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ansys热分析常用单元
Ansys热分析包括：
稳态传热：系统温度场不随时间变化；
瞬态传热：系统温度场随时间明显变化。
热分析单元大概涉及到40种，其中纯粹用于热分析的有14种：线性：
LINK32：两维二节点热传导单元
LINK33：三维二节点热传导单元
LINK34：二节点热对流单元
LINK31：二节点热辐射单元
二维单元：
PLANE55：四节点四边形单元
PLANE77：八节点四边形单元
PLANE35：三节点三角形单元
PLANE75：四节点轴对称单元
PLANE75：八节点轴对称单元
三维实体：
SOLID87：六节点四面体单元
SOLID70：八节点六面体单元
SOLID90：二十节点六面体单元
壳：
SHELL57：四节点
点：
MASS71：质量点。
COMBIN14Element Reference（单元参考）> Part I （第一部分）. Element Library（单元库）>COMBIN14弹簧-阻尼器Spring-DamperMP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDCOMBIN14单元描述COMBIN14 具有1 维，2 维或3 维应用中的轴向或扭转的性能。
轴向的弹簧-阻尼器选项是一维的拉伸或压缩单元。
它的每个节点具有3个自由度：x,y,z的轴向移动。
它不能考虑弯曲或扭转。
扭转的弹簧-阻尼器选项是一个纯扭转单元。
它的每个节点具有3个自由度的：x,y,z的旋转。
它不能考虑弯曲或轴向力。
弹簧-阻尼器没有质量。
质量可以通过其他合适的质量单元添加（参阅MASS21)。
弹簧或阻尼特性可以在单元里去除。
参阅ANSYS, Inc.理论指南中的COMBIN14的更多介绍。
更一般的弹簧或阻尼单元可以用刚度矩阵单元(MATRIX27)。
另一种弹簧-阻尼单元是COMBIN40, 它的作用方向由节点坐标方向决定。
Figure 14.1 COMBIN14几何形状2 维单元必须位于z=常数的平面内（即xy平面-译注）COMBIN14输入数据这个单元的几何形状，节点位置和坐标系统可以在“Figure 14.1 COMBIN14几何形状”中找到。
这个单元由两个节点，一个弹簧常数（k）和阻尼系数(c v)1 和(c v)2组成。
阻尼特性不能用于静力或无阻尼的模态分析。
轴向弹簧常数的单位是“力/长度”，阻尼系数的单位是“力*时间/长度”。
扭转弹簧常数和阻尼系数的单位是“力*长度/弧度”和“力*长度*时间/弧度”。
对于2维轴对称问题，这些值应该基于360°。
单元的阻尼部分只是把阻尼系数传到结构阻尼矩阵。
阻尼力(F) 或扭矩(T) 由下式计算：F x = - c v du x/dt or Tθ = - c v d θ/dt这里c v是阻尼系数，由c v = (c v)1 + (c v)2v式确定。
ANSYS各类型单元连接专题讲解（一）之连接总则一直以来，有不少同学咨询水哥关于ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接问题。
之所以要用到各单元的连接，主要是由于我们在实际项目中，常常需要各种单元组合模拟，例如框架结构计算中的框架柱、框架梁采用梁单元模拟，楼板采用壳单元模拟，如此便会产生各类型单元之间的连接问题。
为解决部分朋友们的疑问，水哥依自己的理解将从以下几个方面系统讲解下ANSYS中杆单元、梁单元、壳单元、实体单元的连接，其中若有不合理之处，还望各位朋友批评指正。
本系列讲解目录如下：1、单元连接总原则。
2、杆与梁、壳、体单元的连接。
3、梁单元与实体单元铰接。
4、2D梁单元与2D实体单元刚接。
5、3D梁单元与3D实体单元刚接。
6、壳单元与实体单元连接。
7、单元连接综合实例。
本篇推文为该系列文章的首篇，主要说下ANSYS中单元连接总的原则以及简单介绍两个概念。
一般来说，按“杆梁壳体”单元顺序，只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度，则只要有公共节点即可，不需要约束方程，否则需要耦合自由度与约束方程。
例如：（1）杆与梁、壳、体单元有公共节点即可，不需要约束方程。
