ansys常用单元

杆单元：LINK8、LINK10、LINK180

梁单元：BEAM3、BEAM4、BEAM188、

BEAM1

管单元：PIPE16、PIPE20

2D实体单元：PLANE82、PLANE183 3D实体单元：SOLID65、SOLID92/95、SOLID191

壳单元：SHELL63、SHELL93、

SHELL181

弹簧单元：COMBIN14、COMBIN39

质量单元：MASS21

矩阵单元：MATRIX27

表面效应单元：SURF154LINK1单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、连杆、弹簧等等。这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动。就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。单元的详细特性请参考理论手册。三维杆单元的描述参见LINK8。下图是本单元的示意图

LINK8单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、缆索、连杆、弹簧等等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平动。就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。本单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。其详细特性请参考理论手册。仅受拉或仅受压的三维杆单元是LINK10。

LINK10—三维仅受拉或仅受压杆单元单元描述：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）。此单元是SHELL41（KEYOPT(1)＝2，“布”选项）的线化版本如果分析的目的是研究单元的运动（没有松弛的单元），那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元，比如：LINK8或PIPE59。对于最终收敛结果为绷紧状态的结构，如果迭代过程中可能出现松弛状态，那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。这时候应该采用其它单元，如果采用LINK10，必须使用“缓慢动力”技术。LINK10单元在每个节点上有3个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平动。无论是仅受拉（索）选项，还是仅受压（间隙）选项，本单元都不包括弯曲刚度，但如果与梁单元迭加，可也加入弯曲刚度。本单元具有应力刚化、大变形功能。详细特性请参考理论手册。下图是本单元的示意图。

LINK180—三维有限应变杆单元单元描述：

LINK180是一个适用于各类工程应用的三维杆单元。根据具体情况，该单元可以被看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等等。本单元是一个轴向拉伸-压缩单元，每个节点有三个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动。本单元是一种顶端铰接结构，不考虑单元弯曲。本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形和大应变功能。缺省时，当考虑大变形时（NLGEOM,ON）任何分析中LINK180单元都包括应力刚化选项。本单元支持弹性、各向同性强化塑性、随动强化塑性、Hill各向异性强化、Chaboche非线性强化塑性和蠕变。单元的详细特性请参考ANSYS理论手册。与本单元类似的一个仅拉伸或仅压缩的单元是LINK10。下图是本单元的示意图：

BEAM3—二维弹性梁单元单元描述：

BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。单元的详细特性请参考理论手册。其它的二维梁单元是塑性梁单元（BEAM23）和变截面非对称梁单元（BEAM54)。下图是本单元的示意图。

BEAM4—三维弹性梁单元单元描述：

BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元具有应力刚化和大变形功能。在大变形（有限转动）分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。本单元的详细特性请参考理论手册。变截面非对称弹性梁单元的描述参见BEAM44，三维塑性梁单元的描述参见BEAM24。

BEAM188—三维线性有限应变梁单元单元描述：BEAM188单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构。该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。BEAM188是三维线性（2节点）梁单元，每个节点有六或七个自由度，自由度个数取决于KEYOPT （1）的值。当KEYOPT（1）＝0（缺省）时，每个节点有六个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。当KEYOPT（1）＝1时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度（横截面的翘曲）。本单元非常适合于线性、大角度转动和/或非线性大应变问题。当NLGEOM打开（ON）时，BEAM188缺省考虑应力刚化效应。应力刚化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定性问题（特征值屈曲或用弧长法分析坍塌）。BEAM188可用于任何采用SECTYPE、SECDATA、SECOFFSET、SECWRITE及SECREAD定义的横截面。本单元支持弹性、蠕变及塑性模型（不考虑横截面子类型）。一个与此单元相关的截面可被多种材料参考。

BEAM1—三维二次有限应变粱单元单元描述：

BEAM1单元适于分析从细长至中等粗短的梁结构。该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。BEAM1是三维二次（3节点）梁单元，每个节点有六或七个自由度，自由度个数取决于KEYOPT（1）的值。KEYOPT （1）＝0（缺省）时，每个节点有六个自由度，即节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。KEYOPT（1）＝1时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度（横截面的翘曲）。本单元非常适于分析线性、大角度转动和/或非线性大应变问题。当NLGEOM打开（ON）时，BEAM1缺省考虑应力刚化效应。应力刚化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定性问题（特征值屈曲或用弧长法分析坍塌）。BEAM1可用于任何采用SECTYPE、SECDATA、SECOFFSET、SECWRITE及SECREAD定义的横截面。本单元支持弹性、蠕变及塑性模型（不考虑横截面子类型）。一个与此单元相关的截面可被多种材料参考。

