE13 具有 2 维磁、热、电、压电和结构场分析能力,并能在各场之间实现有限的耦合。
本单元有 4 个节点,每个节点最多有 4 个自由度。
本单元具有为 B-H曲线或永磁体退磁曲线建模的非线性磁能力。
PLANE13单元具有大变形和应力刚度能力。
在用于纯结构分析时,PLANE13单元也具有大应变的能力。
关
PLANE13 输入数据
在图 13.1: "PLANE13 单元几何" 中给出了 PLANE13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 4个节点和磁、热、电及结构材料特性。
单位类型(MKS 单位或用户定义)通过EMUNIT命令指定。
EMUNIT也确定MUZERO 的值。
EMUNIT默认采用 MKS 单位,而MUZERO = 4 π x 10-7亨/米。
除 MUZERO 外,通过材料特性表中的 MURX 和 MURY来定义正交各向异性的相对导磁率。
MGXX 和 MGYY 表示永磁材料矫顽力的矢量分量。
矫顽力的大小为其各个分
量的平方和的平方根。
极化方向由分量 MGXX 和 MGYY 确定。
永久磁极的方向和正交各向异性材料的方向与单元坐标系一致。
单元坐标系的定位见坐标系。
非线性磁特性B-H、压电特性和各向异性弹性特性用 TB 命令输入,详见 "数据表–隐式分析"。
非线性正交各向异性磁特性可以通过 B-H 曲线和线性相关导磁率的结合来确定。
在各单元坐标方向上使用 B-H 曲线时,将相应导磁率设置为零。
一种材料只能设置一条B-H 曲线。
本单元可以组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。
如果有节点载荷,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。
压力、对流热或热流密度 (二者不能同时使用)、辐射以及麦克斯韦面标记[1]可以作为单元边界面上的载荷用 SF 和 SFE命令输入,如图 13.1 "PLANE13 单元几何" 中带圆圈数字所示。
正压力指向单元内部。
需要计算磁力的表面,可以在该面上使用无数值参数的面载荷命令 MXWF 作为标记。
在这些面上会计算一个麦克斯韦应力张量以得到磁力。
在求解时,这些力作为载荷施加到结构上。
该表面标记应该施加到与需要计算力的体相邻的 "空气"单元上。
删除指定的 MXWF 也就取消了该标记。
体载荷 - 温度、生热率以及磁虚位移[2]可以输入其在单元节点处的值或单一的单元值 [BF和BFE]。
源流密度载荷可以施加到面 (area) 上 [BFA],也可以施加到单元上 [BFE]。
当存在温度自由度时(KEYOPT(1) = 2 或 4),忽略以体载荷方式 [BF和BFE] 施加的温度。
一般情况下,未给定的节点温度和生热率默认为由BFUNIF或TUNIF指定的均匀温度或生热率。
在静态和瞬态分析时,来自焦尔热的生热率作为求解时的热载荷。
如果存在温度自由度,计算得到的温度将替换任何输入的节点温度。
对于需要计算局部 Jacobian 力[2]的空气单元,可以将 [BF] 命令中 MVDI 标识符的节点值取为1 和 0 以作为识别。
细节可见 "ANSYS电磁场分析指南"。
求解时这些力不施加到结构上。
译注:[1] "麦克斯韦面标记MXWF" 不是真正意义上的载荷,它只是给模型中需要计算力的部分加上标记。
一般给与模型表面相邻的空气单元加上该标记,计算出力后储存到相邻的空气单元中,再在后处理器中对它们求和以得到该部分的合力。
[2] "磁虚位移 MVDI" 不是真正意义上的载荷,它只是给模型中需要计算力的部分加上标记。
和麦克斯韦面标记的作用相同,只是使用了虚功方法。
磁标量势选项由 SOURC36 单元、 RACE 宏命令或电磁耦合来定义。
不同的磁标量势求解选项用 MAGOPT 命令定义。
