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1、NSYS中单元类型简介和单元的选择原则ANY中单元类型的选择初学ANS的人,一般会被Y所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼,如何选择对的的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。类型的选择，跟你要解决的问题自身密切有关。在选择单元类型前，一方面你要对问题自身有非常明确的结识,然后，对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度，它涉及哪些特性,可以在哪些条件下使用,在AYS的协助文档中均有非常具体的描述,要结合自己的问题,对照协助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。该选杆单元（Link）还是梁单元(Be）？这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩,这是杆单
2、元的基本特点。梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。如果你的构造中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。对于梁单元，常用的有bea3,be4，a88这三种,她们的区别在于:1)、beam是2D的梁单元，只能解决2维的问题。2）、b4是3D的梁单元,可以解决3维的空间梁问题。3)、beam1是梁单元,可以根据需要自定义梁的截面形状。（常规是6个自由度，例如是用于桁架等框架构造，如鸟巢，飞机场的架构)2.对于薄壁构造,是选实体单元还是壳单元?对于薄壁构造,最佳是选用hll单元,shel单元可以减少计算量,如果你非要用实体单元,也是可以的，但是这样计算量就大大增长了。并且,如果选实体单元,薄壁构造承受弯
3、矩的时候,如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算成果误差比较大,反而不如shll单元计算精确。 实际工程中常用的shl单元有ll3,sell93。hel6是四节点的shl单元(可以退化为三角形）,hell3是带中间节点的四边形shell单元（可以退化为三角形)，se3单元由于带有中间节点，计算精度比hel3更高,但是由于节点数目比hl6多，计算量会增大。对于一般的问题,选用shel63就足够了。除了shell3,hell93之外,尚有诸多其她的shl单元,譬如el,hel1，hll163等等,这些单元有的是用于多层铺层材料的,有的是用于构造显示动力学分析的,一般新手很少波及到。一般状况下,h
4、ll63单元就够用了。.实体单元的选择 实体单元类型也比较多,实体单元也是实际工程中使用最多的单元类型。常用的实体单元类型有soid5,soid92，soid18,od187这几种。其中把slid5，oi185可以归为第一类，她们都是六面体单元,都可以退化为四周体和棱柱体,单元的重要功能基本相似，(OID15还可以用于不可压缩超弹性材料）。Si2，solid187可以归为第二类，她们都是带中间节点的四周体单元,单元的重要功能基本相似。 实际选用单元类型的时候,究竟是选择第一类还是选择第二类呢?也就是究竟是选用六面体还是带中间节点的四周体呢？如果所分析的构造比较简朴,可以很以便的所有划分为六面体
5、单元，或者绝大部分是六面体，只具有少量四周体和棱柱体,此时,应当选用第一类单元，也就是选用六面体单元；如果所分析的构造比较复杂,难以划分出六面体,应当选用第二类单元，也就是带中间节点的四周体单元。新手最容易犯的一种错误就是选用了第一类单元类型(六面体单元)，但是，在划分网格的时候,由于构造比较复杂,六面体划分不出来，单元所有被划提成了四周体，也就是退化的六面体单元,这种状况,计算出来的成果的精度是非常糟糕的,有时候虽然你把单元划分的很细,计算精度也很差,这种状况是绝对要避免的。六面体单元和带中间节点的四周体单元的计算精度都是很高的,她们的区别在于:一种六面体单元只有8个节点，计算规模小,但是复
6、杂的构造很难划分出好的六面体单元,带中间节点的四周体单元正好相反,不管构造多么复杂，总能容易地划分出四周体，但是,由于每个单元有1个节点,总节点数比较多,计算量会增大诸多。前面把常用的实体单元类型归为2类了,对于同一类型中的单元,应当选哪一种呢?一般状况下，同一种类型中,多种不同的单元,计算精度几乎没有什么明显的差别。选用的基本原则是优先选用编号高的单元。例如第一类中，应当优先选用soli。第二类里面应当优先选用sid7。ANSY的单元类型是在不断发展和改善的，同样功能的单元,编号大的往往意味着在某些方面有优化或者增强。对于实体单元,总结起来就一句话:复杂的构造用带中间节点的四周体,优选sli
7、d17,简朴的构造用六面体单元，优选olid185。土木计算过程中常用的单元和材料类型！一、单元（）link(杆)系列: l1（2)和lin（3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一种单元。k1用来模拟拉索，注意要加初应变,一根索可多分单元。 nk10是lin10的加强版,一般用来模拟拉索。(2）bem（梁)系列： beam（2D)和eam（3D)是典型欧拉梁单元,用来模拟框架中的梁柱,画弯据图用etab读入smsc数据然后用pl命令。注意:虽然一根梁只划一种单元在单元两端也能得到对的的弯矩图,但是要得到和构造力学书上的弯据图差不多的成果还需多分几段。该单元需要手工在实常数中输入Iy和Izz，注意方
