1、ANSYS结构分析单元功能与特性/可以组成一一些命令，一般是一种总体命令（session),三十也有特殊，比如是处理/POST1! 是注释说明符号，与其他软件的说明是一样的，ansys不作为命令读取，* 此符号一般是APDL的标识符，也就是ansys的参数化语言，如*do ,*enddo等等NSEL的意思是node select，即选择节点。s就是select，选择。DIM 是定义数组的意思。array 数组。MP命令用来定义材料参数。K是建立关键点命令。K,关键点编号,x坐标,y坐标，z坐标。K, NPT, X, Y, Z是定义关键点，K是命令，NPT是关键点编号，XYZ是坐标。NUMMRG
2、, keypoint 用这个命令 ，要保证关键点的位置完全一样，只是关键点号不一样的才行。这个命令对于重复的线面都可以用。这个很简单，压缩关键。Ngen 复制节点e,节点号码：这个命令式通过节点来形成单元NUMCMP,ALL：压缩所有编号，这样你所有的线都会按次序重新编号你要是需要固定的线固定的标号NSUBST,100,500,50 ：通过指定子步数来设置载荷步的子步LNSRCH线性搜索是求解非线性代数方程组的一种技巧，此法会在一段区间内，以一定的步长逐步搜索根，相比常用的牛顿迭代法所要耗费的计算量大得多，但它可以避免在一些情况下牛顿迭代法出现的跳跃现象。LNSRCH 激活线性搜索PRED 激
3、活自由度求解预测NEQIT指定一个荷载步中的最大子步数AUTOTS 自动求解控制打开自动时间步长.KBC -指定阶段状或者用跳板装载里面一个负荷步骤。 SPLINE:P1，P2，P3，P4，P5，P6，XV1，YV1，ZV1，XV6，YV6，ZV6（生成分段样条曲线） *DIM，Par，Type，IMAX，JMAX，KMAX，Var1，Var2，Var3（定义载荷数组的名称）【注】Par: 数组名 Type： array 数组，如同fortran,下标最小号为1，可以多达三维（缺省） char 字符串组（每个元素最多8个字符） table IMAX，JMAX，KMAX 各维的最大下标号 Var
4、1，Var2，Var3 各维变量名，缺省为row,column,plane(当type为table时)/config是设置ansys配置参数的命令格式为/CONFIG, Lab, VALUELab为参数名称 value为参数值例如：/config，MXEL，10000的意思是最大单元数为10000杆单元:LINK1、8、10、11、180梁单元：BEAM3、4、23、24，44，54，188，189管单元:PIPE16，17，18，20，59，602D实体元:PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D实体元:SOLID45，46，64，65，72，73，92，95
5、，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，SO
6、LID62，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杆单元单元名称简称节点数节点自由度特性备注LINK1 2D杆2Ux,UyEPCSDGB常用杆元LINK83D杆Ux,Uy,UzEPCSDGBLINK103D仅受拉或仅受压杆EDGB模拟缆索的松弛及间隙LINK11 3D线性调节器EGB模拟液压缸和大转动LINK180 3D有限应变杆EPCDFGB另
7、可考虑粘弹塑性E-弹性(Elasticity)，P-塑性(Plasticity)，C-蠕变(Creep)，S-膨胀(Swelling)，D-大变形或大挠度(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
8、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。LINK1、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梁单元分为多种单元，分别具有不同的特性，是一类轴向拉压、弯曲、扭转(3D)单元。单元名称简称节点节点自由度特性备注BEAM3 2D弹性梁2Ux,Uy,RotzEDGB常用平面梁元
9、BEAM23 2D塑性梁2EPCSDFGB具有塑性等功能BEAM54 2D渐变不对称梁2EDGB不对称截面，可偏移中心轴BEAM4 3D弹性梁2Ux,Uy,Uz Rotx,Roty,RotzEDGB拉压弯扭，常用3D梁元BEAM24 3D薄壁梁2+1EPCSDGB拉压弯及圣文南扭转；开口或闭口截面BEAM44 3D渐变不对称梁2+1EDGB拉压弯扭，不对称截面，可偏移中心轴，可释放节点自由度，可采用梁截面BEAM188 3D线性有限应变梁2+1Ux,Uy,UzRotx,Roty,Rotz或增加warpEPCDFGB粘弹塑Timoshenko梁，计入剪切变形影响；可增加翘曲自由度；可采梁截面BE
10、AM189 3D二次有限应变梁3+1BEAM188，但属二次梁单元。单元使用另外应注意的问题：梁单元面积和长度不能为零，且2D梁元必须位于XY平面内；剪切变形的影响；自由度释放；梁截面特性；BEAM23/24实常数的输入比较复杂；荷载特性；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：管元长度、直径及壁厚均不能为零；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；管单元