单元输入汇总于 "PLANE13 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。
PLANE13 输入汇总
节点
I, J, K, L
自由度
若 KEYOPT (1) = 0 : AZ
若 KEYOPT (1) = 2:TEMP
若 KEYOPT (1) = 3:UX, UY
若 KEYOPT (1) = 4:UX, UY, TEMP, AZ
若 KEYOPT (1) = 6:VOLT, AZ
若 KEYOPT (1) = 7:UX, UY, VOLT
实常数
无
材料特性
EX, EY, EZ, (PRXY, PRYZ, PRXZ 或 NUXY, NUYZ, NUXZ),
ALPX, ALPY, ALPZ (或 CTEX, CTEY, CTEZ 或 THSX, THSY, THSZ),
DENS, GXY, DAMP,
KXX, KYY, C, ENTH, MUZERO, MURX, MURY,
RSVZ, MGXX, MGYY, PERX, PERY,
加上 BH, ANEL, 以及 PIEZ 数据表 (见ANSYS帮助中的 "数据表–
隐式分析")。
面载荷
压力、对流或热流密度 (但二者不同时)、辐射 (用标识符 Lab = RDSF)
以及麦克斯韦面标记:
面 1 (J-I), 面 2 (K-J), 面3 (L-K), 面4 (I-L)
体载荷
温度-
T(I), T(J), T(K), T(L)
生热率-
HG(I), HG(J), HG(K), HG(L)
磁虚位移-
VD(I), VD(J), VD(K), VD(L)
源流密度-
备用, 备用, JSZ(I), PHASE(I), 备用, 备用,
JSZ(J), PHASE(J), 备用, 备用, JSZ(K), PHASE(K),
备用, 备用, JSZ(L), PHASE(L)
求解能力
·场的耦合计算 (位移、温度、电、磁,但不包括压电),要求迭代求解;
·大变形;
·大应变;
·应力刚度;
·生死单元;
·自适应下降。
关键选项
KEYOPT(1) –单元自由度
0 -- AZ 自由度
2 -- 温度自由度
3 -- UX, UY 自由度
4 -- UX, UY, TEMP, AZ 自由度
6 -- VOLT, AZ 自由度
7 -- UX, UY, VOLT 自由度
KEYOPT(2) –额外的形状函数
0 -- 包括额外的形状函数
1 -- 不包括额外的形状函数
KEYOPT(3) –单元性质
0 - 平面应变 (有结构自由度)
1 - 轴对称
2 - 平面应力 (有结构自由度)
KEYOPT(4) –单元坐标系定义
0 - 单元坐标系平行于总体坐标系;
1 - 单元坐标系以 I-J 边为基础。
KEYOPT(5) –额外的单元输出
0 - 基本单元输出;
1 - 对所有积分点重复基本解;
2 - 节点应力输出。
PLANE13 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 13.1 "PLANE13 单元输出定义"。
在图 13.2 " PLANE13 应力输出" 中显示了几个输出项。
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"。
由于直角坐标系和极坐标系使用的符号约定不同,对平面 (KEYOPT(3) = 0)和轴对称 (KEYOPT(3) =1) 分析,磁流量密度矢量的方向相反。
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13.1 PLANE13 单元输出定义
注解:
1 只输出计算得到的结果 (以输入数据为基础)。
附注:
JT 代表导体中可测量的总电流密度,包括涡流效应和速度影响(如果进行过计算)。
对于轴对称问题 (KEYOPT(4) = 0),X 和 Y 方