（2）梁与壳有公共节点即可，也不需要约束写约束方程；壳梁自由度数目相同，自由度也相同，尽管壳的rotz是虚的自由度，也不妨碍二者之间的关系，这有点类同于梁与杆的关系。
（3）梁与体则要在相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
（4）壳与体则也要相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
从上述也可见，ANSYS无非是通过三种方法来实现单元之间的连接：共用节点、耦合、约束方程。
这里简单介绍下耦合与约束方程的基本概念。
一、耦合所谓耦合，其实是一种比较特殊的约束方程，只不过为了区别于普通一般的约束方程，方便用户操作，特定提出来的一个概念。
他具体指当我们需要迫使两个或多个自由度取得相同值（值未知）时，可以将这类自由耦合在一起。
单元类型维数单元名称结构点单元1/2/3D MASS21结构线单元2D LINK13D LINK8、10、11、180J结构梁单元（beam）2D Beam3、23、543D BEAM4、24，44，188，189结构实体单元（solid）2D PLANE2，25，42，82，83，145，146，182，1833D SOLID45，64，65，92，95，147，148，185，186，187结构壳单元（shell) 2D SHELL51,613D SHELL28,41,42,63,93,143,150,181 结构管道单元(pipe) 3D PIPE16,17,18,20,59,60结构密封垫单元(gasket) 3D INTER192,193,194,195结构多点约束单元(rigidlink/beam)3D MPC184结构层复合材料单元（layered composite）3D SOLID46,91,99,191,显示动力学单元（explicit dynamic）Link160,beam161,plane162,shell163,s olid164,comni165,mass166,link167超弹实体单元（hyperelastic solid）3D Hyper56,58,74,84,86,158粘性实体单元（viscosolid）3D VISCO88,89,106,107,108热点单元MASS71热线单元LINK31,32,33,34热实体单元（solid）2D PLANE35,55,75,77,783D SOLID70,87,90热壳单元（shell）SHELL57,131,132热电单元（thermalelectric）PLANE67,6869,157流体单元（fluid）FLUID29,30,38,79,80,81,116,129,130,141,142电磁单元（magnetic electric）Plane53，solid96，solid97，Inter115，solid117，HF118,HF119,HF120,PLANE121,SO LID122,SOLID123,SOLID127,SOLI D128电路单元（electriccircuit）Sourc36，circu94，124，125机电转换单元（electric-mechanical）Trans109,126耦合场单元（coupled Solid5,plane13,solid62,solid98,rom14field） 4接触单元（contact）Contact12，26，48，49，52，TRAGE169,170CONTACT171,172,173,174,175,178矩阵单元（matrix）Matrix27，50无限边界单元（infinite）INFIN9,47,110,111表面效应单元（surface）SURF151,152,153,154Mesh200网格辅助单元（仅用于生成网格拓扑生成，不参与求解计算）初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。
参考ANSYS的中文帮助文件接触问题（参考ANSYS的中文帮助文件)当两个分离的表面互相碰触并共切时，就称它们牌接触状态。
在一般的物理意义中，牌接触状态的表面有下列特点:1、不互相渗透；2、能够互相传递法向压力和切向摩擦力；3、通常不传递法向拉力。
接触分类：刚性体－柔性体、柔性体－柔性体实际接触体相互不穿透,因此，程序必须在这两个面间建立一种关系，防止它们在有限元分析中相互穿过。
