Ansys15.0学习笔记

Ansys 有限元分析
一维框架（线模型）
一、CAD画图，以 iges 格式输出。

二、导入 iges 文件
三、输入Ansys 命令流
/ PREP7 !进入前处理
ET,1,beam3 !选择单元类型
R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩)
MP,EX,1,3e11 !给出材料的弹性模量
划分单元
LSEL,ALL !选择所有的线
LESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !将所选择的线划分成 10 段
lmesh,all
手动加载
d,1,all !1号节点施加全约束 (X,Y方向都有约束不包含力偶) F,2,FY,-3000 !在 2 号节点处施加 Y 方向的力(-3000)
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
/POST1 !进入后处理
PLDISP,1 !显示变形状况
FINISH !结束后处理
二维平面（面模型）
一、CAD画图，以 iges 格式输出。

二、导入 iges 文件
三、输入Ansys 命令流
/PREP7 !进入前处理模块
/TITLE, NMEHZ
ANTYPE,STATIC !设置静态分析
ET,1, PLANE182 !设置1号单元(用于平面)
MP,EX,1,3E7 !设置1号材料的弹模
MP,NUXY,1,0.3 !设置1号材料的泊松比
MP,DENS,1,7800 !设置1号材料的密度
MP,ALPX,1,1E-5 !设置1号材料的热膨胀率
R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩) 划分单元
LSEL,ALL !选择所有的线
LESIZE,all, , ,10, , , , ,1 !将所选择的线划分成 10 段
! MSHAPE,1,2D !设置三角形单元
MSHAPE,0,2D !设置四边形单元
MSHKEY,1 !设置映射划分
AMESH,1 !对面 No.1 进行网格划分
ALLSEL,ALL !选择所有的对象
手动加载
ACEL,0,9.8,0, !在Y方向施加重力加速度
Allsel !选择所有内容
Outres,all,all !输出所有内容
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
SAVE
/POST1 !进入后处理器
PLDISP,1 !绘制变形和未变形图
PLNSOL,U,X,0,1 !绘制X方向位移图PLNSOL,S,X,0,1 !绘制X方向应力图PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向位移图PLNSOL,S,Y,0,1 !绘制Y方向应力图
PLNSOL,S,1,0,1 !绘制第一主应力图PLNSOL,S,3,0,1 !绘制第三主应力图plnsol,s,eqv,0,1 !显示等效应力云图
PLLS, ISHEAR, JSHEAR ! 结构剪力分布图
PLLS, IMOMENT, JMOMENT ! 结构弯矩分布图
将画图区域背景设置为白色
/RGB,INDEX,100,100,100, 0
/RGB,INDEX, 80, 80, 80,13
/RGB,INDEX, 60, 60, 60,14
/RGB,INDEX, 0, 0, 0,15
/REPLOT
主窗口的背景色还原到黑色：
/RGB,INDEX, 0, 0, 0, 0
/RGB,INDEX, 60, 60, 60,13
/RGB,INDEX, 80, 80, 80,14
/RGB,INDEX,100,100,100,15
/REPLOT
保存图片
/image,save,'d:\ansys\gravity.bmp'
文本文件的保存
添加下列命令：
/out,pinlv,txt !保存到非工作目录，改为：/output,'d:\ansys\pinlv.txt'
Ansys 有限元分析
一、CAD画图，以 iges 格式输出。

二、导入 iges 文件
三、输入Ansys 命令流
菜单过滤设置
/NOPR !菜单过滤设置
KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单
进入前处理模块
/PREP7 !进入前处理模块
/TITLE, nmehz !在图形菜单中显示的文字
ANTYPE,STATIC !设置静态分析
设置单元类型
ET,1, BEAM4 !设置1号单元
ET,1,PLANE55 !选取单元类型1(平面传热单元)
设置钢材的材料参数
MP,EX,1,3E7 !设置1号材料的弹模
MP,NUXY,1,0.3 !设置1号材料的泊松比
MP,DENS,1,7800 !设置1号材料的密度
MP,ALPX,1,1E-5 !设置1号材料的热膨胀率
或（设置3号单元）
MP,EX,3,2.1E11 $MP,PRXY,3,0.3 $MP,DENS,3,7800 !设置钢材的材料参数
MP,ALPX,3,1E-5 ! 设置钢材的热膨胀率
MP,KXX,1,0.025 !定义1号材料的热传导系数(KXX=0.025) MP,C,1,0.28 !定义1号材料的比热(0.28)
CSYS,4
k, 1 ,0,0,.000,
k, 2 ,30,0,.000,
k, 3 ,15,50,.000,
k, 4 ,0,50,.000,
l, 1 ,2
l, 2 ,3
l, 3 ,4
l, 1 ,4
命令：CSYS,KCN
其中KCN表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），1-柱坐标系，2-球坐标系，4-以工作
平面为坐标系，5-柱坐标系（以Y轴为转轴），≥11-局部坐标系。