向分别对应径向和轴向。
X, Y, Z 和 XY 应力输出分别对应径向、
轴向、环向和面内剪切应力。
对于谐波分析,焦耳热损失 (JHEAT)、力 (FJB(X, Y), FMX(X, Y), FVW(X, Y)) 以及扭矩 (TJB(Z), TMX(Z), TVW(Z)) 为时间平均
值。
这些结果储存在 "实部" 数据组中。
可以用宏 POWERH, FMAGSUM
和 TORQSUM 来得到这些数据。
2 只有输入面载荷时可用;
3 只有在单元中心,作为*GET项时可用;
4 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)。
注解:
1 如果 KEYOPT(5) = 1 在各积分点输出;
2 如果 KEYOPT(5) = 2 在各节点输出;
表 13.3 "PLANE13 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 13.3 "PLANE13 输出项和序列号" 中使用如下标识符:
Name
与表 13.1: "PLANE13 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;
I,J,K,L
节点I,J,K,L 处数据的序列号;
FC N
单元第N条边输出项的序列号。
表13.3 PLANE13 输出项和序列号
PLANE13 假设和限制
·单元的面积必须是正的;
·对于轴对称问题,本单元必须位于总体坐标的X-Y 平面中,总体 Y 轴必须是对称轴,如图 13.1 "PLANE13 单元几何" 所示。
·轴对称结构必须在 +X 象限中建模;
·对于三角形单元,结构和压电问题中的额外的位移和 VOLT 形函数被自动删除,从而变为常应变单元;
·在非线性瞬态动力分析中应该执行瞬态磁分析;
·在有外加电流载荷并允许形成涡流的导电域中可以进行集肤效应分析,为此需要:设置 KEYOPT(1) = 6、给定电阻系数、和对每一个这种区域中的单元耦合所有的 VOLT 自由度。
这一点对于平面和轴对称模型都有效。
·电流密度载荷 (BFE,,JS) 仅对 AZ 选项有效;对于 VOLT, AZ 选项(KEYOPT(1) = 6),使用F,,AMPS;
·当本单元没有 VOLT 自由度时 (KEYOPT(1) ≤ 4),对于谐波或瞬态分析,单元的行为取决于所施加的载荷;对于BFE,,JS 载荷,单元好像导线束;没有BFE,,JS 载荷,单元好像一个考虑涡流效应的实导体;
附注:
在这方面,PLANE13 (及 PLANE53) 不同于 3 维单元 SOLID97 和SOLID117。
当 SOLID97 和 SOLID117 没有 VOLT 自由度时,它们表现得像导线束。
·谐波分析时不允许永磁体;
·如果模型中至少有一个单元的压电自由度 (位移和 VOLT)被激活,则所有需要VOLT自由度的单元必须是压电型单元,必须激活压电自由度。
如果对这些单元不想要压电效应,可以简单地为它们定义非常小的压电材料性能。
注意:
对于轴对称选项,自由度是 VOLT*半径,详见ANSYS公司理论手册。
·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)。
PLANE13 产品限制
对于以下产品,将在上述一般假设和限制的基础上再增加一定的限制:ANSYS Mechanical.
除了 Emag 选项可用的情况外,另有下列限制:
·本单元只有结构、热或压电能力,没有磁能力;
·AZ 自由度不激活;
·KEYOPT(1)默认为 4 (UX, UY, TEMP) 而不是 0,且不能设置为 0。
如果设置为 4 或 6,AZ 自由度不激活;
·磁和电材料形能 (MUZERO, MUR_, MG__, 及 BH 数据表)不允许;
·Maxwell 力标记面载荷不能用;
ANSYS Emag.