――罚函数法。
接触刚度――lagrange乘子法,增加一个附加自由度(接触压力），来满足不穿透条件――将罚函数法和lagrange乘子法结合起来，称之为增广lagrange法。
三种接触单元：节点对节点、节点对面、面对面.接触单元的实常数和单元选项设置：FKN：法向接触刚度。
这个值应该足够大,使接触穿透量小；同时也应该足够小,使问题没有病态矩阵。
FKN值通常在0。
1~10之间,对于体积变形问题，用值1。
0（默认)，对弯曲问题，用值0。
1。
FTOLN:最大穿透容差。
穿透超过此值将尝试新的迭代。
这是一个与接触单元下面的实体单元深度（h）相乘的比例系数，缺省为0.1。
此值太小，会引起收敛困难。
ICONT:初始接触调整带。
它能用于围绕目标面给出一个“调整带”，调整带内任何接触点都被移到目标面上；如果不给出ICONT值，ANSYS根据模型的大小提供一个较小的默认值(＜0.03＝PINB：指定近区域接触范围（球形区）.当目标单元进入pinball区时，认为它处于近区域接触，pinball区是围绕接触单元接触检测点的圆（二维)或球（三维）。
可以用实常数PINB调整球形区（此方法用于初始穿透大的问题是必要的）PMIN和PMAX：初始容许穿透容差。
这两个参数指定初始穿透范围,ANSYS把整个目标面（连同变形体）移到到由PMIN和PMAX指定的穿透范围内，而使其成为闭合接触的初始状态.初始调整是一个迭代过程，ANSYS最多使用20个迭代步把目标面调整到PMIN和PMAX范围内，如果无法完成，给出警告，可能需要修改几何模型.TAUMAX：接触面的最大等效剪应力.给出这个参数在于,不管接触压力值多大,只要等效剪应力达到最大值TAUMAX，就会发生滑动。
MATRIX27－刚度、阻尼和质量矩阵单元MATRIX27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、阻尼或者质量系数来指定。
本矩阵单元连接2 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 方向的转动。
单元的详细特性可以参考理论手册中的MATRIX27 单元。
其他类似的，但是通用性较差的单元有弹簧－阻尼器（COMBIN14）和质量单元（MASS21）。
MATRIX27单元的输入数据单元的节点位置和坐标系如图27-1（MATRIX27 单元示意图）所示。
该单元由2 个节点和系数矩阵定义。
刚度、阻尼和质量矩阵中的常数可以作为单元的实常数输入。
刚度常数的单位是（力/长度）或（力×长度/弧度）；阻尼常数的单位是（力×时间/长度）或（力×长度×时间/弧度）；质量常数的单位是（力×时间2/长度）或（力×长度×时间2/弧度）。
图27-1 MATRIX27 单元示意图此单元生成的所有矩阵皆是12×12 维的。
自由度排列的顺序为：I 节点的X 方向平动自由度（UX）、Y 方向平动自由度（UY）、Z 方向平动自由度（UZ）、绕X 轴转动的自由度（ROTX）、绕Y 轴转动的自由度（ROTY）、绕Z 轴转动的自由度（ROTZ），然后是J 节点的如上6 个自由度。
如果有一个节点没有使用，则它在矩阵中对应的全部行和列默认为0。
矩阵常数须按照在“MATRIX27 输出数据”中的矩阵元素表来输入。
举一个简单的例子，假如要定义一个仅在节点坐标系的X 方向有刚度K 的弹簧，则应定义关键字KEYOPT(2)= 0 和KEYOPT(3) = 4，同时输入实常数C1 = C58 = K 和C7 = -K。
“MATRIX27 单元输入一览”给出了此单元输入的总结。
ansys动力学与内聚力单元英文回答：ANSYS Dynamics and Cohesive Zone Elements.ANSYS Dynamics is a powerful finite element analysis (FEA) tool that can be used to simulate a wide range of dynamic events, such as impact, vibration, and shock. Cohesive zone elements (CZEs) are a type of finite element that can be used to model the