由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便。

amesh,1 ! 对面1划分单元
ESIZE,,10 !设置线段均分为10段
MSHK,1 $MSHA,0,2D $AMESH,1 !使用映射网格划分, 四边形单元, 对面1划分单元单元划分
vsel,s,,,5 !选择5号体
smrt,off !关闭程序智能划分功能,即接下来通过人为设置单元尺寸
LESIZE,53,,,40 !53号线划分成40份
lesize,58,,,40 !58号线划分成40份
ESIZE,,4 !指定单元份数
MSHK,1 !似乎应该是MSHKEY,1,使用映射网格
MSHA,0,3D !指定单元为三维六面体形状
VMESH,all !开始划分
smrt,1 !打开自动划分
vsel,s,,,6,7,1 !选择6和7号体
MSHAPE,1,3D !指定单元为三维四面体形状
MSHKEY,0 !自由划分
vmesh,all !开始划分
加载
1.施加重力加速度
ACEL,0,9.8,0, !在Y方向施加重力加速度
2.添加位移
D,3,ALL !将 3 号节点的位移全部固定
d,1,ux !1号节点施加 x 方向约束
d,2,uy !2号节点施加 y 方向约束
d,3,all !3号节点施加全约束 (X,Y方向都有约束不包含力偶)
3.施加集中力
F,1,FX,3000 !在 1 号节点处施加 x 方向的力(3000)
4.施加均布荷载
SFBEAM,1,1,PRESS,4167 !施加均布压力
求解
Allsel !选择所有内容
Outres,all,all !输出所有内容
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
SAVE
进入后处理器
/POST1 !进入后处理器
PLDISP,1 !绘制变形和未变形图
PLNSOL,U,X,0,1 !绘制X方向位移图
PLNSOL,S,X,0,1 !绘制X方向应力图
PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向位移图
PLNSOL,S,Y,0,1 !绘制Y方向应力图
PLNSOL,S,1,0,1 !绘制第一主应力图
PLNSOL,S,3,0,1 !绘制第三主应力图
PLLS, ISHEAR, JSHEAR ! 结构剪力分布图
PLLS, IMOMENT, JMOMENT ! 结构弯矩分布图
ANSYS中弯矩、剪力图的绘制
GUI:
General Postproc-plot Result-Contour Plot-Line Element Result
弹出画单元结果的对话框，分别在Labi和Labj依次选取SMIS6和SMIS12（弯矩图）、SMIS1和SMIS7（轴力图）、SMIS2和SMIS8（剪力图）
/ PREP7 !进入前处理
ET,1,beam3 !选择单元类型
R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩)
MP,EX,1,3e11 !给出材料的弹性模量
N,1,0,0.96,0 !生成 4 个节点,坐标(0,0.96,0)，以下类似
N,2,1.44,0.96,0
N,3,0,0,0
N,4,1.44,0,0
E,1,2 !生成单元(连接 1 号节点和 2 号节点) ，以下类似
E,1,3
E,2,4
D,3,ALL !将 3 号节点的位移全部固定
D,4,ALL !将 4 号节点的位移全部固定
F,1,FX,3000 !在 1 号节点处施加x 方向的力(3000) SFBEAM,1,1,PRESS,4167 !施加均布压力
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
/POST1 !进入后处理
PLDISP,1 !显示变形状况
FINISH !结束后处理
/NOPR !菜单过滤设置
KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单
/PREP7 !进入前处理模块
/TITLE, NMEHZ
ANTYPE,STATIC !设置静态分析
ET,1, PLANE182 !设置1号单元
R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩)
MP,EX,1,3E7 !设置1号材料的弹模
MP,NUXY,1,0.3 !设置1号材料的泊松比
MP,DENS,1,7800 !设置1号材料的密度
MP,ALPX,1,1E-5 !设置1号材料的热膨胀率
手动加载
ACEL,0,9.8,0, !在Y方向施加重力加速度
Allsel !选择所有内容
Outres,all,all !输出所有内容
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
SAVE
/POST1 !进入后处理器
PLDISP,1 !绘制变形和未变形图
PLNSOL,U,X,0,1 !绘制X方向位移图
PLNSOL,S,X,0,1 !绘制X方向应力图
PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向位移图
PLNSOL,S,Y,0,1 !绘制Y方向应力图
PLNSOL,S,1,0,1 !绘制第一主应力图
PLNSOL,S,3,0,1 !绘制第三主应力图
PLLS, ISHEAR, JSHEAR ! 结构剪力分布图
PLLS, IMOMENT, JMOMENT ! 结构弯矩分布图
CSYS,4
k, 1 ,0,0,.000,
k, 2 ,30,0,.000,
k, 3 ,15,50,.000,
k, 4 ,0,50,.000,
l, 1 ,2
l, 2 ,3
l, 3 ,4
l, 1 ,4
PLNSOL,S,X ! 在图形窗口显示节点上的X方向正应力
PLNSOL,S,XY ! 在图形窗口显示节点上的XY方向的剪应力
PLNSOL,S,Y ! 在图形窗口显示节点上的Y方向正应力
PLNSOL,S,1 ! 在图形窗口显示节点上的第一主应力(拉应力)
PLNSOL,S,3 ! 在图形窗口显示节点上的第三主应力(压应力)
PLNSOL,S,EQV ! 在图形窗口显示所有节点Mises应力
PRNSOL,S,PRIN !列表显示节点主应力(包括第一，二，三主应力和剪应力，切应力)
8.4 桥梁全桩基础受力分析
8.4.3 建模
2. 材料、实常数和单元类型定义
/TITLE，Mechanical analysis on railway tunnel 2nd lining ! 确定分析标题
/NOPR !菜单过滤设置
KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单
/PREP7 !进入前处理器
ET,1,SOLID45 !选择8节点实体单元类型
MP,DENS,1,,2500 !输入密度
MP,EX,1,,30e9 !输入弹性模量
MP,PRXY,1,,0.2 !输入泊松比
SAVE !保存数据库
3. 建立几何模型
K,1 ,-4,0,-4, !创建承台关键点
K,2 ,-4,0,4,
K,3 ,4,0,4,
K,4 ,4,0,-4,
K,5 ,-4,1,-4,
K,6 ,-4,1,4,
K,7 ,4,1,4,
K,8 ,4,1,-4,
K,9 ,-2,1,-2, !创建桩位置关键点
K,10 ,-2,1,2,
K,11 ,2,1,2,
K, 12,2,1,-2,
V, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 !通过关键点创建实体，见图8-37。