·本单元只有磁场和电场能力,没有结构、热或压电能力;
·只激活 AZ 和 VOLT 自由度;
·只允许磁和电材料形能 (MUZERO, MUR_, MG__, 及 BH 数据表);
·只能用 Maxwell 力标记面载荷;生热率体载荷不能用;温度体载荷只能用于材料性能计算;
·本单元部允许任何特定求解功能;
·KEYOPT(1)只能设置为 0 (默认) 或 6;KEYOPT(3) = 2 不能用。
4.25PLANE25
单元性质:4 节点轴对称谐波结构单元
有效产品:MP ME ST <> <> <> <> <> <> PP ED
PLANE25 单元说明
PLANE25 用于承受非轴对称载荷的 2 维轴对称结构的建模。
此类载荷的例子有:弯曲、剪切或扭转。
本单元有 4 个节点,每个节点有三个自由度–节点在 x, y 和 z 方向的平移。
对于未转动的节点坐标,其方向分别对应径向、轴向和切线方向 (圆周方向)。
本单元是 2 维轴对称实体单元 PLANE42 推广到非轴对称载荷的版本。
对不同载荷情况的说明见有非轴对称载荷的轴对称单元。
关于本单元的更多细节见
PLANE25 输入数据
在图 25.1: "PLANE25 单元几何" 中给出了本单元的几何形状,节点位置和坐标系。
单元输入数据包括 4 个节点、谐波数 (MODE 命令中的MODE 选项)、对称条件 (MODE 命令中的ISYM 选项) 以及正交异性材料特性。
如果 MODE = 0,本单元类似轴对称单元 PLANE42。
参数 MODE 和 ISYM 的细节在有非轴对称载荷的轴对称单元中讨论。
材料特性可以是正交异性的,其方向与单元坐标系相同。
单元坐标系的方向
在坐标系中说明。
如果有谐波形式的节点力,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。
谐波形式的压力可以作为单元边界上的面载荷输入,如图 25.1: "PLANE25 单元几何" 中带圆圈数字所示。
正压力指向单元内部。
可以输入谐波形式的温度作为单元节点处的体载荷。
节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。
如果不给出其它节点处的温度,则默认等于 T(I)。
对于任何其它的输入方式,未给定的温度默认都等于 TUNIF。
KEYOPT(2) 用于包含或禁止额外的位移形状函数。
KEYOPT(3) 用于 MODE 大于零时的温度载荷和温度相关的材料性能。
材料性能只能按照常温度 (非谐波形式的) 计算。
如果 MODE 等于零,材料性能总是按照单元的平均温度计算。
KEYOPT(4), (5) 和 (6) 提供不同的单元输出 (见单元结果)。
在 "PLANE25 输入汇总"中给出了本单元输入数据的汇总。
关于本单元输入数据的一般说明,见 "单元输入"。
PLANE25 输入汇总
节点
I, J, K, L
自由度
UX, UY, UZ
实常数
无
材料性能
EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (或 NUXY, NUYZ, NUXZ),
ALPX, ALPY, ALPZ (或 CTEX, CTEY, CTEZ 或 THSX, THSY, THSZ),
DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP
面载荷
压力 -
边 1 (J-I), 边 2 (K-J), 边 3 (L-K), 边 4 (I-L)
体载荷
温度 - T(I), T(J), T(K), T(L)
谐波数
用MODE命令输入谐波数
载荷条件–为命令中的选项输入此值:
1 –对称载荷
-1 –反对称载荷
求解能力
应力刚度、生死单元
关键选项
KEYOPT(1) - 单元坐标系
0 - 单元坐标系平行于总体坐标系
1 - 单元坐标系给予单元的 I-J 边
KEYOPT(2) –额外的位移形状
0 –包括额外的位移形状
1 –禁止额外的位移形状
KEYOPT(3) –如果 MODE 大于零,温度用于:
0 - 温度仅用于热弯曲 (按参考温度 TREF 计算材料性能)
1 - 温度仅用于计算材料性能 (不计算热应变)
KEYOPT(4) –额外的应力输出
0 –只输出基本单元结果
1 - 对所有积分点也输出基本结果
2 - 输出节点应力结果
KEYOPT(5) –组合应力输出
0 –不输出组合应力结果
No combined stress solution
1 - 输出单元中心和节点的组合应力结果
KEYOPT(6) –包含额外的面输出 (面结果仅对各向同性材料有效)
0 –只输出基本单元结果
1 - 也输出 I-J 边的面结果
2 - 同时输出 I-J 边和 K-L 边的面结果