8、向。 eam4适合模拟薄壁的钢构造构件或者变截面的构件,可用/shp，1显示单元形状。 bam18和beam89号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多长处：考虑剪切变形的影响，截面可设立多种材料，可用/eshe,1显示形状,截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特性，可以考虑扭转效应,可以变截面（8.0后来）,可以以便地把两个单元连接处变成铰接(80后来,用NRLEASE命令）。缺陷是：8版本之前bem188用的是一次形函数，其精度远低于ba等单元,一根梁必须多分几种单元。0之后可设立“EYO()2”变成二次形函数，解决了这个问题。可见18单元已经很完善,建议使用。ea1与bem8的区别是有
9、3个结点,0版之前比bea18精度高,但因此建模较麻烦,8.版之后已无优势。(3）shel(板壳)系列 hell4一般用来模拟膜。sll3可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。 它的塑性版本是sell43。 加强版是hell18(注意1*系列单元都是anys后开发的单元,考虑了此前单元的长处和缺陷,因而更完善),长处是:能实现shel1、shell3、l4.的所有功能并比它们做的更好，偏置中点很以便(例如模拟梁版构造时常要把板中面望上偏置),可以分层,等等。（)sod(体)系列 土木中常用的就sli、6、9等。 就不用多说了,5是它的带中结点版本。soi46可以容忍单元的长厚比达到2比1,可以用
10、来模拟钢板碳纤维板钢管等。 soid65是专门的混凝土单元,可以考虑开裂，这个讨论得诸多了，清华的陆新征写的一种讲义(.e)里面有具体解释。（）co(弹簧）系列 常用的有、4、9、40等。 7可以用来模拟铰接点。4是最简朴的带阻尼弹簧。9是非线性弹簧，在实常数中可以灵活定义力位移关系,可用来模拟钢筋与混凝土的粘结滑移等。40可模拟隔震构造(据说)。(6)contc(接触）系列 常用的有conta2，可用来模拟橡胶垫支座。这个很简朴，可以用命令流添加（intf)。RGE1和CON*系列可用接触向导添加,三维的接触往往会导致收敛困难,和混凝土非线性分析同样,需要凭经验调参数反复试算。二、材料 弹性
11、部分(必需)用M命令输入，非线性部分用TB命令输入。（)T,DP 即ue-rger模型,ansys中唯一用来模拟土的模型。可以和几乎所有单元类型（2维和维)配合使用,因此有时也会在计算维的混凝土模型时用到它。（)T，COCR 用来模拟混凝土，采用w-w五参数破坏准则,只能和soli6配合使用。同样参见陆新征的讲义。(）TB,BKIN(BIO,IN，MISO)一般用来模拟钢材。 双线形随动强化（双线形等向强化、多线形随动强化、多线形等向强化)模型。 顾名思义，双线形和多线形的区别就是应力应变曲线是两段还是诸多段；随动强化和等向强化的区别就是考不考虑包辛格效应。 如果不和其她准则配合的话,默认是v
12、onmis屈服准则。单元类型选择概述:S的单元库提供了10多种单元类型,单元类型选择的工作就是将单元的选择范畴缩小到少数几种单元上；单元类型选择措施：.设定物理场过滤菜单,将单元全集缩小到该物理场波及的单元;2.根据模型的几何形状选定单元的大类,如线性构造则只能用“Plae、Shell”这种单元去模拟;根据模型构造的空间维数细化单元的类别,如拟定为“Beam”单元大类之后,在对话框的右栏中，有2D和3的单元分类,则根据构造的维数继续缩小单元类型选择的范畴;4.拟定单元的大类之后,又是也可以根据单元的阶次来细分单元的小类，如拟定为“Solid-d”,此时有四种单元类 型:Qad 4o4 ad 4
13、nde 8Qad 8nd2 Qad 8oe 13前两组即为低阶单元,后两组为高阶单元;.根据单元的形状细分单元的小类，如对三维实体，此时则可以根据单元形状是“六面体”还是“四周体”，拟定单元类型为“ric”还是“T”；6.根据分析问题的性质选择单元类型，如拟定为D的Bea单元后，此时有三种单元类型可供选择，如下：2D eastc Dlatic 23 D are 4，根据分析问题是弹性还是塑性拟定为“Bam3”或“Bam4”，若是变截面的非对称的问题则用“Bam4”。7进行完前面的选择工作，单元类型就基本上已经定位在2-3种单元类型上了,接下来打开这几种单元的协助手册,进行如下工作:仔细阅读其单
14、元描述，检查与否与分析问题的背景吻合、理解单元所需输入的参数、单元核心项和载荷考虑;理解单元的输出数据；仔细阅读单元使用限制和阐明。Ms21是由6个自由度的点元素，x，,z三个方向的线位移以及绕,y,z轴的旋转位移。每个自由度的质量和惯性矩分别定义。Ln1可用于多种工程应用中。根据应用的不用，可以把此元素当作桁架，连杆,弹簧,等。这个2维杆元素是一种单轴拉压元素,在每个节点均有两个自由度。X,y，方向。铰接，没有弯矩。Lnk可用于不同工程中的杆。可用作模拟构架，下垂电缆,连杆，弹簧等。3维杆元素是单轴拉压元素。每个点有个自由度。X,y,z方向。作为铰接构造,没有弯矩。具有塑性，徐变,膨胀,应力强化和大变形的特性。i03维杆元素，具有双线性劲度矩阵的特性,单向轴拉(或压)元素。对于单向轴拉,如果元素变成受压，则硬度就消失了。此特性可用于静力钢缆中,当整个钢缆模拟成一种元素时。当需要静力元素能力但静力元素又不是初始输入时,也可用于动力分析中。该元素是sh1的线形 式,eyopt(1）,clh选项。如果分析的目的是为了研究元素的运动,(没有静定元素),可用与其相似但不能松弛的元素(如lnk8和ip)替代。当最后的构造是一种拉紧的构造的时候,ik10也不能用作静定集中分析中。但是由于最后局于一点的成果松弛条件也是有也许的