wpoff,0,1,0 !移动局部坐标系
wprot,0,90,0 !旋转局部坐标系
CYL4,-2,-2,1, , , ,21 !创建四个桩圆柱体
CYL4,-2,2,1, , , ,21
CYL4,2,2,1, , , ,21
CYL4,2,-2,1, , , ,21
wprot,0,-90,0 !旋转局部坐标系
wpoff,0,-1,0 !移动局部坐标系
VOVLAP,1,2,3,4,5 !进行体布尔运算
SAVE !保存数据, 生成的实体几何模型如图8-38所示。

4. 单元网格划分
NUMMRG,ALL, , , ,LOW !合并所有元素
NUMCMP,ALL !压缩所有元素编号
LESIZE,要划分单元的线的编号, , ,单元划分的个数, , , , , ,
!采用以上命令设置单元大小, 其具体每条线要划分的单元数量如图8-39和图8-40所示。

VSWEEP,1,,, !采用扫描方式对体进行单元划分
VSWEEP,2,,,
VSWEEP,3,,,
VSWEEP,4,,,
VSWEEP,5,,,
VSWEEP,6,,,
VSWEEP,7,,,
VSWEEP,8,,,
VSWEEP,9,,,
SAVE !保存数据, 生成的网格如图8-41所示。

Finish !返回Main Menu 主菜单
8.4.4 加载与求解
1. 加载
（1）对四根桩底部各节点施加“Ux”、“Uy”和“Uz”三个方向的约束。

/SOL !进入求解器
Allsel !选择所有内容
ASEL,S,,,6 !选择桩的底面
ASEL,S,,,8
ASEL,S,,,10
ASEL,S,,,12
NSLA,R,1 !再选择桩的底面上的节点
D,all, , , , , ,ALL, , , , , !在选择的所有节点上施加位移约束
（2）施加重力加速度。

ACEL,0,10,0, !在Y方向施加重力加速度
（3）施加力边界条件，加上荷载和位移边界条件后的几何模型见图8-42。

SFA,5,1,PRES,1875000 !在承台顶面施加面压力
SFA,7,1,PRES,1875000
SFA,9,1,PRES,1875000
SFA,11,1,PRES,1875000
SFA,34,1,PRES,1875000
2. 求解
（1）求解前设置。

Allsel !选择所有内容
Outres,all,all !输出所有内容
（2）求解。

Solve !求解计算
Finish !求解结束返回Main Menu 主菜单
SAVE
8.4.5 后处理
1.查看变形和位移结果
(1)绘制变形图，如图8-43所示。

路径为：General Postproc> Plot Results > Deformed Shape > Def＋Undeformed。

/POST1 !进入后处理器
PLDISP,1 !绘制变形和未变形图
(2)绘制Y方向位移图，如图8-44所示。

路径为：General Postproc> Plot Results > Contour Plot>Nodal Solu>DOF Solution>Translation UY。

PLNSOL,U,Y,0,1 !绘制Y方向位移图
PLNSOL,U,X,0,1 !绘制X方向位移图
2.查看应力结果
(1)绘制应力图，如图8-45所示。

路径为：General Postproc> Plot Results > Contour Plot>Nodal Solu>Stress>SY。

PLNSOL,S,Y,0,1 !绘制Y方向应力图
PLNSOL,S,X,0,1 !绘制X方向应力图
(2)绘制第一主应力图，如图8-46所示。

路径为：General Postproc> Plot Results > Contour Plot>Nodal Solu>Stress>S1。

PLNSOL,S,1,0,1 !绘制第一主应力图
(3)绘制第三主应力图，如图8-47所示。

路径为：General Postproc> Plot Results > Contour Plot>Nodal Solu>Stress>S3。

PLNSOL,S,3,0,1 !绘制第三主应力图
2 完全的命令流
如图 3-19 所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：，，。

11 3.0 10 PaE =× 74 6.5 10 mI − =× 42 6.8 10 mA − =×在 ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。