PLANE25 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位移。
•附加的单元输出,见表 25.1 "PLANE25 单元输出定义"。
在图 25.2 " PLANE25 应力输出" 中显示了几个输出项。
在位移输出中,UZ 分量与 UX 和 UY 分量的相位不同。
例如,对于 MODE = 1, ISYM = 1 载荷情况,UX 和 UY 在θ = 0°时达到峰值,而 UZ 在θ = 90°时达到峰值。
对于反力(FX, FY 等),情况也相同。
在结果后处理中用SET 命令选择载荷步时,推荐总是使用angle域。
关于谐波单元的更多信息,见有非轴对称载荷的轴对称单元。
单元应力的方向平行于单元坐标系。
对于表面剪切应力的方向约定如下:假设有一个矩形单元,其 I-J 边平行Y 轴且正 Y 方向从节点 I 指向 J,则 I-J 边和 K-L 边上的剪应力无论定义和方向都和单元中心处的 SYZ 类似。
为了清楚,固有为零的应力分量也一起输出。
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
图25.2 PLANE25 应力输出
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。
注解:
1 这些项只有在 KEYOPT(5) = 1 时输出;
2这些项只有在 KEYOPT(6) 大于零时输出;
3 仅用于*GET命令,给出单元中心处结果;
4当量应变使用有效泊松比:对于弹性和热问题,该值由用户给出 (MP, PRXY 命令);对于塑性和蠕变问题,该值为 0.5。
表 25.2 "PLANE25 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) 部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。
在表25.2 "PLANE25 输出项和序列号" 中使用如下标识符:
Name
与表 25.1: "PLANE25 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;
I,J,K,L
节点I,J,K,L 处数据的序列号;
表 25.2 PLANE25 输出项和序列号
附注:
上表中的 NMISC 项 (1 到 60) 代表了组合应力结果。
如果 MODE = 0, 在 THETA = 90/MODE和 EXTR 处的值为零。
关于用ETABLE命令输出表面结果时的输出项和序列号,见本手册中的 "表面结果"。
PLANE25 假设和限制
·单元的面积必须是正的;
·如图 25.1 "PLANE25 单元几何" 所示,本单元必须位于总体坐标的X-Y 平面中,且总体 X 轴必须是径向,不能使用负的 X 值;
·单元材料假设是线弹性的。
后处理时只有与其它线弹性结果叠加才是有效的;本单元不能用大变形选项;
·如果定义节点号 K 和 L 相同,可以形成三角形单元 (见 "三角形、金字塔形和四面体单元");对于三角形单元自动删除额外的形状函数,从而成为常应变单元;
·只有满足 "单元结果" 部分所说明的条件,表面应力输出才是有效的;
·只有对于轴对称载荷且没有大的扭转应力的情况,可以在应力刚度分析中使用本单元;
·建模时注意:如果类似壳体的结构剪切作用是重要的,在厚度方向至少应划分两个单元。
PLANE25 产品限制
本单元没有产品限制。
4.35 PLANE35
单元性质:2 维 6 节点三角形热实体单元
有效产品:MP ME <> <> <> PR <> <> <> PP ED
PLANE35 单元说明
PLANE35 是一个 6 节点三角形单元,与 8 节点的 PLANE77 单元兼容。
三角形能够较好地适应不规则的模型的分网 (如来自不同 CAD/CAM 系统的模型)。
本单元每个节点有一个自由度–温度。
此 6 节点热单元用于 2 维稳态或瞬态热分析。
如果包含本单元的模型也要进行结构分析,需要将本单元转换为等价的结构单元 (如 PLANE2)。
本单元可以用作平面单元或轴对称单元。
关于本单元的更多细节见ANSYS公司理论手册
PLANE35 输入数据
在图 35.1: "PLANE35 单元几何" 中给出了本单元的几何形状,节点位置和坐标系。
材料特性可以是正交异性的,其方向与单元坐标系相同。
单元坐标系的方向在坐标系中说明。
对于稳态问题,忽略比热和密度。
未输入的材料性能其默认值与线性材料特性中相同。
单元载荷在 "节点和单元载荷" 中说明。
对流热流或热流密度 (二者不能同时) 及热辐射可以作为单元边界上的面载荷输入,如图 35.1: "PLANE35 单元几。