behavior of materials that undergo fracture.CZEs are typically used to model the behavior of materials that are subjected to high levels of stress, such as those found in impact and crash simulations. CZEs can be used to model a variety of different material behaviors, including:Linear elastic.Elastic-plastic.Viscoelastic.Damage.CZEs can be used to model a variety of different fracture mechanisms, including:Mode I (opening)。
Mode II (sliding)。
Mode III (tearing)。
CZEs can be used to accurately predict the behavior of materials that undergo fracture, making them a valuable tool for engineers who are designing structures that are subjected to high levels of stress.中文回答：ANSYS 动力学与内聚力单元。
单元详解——Solid1853维8节点固体结构单元Solid185单元描述solid185单元用于构造三维固体结构.单元通过8个节点来定义,每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度.单元具有超弹性,应力钢化，蠕变,，大变形和大应变能力.还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。
可以查看ANSYS, Inc. Theory Reference了解SOLID185的更多细节，Solid185单元的更高阶单元是186。
图 185.1 Solid185 单元SOLID185输入数据单元的几何和节点的位置见Figure 185.1: "SOLID185 Geometry". 单元由8个节点组成，定义为各向异性材料。
默认的单元坐标系为全局坐标系，可以通过ESYS定义单元坐标系，既而可定义各向异性材料的方向。
关于单元加载的描述见Node and Element Loads，压力可作为面力加载在如Figure 185.1: "SOLID185 Geometry"带圆圈的数字所指的单元面上，正的压力指向单元内部，温度可作为单元体力作用在节点上，节点I 的温度默认为TUNIF 指定的温度，如果其他节点的温度没有指定，默认和I 节点温度相同。
一般情况下，如果没有其他的温度被指定，都默认为TUNIF 指定的温度。
KEYOPT(6) = 1则单元采用混合模式，要了解关于混合模式使用的更多信息，可以访问ANSYS Elements Reference里面的Applications of Mixed u-P Formulations。
你可以通过ISTRESS或ISFILE命令给单元施加初始应力，可以通过ANSYS Basic Analysis Guide里的Initial Stress Loading访问更多的信息。
同样的，你可以设置KEYOPT(10) = 1通过子程序USTRESS来读入初始应力，可以通过ANSYS User Programmable Features了解子程序的更多信息。
Ansys中文帮助-单元详解-BEAM43-D弹性变截面（Tapered）非对称梁BEAM44是一种具有承受拉、压、扭转和弯曲能力的单轴梁。
单元每个节点有6个自由度：x、y、z方向的平移和x、y、z轴向的转动。
这个单元允许具有不对称的端面结构，并且允许端面节点偏离截面形心位置。
如果你并不需要这些特性那么可以选用均质对称的BEAM4单元。
同时也可以选用同类型2D单元（BEAM54）。
对于非线性材料，使用BEAM188和BEAM189来代替BEAM44。
对于剪切变形的作用是可选的。