/ PREP7 !进入前处理
ET,1,beam3 !选择单元类型
R,1,6.5e-7,6.8e-4 !给出实常数(横截面积、惯性矩)
MP,EX,1,3e11 !给出材料的弹性模量
N,1,0,0.96,0 !生成 4 个节点,坐标(0,0.96,0)，以下类似
N,2,1.44,0.96,0
N,3,0,0,0
N,4,1.44,0,0
E,1,2 !生成单元(连接 1 号节点和 2 号节点) ，以下类似
E,1,3
E,2,4
D,3,ALL !将 3 号节点的位移全部固定
D,4,ALL !将 4 号节点的位移全部固定
F,1,FX,3000 !在 1 号节点处施加x 方向的力(3000) SFBEAM,1,1,PRESS,4167 !施加均布压力
FINISH !结束前处理状态
/SOLU !进入求解模块
SOLVE !求解
FINISH !结束求解状态
/POST1 !进入后处理
PLDISP,1 !显示变形状况 FINISH !结束后处理添加均布载荷
梁单元？solution>define loads>apply>structural>pressure>on beams 鼠标选取单元16 单击OK 弹出Apply PRES on Beams
Load key 输入1
Pressure value at node I 输入10
Pressure value at node J 输入10
单击apply
国内各地区重力加速度
序号地区力加速度地区修正值
g(m/s2) g/1kg g/3kg g/6kg g/15kg g/30kg
1 包头9.7986 -0.3981 -1.1943 -2.3886
-11.9430 -11.9430
2 北京9.8015 -0.7045 -2.1135 -4.2270
-10.5675 -21.1350
3 长春9.8048 -1.0413 -3.1239 -6.2478
-15.6195 -31.2390
4 长沙9.791
5 0.3267 0.9801 1.9602 9.8010 9.8010
5 成都9.7913 0.3267 0.9801 1.9602 4.9005 9.8010
6 重庆9.7914 0.326
7 0.9801 1.9602 4.9005 9.8010
7 大连9.8011 -0.6636 -1.9908 -3.9816
-9.9540 -19.9080
8 广州9.7833 0.6432 1.9296 3.8592 9.6480 19.2960
9 贵阳9.7968 0.7963 2.3889 4.7778 23.8890 23.8890
10 哈尔滨9.8066 -1.2251 -3.6753 -7.3506
-18.3765 -36.7530
11 杭州9.7936 0.1020 0.3060 0.6120 1.5300 3.0600
12 海口9.7863 0.8474 2.5422 5.0844 25.4220 25.4220
13 合肥9.7947 0.0204 0.0612 0.1224 0.3060 0.6120
14 吉林9.8048 -1.0413 -3.1239 -6.2478
-15.6195 -31.2390
15 济南9.7988 -0.3981 -1.1943 -2.3886
-5.9715 -11.9430
16 昆明9.7830 1.1230 3.3690 6.7380 16.8450 33.6900
18 南昌9.7920 0.2654 0.7962 1.5924 7.9620 7.9620
19 南京9.7949 -0.0306 -0.0918 -0.1836
-0.4590 0.9180
20 南宁9.7877 0.7044 2.1132 4.2264 10.5660 21.1320
21 青岛9.7985 -0.3981 -1.1943 -2.3886
-5.9715 -11.9430
22 上海9.7964 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
23 沈阳9.8035 -0.9086 -2.7258 -5.4516
-13.6290 -27.2580
24 石家庄9.7997 -0.5513 -1.6539 -3.3078
-8.2695 -16.5390
25 太原9.7970 -0.2450 -0.7350 -1.4700
-3.6750 -7.3500
26 天津9.8011 -0.6636 -1.9908 -3.9816
-9.9540 -19.9080
27 武汉9.7936 0.1020 0.3060 0.6120 1.5300 3.0600
29 西安9.7944 0.0204 0.0612 0.1224 0.3060 0.6120
30 西宁9.7911 0.3267 0.9801 1.9602 9.8010 9.8010
31 张家口9.8000 -0.5513 -1.6539 -3.3078
-8.2695 -16.5390
32 郑州9.7966 -0.2041 -0.6123 -1.2246
-3.0615 -6.1230
ANSYS结构分析单元功能与特性
杆单元:LINK1、8、10、11、180
梁单元：BEAM3、4、23、24，44，54，188，189
管单元:PIPE16，17，18，20，59，60
2D实体元:PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，183
3D实体元:SOLID45，46，64，65，72，73，92，95，147，148，185，186，187，191
壳单元:SHELL28，41，43，51，61，63，91，93，99，143，150，181，208，209
弹簧单元:COMBIN7，14，37，39，40
质量单元:MASS21
接触单元:CONTAC12，52，TARGE169，170，CONTA171，172，173，174，175，178
矩阵单元:MATRIX27，50
表面效应元:SURF153，154
粘弹实体元:VISCO88，89，106，107，108，
超弹实体元:HYPER56，58，74，84，86，158
耦合场单元:SOLID5，PLANE13，FLUID29，30，38，SOLID62，FLUID79，FLUID80，81，SOLID98，FLUID129，INFIN110，111，FLUID116，130
界面单元:INTER192，193，194，195
显式动力
分析单元:LINK160，BEAM161，PLANE162，SHELL163，SOLID164，COMBI16
杆单元
形或大挠度(Large deflection)，F-大应变(Large strain)或有限应变(Finite strain)，B-单元生死(Birth and dead),G-应力刚化(Stress stiffness)或几何刚度(Geometric stiffening)，A-自适应下降(Adaptive descent)等。