11、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。该类单元有直管、T型管、弯管和沉管四种单元类型单元名称简称节点数特性备注PIPE163D弹性直管元2EDGB可考虑两种温度梯度及内部和外部压力PIPE173D弹性T型管元24EDGB可考虑绝热、内部流体、腐蚀及应力强化PIPE183D弹性弯管元2+1EDBPIPE203D塑性直管元2EPCSDGB同PIPE16PIPE593D弹性沉管元2EDGB可模拟海洋波，可考虑水动力和浮力等，其余同PIPE16，且可模拟电缆PIPE603D塑性弯管元2+1EPCSDB同PIPE182D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
12、问题的分析，此类单元均位于XY平面内，且轴对称分析时Y轴为对称轴。单元名称简称节点自由度特性备注PLANE2 6节点三角形单元Ux,UyEPCSDFGBA适用于不规则的网格PLANE424节点四边形单元具有协调和非协调元选项PLANE828节点四边形单元是PLANE42的高阶单元；混合分网的结果精度高；适用于模拟曲线边界PLANE1458节点四边形P单元E支持28阶多项式PLANE1466节点三角形P单元支持28阶多项式PLANE1824节点四边形单元EPCSDFGBA具有更多的非线性材料模型PLANE1838节点四边形单元是PLANE182的高阶单元PLANE25 4节点谐结构单元Ux,Uy
13、UzEGB模拟非对称荷载的轴对称结构PLANE838节点谐结构单元是PLANE25的高阶单元单元使用应注意的其他问题： 单元插值函数及说明；荷载特性；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三个平动自由度。单元名称简称/3D结点特性完全/减缩积分初应力备注SOLID45 实体元8EPCSDFGBAY/YY正交各向异性材料SOLID46 分层实体元8EDGY/NN层数达250或更多SOLID64 各向异性实体元8EDGBAY/NN各向异性材料SOLID65钢筋混凝土实体元8EPCDFGBAY/NN开裂,压碎,应力释放SOLID9
14、2四面体实体元10EPCSDFGBAY/NY正交各向异性材料SOLID95实体单元20EPCSDFGBAY/YY是SOLID45的高阶元SOLID147砖形实体P元20EY/NNP可设置28阶SOLID148四面体实体P元10EY/NNP可设置28阶SOLID185 实体单元8EPCDFGBAY/Y等Y可模拟几乎不可压缩的弹塑和完全不可压SOLID186 实体单元20EPCDFGBAY/YY缩的超弹SOLID187四面体实体元10EPCDFGBAY/NYSOLID191 分层实体元20EGAY/NN层数100单元使用应注意的问题：关于SOLID72/73单元；（2）SOLID185积分方式可选
15、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：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
16、。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Ke
17、yopt(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
18、、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
19、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。MESH200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
20、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,
21、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
22、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：CS
23、DELE, 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NODE
24、1）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, THZXNODE-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, NIN
25、C, Lcoord, SORT1, SORT2, SORT3Lcoord-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（N10）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, I
26、7, I8IEL-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
27、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
28、, 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P1P9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N1N9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：WP
29、ROTA, 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, ZNPT-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, VALUEKP1,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T