例外一个可选是可显示在单元坐标系下，力作用单元上。
同时包括应力强化和大变形的特性。
可以查阅《ANSYS理论手册》得到关于本单元更详细的说明。
BEAM44可以使用SECTYPE,SECDATA,SECOFFSET,SECWRITE,and SECREAD命令来建立任何形状的横截面。
但是只有当没有定义实常数时，上面的定义截面的命令才有效。
图44.1BEAM44几何模型BEAM44输入数据单元的几何模型、节点位置和坐标系如图44.1所示。
单元由参考坐标(x',y',z')和偏移量来定位。
这个参考坐标由I、J和K节点或方向角来定义，如图44.1所示。
梁的主轴为单元坐标系(x,y,z)中沿X方向，并经过横截面中心(C.G.)。
单元的X轴的方向是指从I节点（end1）到J节点（end2）。
如果只给了两个节点参数，默认(θ=0°)那单元Y轴的方向自动确定为平行于系统坐标系下的X－Y平面。
有关示例见上图。
当单元坐标的X轴平行于整体坐标系下的Z轴（包括0.01%的偏差在内），单元Y轴的方向是平行于总体坐标系下的Y轴。
用户可以通过给定θ角或定义第三个节点的方法来控制单元的方向。
如果前面的两个参数同时给定时，则以给定第三点的控制为准。
第三点一经给出就意味着定义了一个由I，J，K三点定义的平面且该平面包含了单元坐标的X与Z轴。
Ansys中文帮助-单元详解-COMBIN37 COMBIN37单元描述COMBIN37 是一个单向的单元，该单元在分析中具有打开和关闭的性能。
该单元每个节点只有一个自由度，可以是沿节点坐标方向的平移，绕节点坐标轴的旋转，压力或温度。
COMBIN7描述了具有更多性能的控制单元（6自由度和大变形）。
类似的单向单元（无距离大的控制性能）如COMBIN14，COMBIN39，and COMBIN40.这个单元有很多应用，诸如作为温度功能的控制热流动（自动调温器），作为速度功能的控制阻尼（机械减振器），作为压力功能的控制流阻（减压阀），作为位移功能的控制摩擦（摩擦离合器），等等。
详见ANSYS，Inc.TheoryReference以获得该单元更多的信息。
COMBIN37输入数据单元的几何图形，节点的位置，单元的坐标系如图所示。
该单元有两对节点，分别是活动节点（I，J）和可选的控制节点（K，L）。
活动节点定义了单元的位置。
特定的参数结合控制节点可以确定控制单元是否是结构（开）或不（关），因而，在时间关联或重复分析中可以用来脱离模型区域。
其他的输入值为刚度（STIF），阻尼系数（DAMP），集中节点质量（MASI，MASJ），开/关控制（ONVAL，OFFVAL），单元载荷（AFORCE: positive pulls the nodes together （or pulls into the element）），初始开/关单元状态（状态:为-1如果明确为关，为0如果由开始控制参数确定，if determined from starting value of control parameter，为1如果明确为开），几个非线形常数（C1，C2，C3，C4），以及一个极限滑动力（FSLIDE）。
FSLIDE值代表弹簧力的绝对值，在滑动发生前该值必须要被超过。
如果FSLIDE为0.0，单元的滑动性能被去除，即是假设一个明显的连接。
ansys壳单元解释ANSYS壳单元解释在有限元分析中，壳单元是一种用于模拟薄壳结构的元素。
薄壳结构是指相对于其它维度相比较小的结构，如平板、圆筒、球壳等。
ANSYS壳单元是ANSYS软件中的一种特殊元素，它能够准确、高效地模拟薄壳结构的行为。
壳单元的特点壳单元是一种二维元素，可以通过一个中间面描述一个薄壳结构的行为。
与体单元相比，壳单元具有以下特点：1. 厚度方向自由度：壳单元只需考虑某一中间面的变形，因此它不需要考虑厚度方向的变形。
这样可以减少模型的自由度，提高求解的效率。
2. 轻量级：壳单元通常具有更少的节点和单元数量，这使得模型更加简单、轻量级。
这对于大型工程实例来说非常重要，因为它可以减少计算时间和存储空间。
3. 准确性：ANSYS壳单元采用了不同类型的数学理论和数值方法，例如厚壁板理论、隧状板理论、时域分析、频域分析等，以提供更准确的结果。
常见的壳单元类型ANSYS软件提供了多种类型的壳单元，以满足不同薄壳结构的建模和分析需求。