通常用LINK1和LINK8模拟桁架结构，如屋架、网架、网壳、桁架桥、桅杆、塔架等结构，以及吊桥的吊杆、拱桥的系杆等构件，必须注意线性静力分析时，结构不能是几何可变的，否则造成位移超限的提示错误。

LINK10可模拟绳索、地基弹簧、支座等，如斜拉桥的斜拉索、悬索、索网结构、缆风索、弹性地基、橡胶支座等。

LINK180除不具备双线性特性(LINK10)外，它均可应用于上述结构中，并且其可应用的非线性性质更加广泛，增加了粘弹塑性材料。

⑸LINK1、LINK8和LINK180单元还可用于普通钢筋和预应力钢筋的模拟，其初应变可作为施加预应力的方式
梁单元
单元使用另外应注意的问题：
⑴梁单元面积和长度不能为零，且2D梁元必须位于XY平面内；⑵剪切变形的影响；⑶自由度释放；⑷梁截面特性；⑸BEAM23/24实常数的输入比较复杂；⑹荷载特性；⑺应力计算。

管单元
管单元是一类轴向拉压、弯曲和扭转的3D单元，单元的每个节点均具有6个自由度，即三个平动自由度Ux、Uy、Uz和三个转动自由度Rotx、Roty、Rotz，此类单元以3D梁元为基础，包含了对称性和标准管几何尺寸的简化特性。

单元使用应注意的其他问题：
⑴管元长度、直径及壁厚均不能为零；⑵可计算薄壁管和厚壁管，但某些应力的计算是基于薄壁管理论的；⑶管单元计入了剪切变形的影响，并可考虑应力增强系数和挠曲系数。

2D实体单元
2D实体单元是一类平面单元，可用于平面应力、平面应变和轴对称问题的分析，
单元使用应注意的其他问题：
⑴单元插值函数及说明；⑵荷载特性；⑶其它特点。

3D实体单元
3D实体单元用于模拟三维实体结构，此类单元每个节点均具有三个自由度，即Ux、Uy、Uz
单元使用应注意的问题：
⑴关于SOLID72/73单元；（2）SOLID185积分方式可选择。

壳单元
壳单元可以模拟平板和曲壳一类结构。

壳元比梁元和实体元要复杂的多，因此壳类单元中各种单元的选项很多。

杆、梁单元→板壳单元→实体单元
单元使用应注意的问题：
⑴通常不计剪切变形的壳元用于薄板壳结构，而计入剪切变形的壳元用于中厚度板壳结构。

弹簧单元
弹簧单元是一类专门模拟“弹簧”行为的单元，不同于用结构单元（如LINK等）的模拟。

质量单元
MASS21为具有6个自由度的点单元，即只有一个节点，节点自自由度可为Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz，通过不同设置可仅考虑2D或3D内的平动自由度及其组合，它每个坐标方向可以具有不同的质量和转动惯量。

该单元无面荷载和体荷载，支持弹性、大变形和生死单元。

接触单元
ANSYS支持三种接触方式，即点对点、点对面和面对面的接触，接触单元是覆盖在模型单元的接触面之上的一层单元。

点点单元用于模拟点对点的接触行为，且预先知道接触位置；点面单元用于模拟点对面的接触行为，预先不要确定接触位置，接触面之间的网格不要求一致；面面单元用于模拟面对面的接触行为，支持低阶和高阶单元，支持大变形行为等。

矩阵单元
MATRIX27为刚度、阻尼、质量矩阵单元，可表示一种任意的单元。

本单元具有两个节点，此两个节点可重合或不重合，每个节点有6个自由度，即Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz。

该单元无面荷载和体荷载，但支持单元生死功能。

其矩阵可为对称或不对称形式，通过Keyopt(3)设置为刚度矩阵、或阻尼矩阵、或质量矩阵。

本单元可模拟任意类型的单元，如可模拟特殊弹簧和节点柔性连接等。

MATRIX50为超单元，它是预先装配好的可独立使用的一组单元。

该单元无节点和实常数，其自由度数目由所包含的单元决定，其面荷载和体荷载可通过总的载荷向量和比例系数施加，该单元支持大变形功能。

该单元不能包含基于拉格朗日乘子的单元（如MPC184等），不支持
非线性（忽略所包含的单元非线性）。

超单元可包含其它超单元，2D超单元只能用于二维分析，而3D超单元则只能用于三维分析。

表面效应单元
SURF153和SURF154分别为2D和3D结构表面效应单元，可用于各种荷载（法向、切向、法向渐变、输入矢量方向等）及表面效应（基础刚度、表面张力及附加质量等）情况，可覆盖于任何二维（轴对称谐结构单元PLANE25/83除外）和三维结构实体单元表面。