PLANE82—二维八节点结构实体单元单元描述：

PLANE82是二维四节点单元PLANE42的高阶单元。它为四边形——三角形混合自动网格划分提供了更精确的结果，而且能在不损失精度的情况下允许不规则形状的存在。八节点单元具有相容的位移形式，非常适用于模拟具有曲线边界的几何模型。八节点单元由八个节点定义，每个节点有2个自由度：节点坐标系的x,y方向的平动。此单元可用作平面单元，也可用作轴对称单元。本单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变的功能。还可选择不同的输出选项。单元的详细特性请参阅单元手册。参阅PLANE83单元的关于施加非轴对称载荷的轴对称单元的描述。下面是本单元的示意图。

PLANE183―二维8节点结构实体单元单元描述：

PLANE183是高阶二维八节点单元。该单元具有二次位移项，适于生成不规则网格模型（如各种CAD/CAM系统生成的模型）。PLANE183由八个节点定义，每个节点由两个自由度：节点坐标系的x、y方向的平动。该单元可用作平面单元或轴对称单元。本单元具有塑性、超弹、蠕变、应力刚化、大变形及大应变。该单元具有塑性、超弹、应力刚化、大变形以及大应变等功能。也可利用混合公式模拟几乎或完全不可压超弹材料的变形。单元支持初始应力输入和各种输出选项。单元的详细特性请参考

SOLID65—三维钢筋混凝土实体单元单元描述：

SOLID65用于模拟三维有钢筋或无钢筋的混凝土模型。该单元能够计算拉裂和压碎。在混凝土应用中，该单元的实体功能可以用于建立混凝土模型，同时，还可用加筋功能建立钢筋混凝土模型。另外，该单元还可以应用于加强复合物（如玻璃纤维）和地质材料（如岩石）。该单元由八个节点定义，每个节点有三个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动。至多可以定义三种不同规格的钢筋。本混凝土单元与SOLID45(三维结构实体)单元类似，只是增加了特别的断裂和压碎功能。本单元最重要的方面是对非线性材料性质的处理。所建立的混凝土模型具有断裂（沿三个正交方向）、压碎、塑性变形和蠕变功能。钢筋模型具有拉伸和压缩功能，没有剪切功能。另外，它们还具有塑性变形和蠕变功能。单元的详细特性请参考单元理论手册。下图是本单元的示意图。

SOLID92—三维十节点四面体结构实体单元单元描述：

SOLID92具有二次位移型函数，非常适合于模拟不规则形状的结构（例如由各种CAD/CAM系统产生的网格模型）。本手册还描述了20节点的六面体砖形单元SOLID95。本单元由10个节点定义，每个节点有3个自由度：节点坐标系的x,y,z方向的平动。此单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变的功能。单元的详细特性请参阅单元手册。

SOLID95—三维二十节点结构实体单元单元描述：

SOLID95是三维八节点实体单元SOLID45的高阶单元。本单元在保证精度的同时允许使用不规则的形状。SOLID95具有有完全形函数，适用于曲线边界的建模。本单元由二十个节点定义，每个节点由三个自由度：沿节点坐标系x，y，z方向的平动。本单元可以有任何空间方向。SOLID95有塑性、蠕变、应力强化、大变形和大应变的功能，有各种输出选项。单元的详细特性请参阅单元手册。

SOLID191—三维分层结构实体单元单元描述：

SOLID191是与20节点结构实体单元（SOLID95）对应的分层实体单元，用于模拟分层的厚壳或实体。该单元允许有多达100个不同材料层。如果要求多于100层，则需要将该单元堆积起来。该单元每个节点有3个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动。SOLID191具有应力刚化功能。多种输出选项可被选择。单元的详细特性请参考单元理论手册。对于壳，类似的单元是SHELL91。

SHELL63—弹性壳单元单元描述：

SHELL63有弯曲和薄膜两种功能。面内和法向载荷都允许。该单元每个节点有六个自由度：x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元包括应力刚化和大变形功能。在大变形分析（有限转动）中，可以用一致切向刚度矩阵。单元的详细特性请参考单元理论手册。类似的单元是SHELL43、SHELL181(塑性功能)和SHELL93(中间节点功能)。ETCHG命令可以将SHELL57和SHELL157单元转变为SHELL63。