以下是几种常见的壳单元类型：1. SHELL181：这是ANSYS中最经典的壳单元类型之一，适用于各种类型的薄壳结构。
它具有6个自由度，可以分析静力学问题、动力学问题和稳定性问题。
2. SHELL63：与SHELL181类似，SHELL63可以用于多种薄壳结构的分析。
不同之处在于SHELL63具有更高的计算精度和更好的形函数插值特性。
3. SHELL281：这是一种高级壳单元，可以考虑非线性材料、接触和摩擦等非线性效应。
它适用于复杂的非线性壳结构问题，并具有高度数学可表达性。
壳单元的建模和分析步骤下面是使用ANSYS壳单元进行薄壳结构分析的一般步骤：1. 几何建模：通过绘制几何形状来定义薄壳结构。
可以使用ANSYS软件的绘图工具或导入外部CAD文件。
2. 网格划分：将几何模型划分为小的单元。
可以选择适当的壳单元类型和合适的网格密度，以确保模型的准确度和计算效率。
ansys单元详解LINK1单元描述：LINK1单元可用于不同的工程应用中，依具体的应用，该单元可模拟桁架、链杆及弹簧等。
该二维杆单元每个节点的自由度只考虑某,y两个方向的线位移，是一种可承受单轴拉压的单元。
因为只用于铰接结构，故本单元不能承受弯矩作用。
而LINK8单元是这种单元的三维情况。
LINK1输入总结：节点：I,J自由度：U某,UY实常数AREA–横截面面积ISTRN–初始应变材料属性E某,ALP某,DENS,DAMP面荷载：None体荷载：温度--T(I),T(J)热流量--FL(I),FL(J)特性：塑性蠕变膨胀应力硬化大变形单元生死KEYOPTSNoneLINK10—三维仅受拉或仅受压杆单元LINK10单元说明：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。
使用只受拉选项时，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）。
如果分析的目的时研究单元的运动（没有松弛单元），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或者采用“缓慢动力”技术。
输入数据单元名称：LINK10节点：I，J自由度：U某,UY,UZ（某,Y,Z方向的平动位移）实常数：AREA（横截面面积），ISTRN（初始应变值，如果为负值则为每单位长度间隙）如果ISTRN小于0并且KEYOPT(3)=0，则表面缆最初是松弛的。
如果ISTRN大于0并且KEYOPT(3)=1，表面裂口最初是打开的材料特性：E某（弹模）,ALP某（热膨胀系数）,DENS（密度）,DAMP （对于阻尼域的矩阵乘数K）面载荷：无体载荷：温度--T(I)，T(J)特殊特性：非线性、应力刚化、大变形、单元生死KEYOPT(2)0--表示松弛的缆没有刚度1--松弛的缆纵向运动时有分配了小刚度2--松弛的缆纵向运动并且在垂线方向也有运动（仅在应力刚化时适用）时分配了小刚度KEYOPT(3)0--仅受拉（缆）选项1--仅受压（裂口）选项Link11：单元性质：线性激励有效产品：ＭＰＭＥＳＥＴ＜＞＜＞＜＞＜＞ＰＰＥＤLink11单元说明Link11单元用于模拟液压缸和其他大型回转装置。
ansys2020单元介绍
在ANSYS 2020中，CABLE280是一个新推出的缆索单元，适用于模拟拉
索和电缆等中等至极细的以轴力为主的结构，广泛应用于海洋平台、建筑和机械行业。
CABLE280的特点如下：
1. 几何模型：CABLE280是三维的二次三节点线单元，包括I、J、K、L四
个节点，其中节点L为方位节点，可省略。
每个节点有三个自由度：节点x、y和z方向的平动，即其不受弯矩，只有平移自由度。
2. 材料属性：该单元支持弹性、等向硬化、随动硬化、Chaboche硬化和蠕变等材料属性。
3. 计算性能：CABLE280基于混合位移和轴力(U-F)函数，位移采用二阶近似，轴力采用一阶线性近似。
它支持附加质量、阻尼、抗压刚度折减、粘性正则化和初始状态等特性。
4. 求解问题：当求解高度非线性的静力或动力问题时，需要使用迭代求解（NLGEOM,ON）。
5. 稳定性：CABLE280的横向刚度依赖轴向拉力，因此当单元受到轴向压力时，求解可能变得不稳定。
以上内容仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅ANSYS 2020的官方文
档或咨询相关技术人员。