预紧、多点约束、网分单元
（1）PRETS179为2D/3D预紧单元，用于定义网分后的二维或三维结构预紧区，可由任意结构单元（杆、梁、管、壳、2D实体和3D实体）建立。

该单元具有3个节点，每个节点具有一个自由度Ux，该Ux为预紧方向的位移，ANSYS通过几何条件将预紧力施加到指定的预紧荷载方向上，而不必考虑模型是如何定义的。

该单元不支持面荷载和体荷载，仅支持非线性特性；不能使用约束方程和自由度耦合，NROTAT命令不能用于节点K，且K节点必须位于整体直角坐标系。

（2）MPC184为多点约束单元，有刚性杆、刚性梁、滑移、球形、销钉、万向接头的约束，适用于使用拉格朗日乘子的具有运动约束时情况，该单元可用于机构运动学，如起重机、挖掘机、汽车、机床和机器人等。

该单元有2个或3个节点，每个节点具有Ux、Uy(2D)或Ux、Uy、Uz(3D) 或Ux、Uy、Uz、Rotx、Roty、Rotz(3D)自由度。

无实常数和面荷载，支持温度荷载及转动或转动力矩，支持大变形和单元生死。

⑶MESH200是仅用来划分网格的单元，对计算结果毫无影响。

它是为实现多步网格划分的操作而设计的。

该单元可用于划分两维或三维空间的线，三维空间中的三角形、四边形、四面体或六面体单元组成的面或体，且均包括有或没有中间节点的情况。

MESH200单元可与任意其它单元一起使用，当不再需要它时，可以将其删除或保留
坐标系和工作平面
6类坐标系：总体坐标系、局部坐标系、节点坐标系、单元坐标系、显示坐标系与结果坐标系。

激活总体和局部坐标系
命令：CSYS,KCN
其中KCN表示坐标系号码，0-直角坐标系（缺省），1-柱坐标系，2-球坐标系，4-以工作平面为坐标系，5-柱坐标系（以Y轴为转轴），≥11-局部坐标系。

由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便。

根据总体坐标系定义局部坐标系
命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2
其中：KCN---局部坐标系编号，此编号必须大于10，如果与既有编号相同，则将重新定义KCS---坐标系类型，0或CART为直角坐标系，1或CYLIN为柱坐标系，2或SPHE为球坐标系，3或TORO为环坐标系。

XC,YC,ZC---新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标。

THXY,THYZ,THZX---新坐标系绕Z,X,Y轴的旋转角度，其正方向为：XY,YZ,ZX。

PAR1---适用于椭圆、类似球体或环形系统，当KCS=1或2时，其值为椭圆Y轴半径与X轴半径之比，缺省为1即圆。

当KCS=3时，其值为环面的主半径。

PAR2---仅适用于类似球体的系统，当KCS=2时，其值为椭球体Z轴半径与X轴半径之比，缺省为1
根据已有的三个节点定义局部坐标系命令：CS, KCN, KCS, NORIG, NXAX, NXYPL, PAR1, PAR2根据已有的三个关键点定义局部坐标系命令：CSKP, KCN, KCS, PORIG, PXAXS, PXYPL, PAR1, PAR2
根据当前工作平面定义局部坐标系命令：CSWPLA, KCN, KCS, PAR1, PAR2
根据激活的坐标系定义局部坐标系命令：CLOCAL, KCN, KCS, XL, YL, ZL, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2
删除局部坐标系命令：CSDELE, KCN1, KCN2, KCINC
其中：KCN1---为要删除的局部坐标系的起始编号，如果KCN1=ALL，则其后参数将忽略。

KCN2---为要删除的局部坐标系的最终编号。

KCINC---为编号的递增数值，缺省为1。

CSDELE,11,15,2---则删除了11、13、15号局部坐标系。

查看激活坐标系和局部坐标系命令：CSLIST, KCN1, KCN2, KCINC
节点坐标系的旋转与修改
将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系（简称“当前坐标系”）方向一致
命令：NROTAT, NODE1, NODE2, NINC
其中NODE1、NODE2、NINC ---要旋转节点的起始号、末编号（缺省为NODE1）及递增值（缺省值为1）。

如NODE1=ALL则其后参数将被忽略，NODE1也可为元件名。

将既有节点的节点坐标系旋转某个角度命令：NMODIF, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX NODE---节点号、ALL或元件名称。

X, Y, Z---该节点的新坐标值。

其余参数意义同前。

在创建节点时直接定义其坐标系的旋转角度命令：N, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX 按方向余弦旋转节点坐标系命令：NANG, NODE, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3, Z1, Z2, Z3
节点坐标系列表命令：NLIST, NODE1, NODE2, NINC, Lcoord, SORT1, SORT2, SORT3 Lcoord---坐标列表信息，缺省为全部信息，=COORD时仅列XYZ坐标。

SORT1---用于排序的第1项内容，可以是
NODE,X,Y,Z,THXY,THYZ,THXZ。

SORT2,SORT3---用于排序的第2项和第3项内容，其内容同SORT1。

单元坐标系的定义与修改
设置单元坐标系命令：ESYS,KCN
其中KCN为坐标系编号，KCN=0（缺省）表示使用单元定义时规定的坐标系方向。

当KCN=N（N>10）时使用编号为N的局部坐标系。

修改单元坐标系方向命令：EMODIF, IEL, STLOC, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8
IEL---单元编号，或ALL，或元件名。