SHELL93—八节点结构壳单元单元描述：

SHELL93主要用于模拟曲壳。单元每个节点有六个自由度：在节点坐标x，y，z方向的平动和绕节点坐标轴x，y，z的转动。在平面的两个方向上，变形的形状都是二次的。本单元具有塑性、应力刚化、大变形和大应变的功能。单元的详细特性请参阅单元手册。下图是本单元示意图。

SHELL181―有限应变壳单元单元描述：

SHELL181适用于分析从薄至中等厚度的壳结构。该单元由四个节点定义，每个节点有六个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。由该单元退化而成的三角形单元，仅在网格划分时用作填充单元。本单元特别适合于分析具有线性、大角度转动和/或非线性大应变特性的应用问题。非线性分析中考虑了壳厚度的变化。单元内积分可用完全积分和缩减积分。SHELL181单元可分析分布压力的作用效果。SHELL181也可以用于模拟层状壳或三明治结构。在模拟复合材料壳时的精度由一阶剪切变形理论（通常也称Mindlin/Reissner壳理论）控制。对于采用SHELL43有收敛困难的许多问题，可以用SHELL181替代SHELL43。单元的详细特性请参考ANSYS理论手册。下图是本单元的示意图：

MASS21—结构质量单元单元描述：

MASS21是有多至6个自由度的点单元：沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。在每个坐标轴方向可以分配不同的质量和转动惯量。其详细特性请参考理论手册。另一种带有一致质量矩阵（非对角线项）的单元是MATRIX27。下图是本单元的示意图。

PIPE16—三维弹性直管单元单元描述：

PIPE16是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，单元的每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元以三维梁单元（BEAM4）为基础，并包含了用于处理管的对称性和标准管几何尺寸的专用特性。其详细特性请参考理论手册。PIPE18是弯管单元，PIPE17是T形管单元，PIPE20是塑性直管单元。下图是本单元的示意图。

PIPE20—塑性直管单元单元描述：

PIPE20是具有拉压、弯曲和扭转性能的单轴单元。该单元的每个节点有6个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元具有塑性、蠕变、膨胀功能。若不考虑以上这些影响，可以选用弹性管单元PIPE16。本单元具有按单元坐标系打印作用在单元上的力和弯矩的选项。详细特性请参考理论手册。塑性弯管单元的描述参见PIPE60。

COMBIN14—弹簧-阻尼器单元单元描述：COMBIN14单元在一维、二维或三维应用中有轴向拉压的或扭转的能力。轴向弹簧-阻尼器选项意味着单轴拉压单元，在每个节点上至多有3个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平移。不考虑弯曲或者扭转。扭转弹簧-阻尼器选项意味着单纯的旋转单元，在每个节点上有3个自由度：绕节点坐标系x、y、z轴的旋转。不考虑弯曲或者轴向荷载。

COMBIN39—非线性弹簧单元单元描述：

COMBIN39是一种具有非线性功能的单向单元，可对此单元输入广义的力-变形曲线，该单元可以用于任何分析之中。在一维、二维、三维应用中，本单元都有轴向或扭转功能。轴向选项表示轴向拉压单元，每个节点有三个自由度：沿节点坐标系x，y，z的平动。不考虑弯曲和扭转。扭转选项表示一个纯粹的旋转单元，每个节点有三个自由度：绕节点坐标轴x，y，z的转动。不考虑弯曲和轴向载荷。对于每个节点有两个或三个自由度的单元，本单元具有大位移的功能。单元的详细特性请参阅单元手册。本单元没有质量和热容量，这些性能可以利用其它适当的单元(如MASS21和MASS71)中加入。ANSYS还提供了具有阻尼和间隙的双线性力-变形单元(COMBIN40)。下图是本单元示意图。

MATRIX27—刚度、阻尼、质量矩阵单元单元描述：MATRIX27代表一种任意的单元，单元的几何特性无定义，但其弹性运动学响应可用刚度、阻尼或质量系数来指定。本矩阵单元连接两个节点，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平动和绕节点坐标系x、y、z轴的转动。单元的详细特性请参考理论手册。其它类似的，但通用性差一些的单元为弹簧-阻尼器单元（COMBIN14）和质量单元（MASS21）。

SURF154－三维结构表面效应单元单元描述：

SURF154单元可用于各种载荷及表面效应之应用，可覆于任何三维单元表面。该单元适用于三维结构分析，并可同时施加各种载荷和表面效应。单元的详细特性请参考ANSYS理论手册。下图是本单元的示意图：