STLOC---将要修改的第一个节点序号或属性，属性之一为ESYS，则I1为局部坐标号。

激活显示坐标系
命令：DSYS,KCN其中KCN---坐标系号，可为0,1,2及局部坐标系号。

缺省为总体直角坐标系。

激活结果坐标系
命令：RSYS,KCN
其中KCN---坐标系号，可为0（缺省）,1,2及局部坐标系号。

当KCN=SOLU时，则与求解计算时采用的坐标系相同，实际上采用数据存储时的坐标系。

定义工作平面
将既有坐标系的XY平面定义为工作平面命令：WPCSYS,WN,KCN
其中KCN为既有坐标系号，可以是0,1,2,或局部坐标系号。

缺省为激活的坐标系。

通过3个坐标点定义工作平面
命令：WPLANE,WN,XORIG,YORIG,ZORIG,XXAX,YXAX,ZXAX,XPLAN,YPLAN,ZPLAN
通过3个节点定义工作平面命令：NWPLAN, WN, NORIG, NXAX, NPLAN
通过3个关键点定义工作平面命令：KWPLAN, WN, KORIG, KXAX, KPLAN
通过垂直于线上的某个位置定义工作平面命令：LWPLAN, WN, NL1, RATIO
工作平面的操控
工作平面的当前状态
查看当前状态的命令：WPSTYL,STAT
恢复到ANSYS默认状态的命令：WPSTYL,DEFA
移动工作平面
将工作平面沿其自身坐标轴移动命令：WPOFFS, XOFF, YOFF, ZOFF
其中XOFF, YOFF, ZOFF为工作平面坐标系内沿其X轴、Y轴和Z轴的偏移增量。

将工作平面移动到一组关键点的中间位置命令：KWPAVE, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9
其中P1~P9为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点
将工作平面移动到一组节点的中间位置命令：NWPAVE, N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8, N9 其使用方法同上，但N1~N9为节点号。

将工作平面移动到一组指定坐标的中间位置命令：WPAVE, X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2, X3, Y3, Z3
工作平面的旋转
命令：WPROTA, THXY, THYZ, THZX
其中THXY, THYZ, THZX为绕工作平面坐标系Z轴、X轴和Y轴的旋转角度
工作平面的显示样式
工作平面的显示和样式主要用于GUI方式，以方便拾取操作，对于命令流方式意义不大。

WPSTYL,SNAP,GRSPAC,GRMIN,GRMAX,WPTOL,WPCTYP,GRTYPE,WPVIS, SNAPANG
创建关键点
在给定坐标点创建关键点命令：K, NPT, X, Y, Z
NPT---关键点的编号，缺省时（0或空）自动指定为可用的最小编号。

X,Y,Z---在当前坐标系中的坐标值，当前坐标系可以是CSYS指定的坐标系。

在两关键点之间创建一个关键点命令：KBETW, KP1, KP2, KPNEW, TYPE, VALUE
KP1,KP2---第1个和第2个关键点号。

KPNEW---指定创建的关键点号，缺省时系统自动指定为可用的最小编号。

TYPE---创建关键点的方式，当TYPE=RATIO时（缺省），VALUE为两关键点距离的比值，即：(KP1-KPNEW)/(KP1-KP2)。

当TYPE=DIST时，VALUE为KP1到KPNEW之间的距离，且仅限于直角坐标系。

VALUE---由TYPE决定的新关键点位置参数，缺省为0.5。

如果
TYPE=RATIO，则VALUE为比率，若小于0或大于1，则在两个关键点的外延线上创建一个新关键点。

如果TYPE=DIST，则VALUE为距离值，若小于0或大于KP1与KP2之间的距离，也在外延线上创建一个新关键点。

在两关键点之间创建多个关键点命令：KFILL, NP1, NP2, NFILL, NSTRT, NINC, SPACE NP1,NP2---两个既有关键点号.
NFILL---在NP1和NP2之间将要创建的关键点个数，缺省为|NP2-NP1|-1。

NSTRT---指定创建的第一个关键点号，缺省为NP1+NINC。

此号最好指定，以防覆盖。

NINC---将要创建的关键点编号增量，其值可正可负，缺省为(NP2-NP1)/(NFILL+1)。

SPACE---间隔比，即创建关键点后，最后一个间隔与第一间隔之比。

缺省为1.0，即等间隔。

与KBETW相同，新创建关键点位置与当前坐标相关
复制创建关键点命令：KGEN, ITIME, NP1, NP2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE ITIME---复制次数，缺省为2。

NP1,NP2,NINC---按增量NINC从NP1到NP2定义关键点的范围（缺省为NP1），NINC缺省为1。

NP1也可为ALL或元件名，此时NP2和NINC将被忽略。

DX,DY,DZ---在当前坐标系中，关键点坐标的偏移量。

对于柱坐标系为--,Dθ,DZ；对于球坐标系为--, Dθ,--，其中--表示不可操作。

KINC---要创建的关键点编号增量，缺省时由系统自动指定.
NOELEM---是否创建单元和节点控制参数。

NOELEM=0（缺省）如果存在单元和节点则生成；NOELEM=1不生成单元和节点。

IMOVE---关键点是否被移动或重新创建。

IMOVE=0（缺省）原来的关键点不动，重新创建新的关键点；当IMOVE=1不创建新关键点，原来的关键点移动到新位置，此时编号不变（即ITIME、KINC和NOELEM均无效）单元和节点一并移动
镜像创建关键点命令：KSYMM, Ncomp, NP1, NP2, NINC, KINC, NOELEM, IMOVE Ncomp---对称控制参数，Ncomp=x，关于X（或R）轴对称（缺省）；
Ncomp=y，关于Y（或θ）轴对称；
Ncomp=z，关于Z（或Φ）轴对称。

可通过定义工作平面移动后，利用CSYS,4设定当前坐标系，则当前坐标系原点位置与工作平面相同，在利用镜像时其几何位置也发生相应变化。

当然也可通过局部坐标系对称。

列表显示关键点信息命令：KLIST, NP1, NP2, NINC, Lab
其中NP1,NP2,NINC参数意义同命令KGEN中。

Lab为列表信息控制参数，
Lab=0或空则列出全部信息；Lab=COORD则仅列出坐标值；Lab=HPT则仅列出硬点信息。

例如：klist !列出所选择的关键点的所有信息。

klist,,,,coord !列出所选择的关键点的坐标。

屏幕上显示关键点命令：KPLOT, NP1, NP2, NINC, Lab
其中Lab为关键点或硬点控制参数。

Lab=0或空，则显示所有关键点；
Lab=HPT则仅显示硬点。

其余参数意义同KGEN命令中的说明。

例如：
kplot !显示所选择的关键点。

kplot,,,,hpt !显示所选择的硬点。

删除关键点命令：KDELE, NP1, NP2, NINC其参数意义同KGEN中的参数意义。

选择关键点命令：KSEL, Type, Item, Comp, VMIN, VMAX, VINC, KABS
Type---选择类型标识。

其值可取：
S---从所有关键点中（全集）选择一组新的关键点子集为当前子集。

R---从当前子集中再选择一组关键点，形成新的当前子集。

A---从全集中另外选择一组关键点子集添加到当前子集中。

U---从当前子集中去掉一组关键点子集。

ALL---重新选择当前子集为所有关键点，即全集。

NONE---不选择任何关键点，当前子集为空集。

INVE---选择与当前子集相反的部分，形成新的当前子集。

STAT---显示当前子集状态。

Item---选择数据标识，仅适用于Type=S,R,A,U。

缺省为KP，可选择的有：
KP---以关键点号选择，其后参数相应赋值。

EXT---选择当前线子集中线的最外面关键点，其后无参数赋值。

HPT---以硬点号选择，其后参数相应赋值。

LOC---以当前坐标系中的坐标值选择，其Comp可选择X,Y,Z，且其
后参数相应赋值。

MAT---以跟关键点相关的材料号选择，其后参数相应赋值。

REAL---以跟关键点相关的实常数号选择，其后参数相应赋值。

TYPE---以跟关键点相关的单元类型号选择，其后参数相应赋值。

ESYS---以跟关键点相关的单元坐标选择，其后参数相应赋值
Comp---选择数据的组合标识。

如Item=LOC时的X,Y,Z。

VMIN---选择项目范围的最小值。

可以是关键点号、坐标、属性以及与选择
项目相适应的数据等。

当VMIN为元件名时，VMAX和VINC将被忽略。

VMAX---选择项目范围的最大值。

缺省时VMAX=VMIN；如果VMAX=VMIN则选择容差为±0.005×VMIN；如果VMIN=0.0则选择容差为±1.0E-6，如果VMIN≠VMAX，则选择容差为±1.0E-8×(VMAX-VMIN)。

选择容差的大小对于能否达到期望的结果有较大影响，例如当
VMIN=5000=VMAX时，选择容差为±25则4975~5025均被选择。

VINC---在选择范围内的增量。

仅适用于整数（如关键点编号），且不能为负，缺省为1。

KABS---绝对值控制标识。

如为0，则在选择期间检查值的符号；如为1，则在选择期间使用绝对值，即忽略值的符号。

选择与所选线相关的关键点命令：KSLL, Type
其中Type取值可为S,R,A,U。

当使用KSEL不便选择关键点时，可先选择线子集，然后选择与线子集相关的关键点。

该命令在建模过程中也较常用，类似的命令是KSLN。

修改关键点坐标命令：KMODIF, NPT, X, Y, Z
其中NPT为要修改的关键点号。

X,Y,Z为替代原有的坐标输入的数值，其值处于当前坐标系下
创建线
通过两关键点创建线命令：L, P1, P2, NDIV, SPACE, XV1, YV1, ZV1, XV2, YV2, ZV2 P1,P2---分别为线始端和末端的关键点号。

NDIV---线拟划分的单元数，通常不用。

可使用LESIZE命令定义网格属性。