ANSYS讲义

ANSYS软件中常用的单元类型

一、单元

（1）link(杆)系列：

link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一个单元。

link10用来模拟拉索，注意要加初应变，一根索可多分单元。

link180是link10的加强版，一般用来模拟拉索。

（2）beam(梁)系列：

beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元，用来模拟框架中的梁柱，画弯据图用etab

读入smisc数据然后用plls命令。注意：虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确

的弯矩图，但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手

工在实常数中输入Iyy和Izz，注意方向。

beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件，可用"/eshape,1"显示单元形状。

beam188和beam189号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多优点：考虑剪切

变形的影响，截面可设置多种材料，可用"/eshape,1"显示形状，截面惯性矩不用自己计算而

只需输入截面特征，可以考虑扭转效应，可以变截面（8.0以后），可以方便地把两个单元连

接处变成铰接（8.0以后，用ENDRELEASE命令）。缺点是：8.0版本之前beam188用的是

一次形函数，其精度远低于beam4等单元，一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置

“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数，解决了这个问题。可见188单元已经很完善，建议使用。

beam189与beam188的区别是有3个结点，8.0版之前比beam188精度高，但因此建模较麻

烦，8.0版之后已无优势。

(3)shell(板壳)系列

shell41一般用来模拟膜。

shell63可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。它的塑性版本是shell43。加强版是

shell181（注意18*系列单元都是ansys后开发的单元，考虑了以前单元的优点和缺陷，因而

更完善），优点是：能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好，偏置

ANSYS软件中常用的单元类型

一、单元

（1）link(杆)系列：

link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一个单元。

link10用来模拟拉索，注意要加初应变，一根索可多分单元。

link180是link10的加强版，一般用来模拟拉索。

（2）beam(梁)系列：

beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元，用来模拟框架中的梁柱，画弯据图用etab

读入smisc数据然后用plls命令。注意：虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确

的弯矩图，但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手

工在实常数中输入Iyy和Izz，注意方向。

beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件，可用"/eshape,1"显示单元形状。

beam188和beam189号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多优点：考虑剪切

变形的影响，截面可设置多种材料，可用"/eshape,1"显示形状，截面惯性矩不用自己计算而

只需输入截面特征，可以考虑扭转效应，可以变截面（8.0以后），可以方便地把两个单元连

接处变成铰接（8.0以后，用ENDRELEASE命令）。缺点是：8.0版本之前beam188用的是

一次形函数，其精度远低于beam4等单元，一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置

“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数，解决了这个问题。可见188单元已经很完善，建议使用。

beam189与beam188的区别是有3个结点，8.0版之前比beam188精度高，但因此建模较麻

烦，8.0版之后已无优势。

(3)shell(板壳)系列

shell41一般用来模拟膜。

shell63可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。它的塑性版本是shell43。加强版是

shell181（注意18*系列单元都是ansys后开发的单元，考虑了以前单元的优点和缺陷，因而

更完善），优点是：能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好，偏置

LINK1可承受单轴拉压的单元，不能承受弯矩作用

PLANE22维6节点三角形实体结构单元，可用作平面单元 (平面应力或平面应

变)，也可以用作轴对称单元

Beam3可承受拉、压、弯作用的单轴单元，每个节点有三个自由度，即沿x,y

方向的线位移及绕Z轴的角位移

Beam4 承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元，每个节点上有六个自由度：

x、y、z三个方向的线位移和绕x,y,z三个轴的角位移

SOLID5三维耦合场体单元，8个节点，每个节点最多有6个自由度

LINK8三维杆（或桁架）单元，用来模拟：桁架、缆索、连杆、弹簧等等，是

杆轴方向的拉压单元，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向

的平动

PLANE132 维耦合场实体单元，有 4 个节点，每个节点最多有 4 个自由度

PLANE254 节点轴对称谐波结构单元，用于承受非轴对称载荷2 维轴对称结

构的建模

LINK32二维热传导杆单元，应用在二维（板或轴对称）稳态或瞬态热分析

PLANE352 维 6 节点三角形热实体单元，用作平面单元或轴对称单元

PLANE422 维实体结构单元，作平面单元 (平面应力或平面应变)，也可以

用作轴对称单元。本单元有 4 个节点，每个节点有 2 个自由度，分别为 x 和

y 方向的平移

Shell43 4 节点塑性大应变单元，适合模拟线性、弯曲及适当厚度的壳体结

构。单元中每个节点具有六个自由度：沿x、y和z 方向的平动自由度以及绕

x、y和z 轴的转动自由度

PLANE532 维 8 节点磁实体单元，用于 2 维 (平面和轴对称) 磁场问题的

建模

PLANE552 维 4 节点热实体单元，作为平面单元或轴对称环单元，用于 2

维热传导分析。本单元有 4 个节点，每个节点只有一个自由度 – 温度

Shell63弹性壳单元，具有弯曲能力和又具有膜力，可以承受平面内荷载和

法向荷载。本单元每个节点具有6个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向的平

动和沿节点坐标系X、Y、Z轴的转动

ANＳYS中单元类型介绍与单元得选择原则

ANSYS中单元类型得选择

初学AＮＳＹS得人,通常会被ANSYＳ所提供得众多纷繁复杂得单元类型弄花了眼,如何选择正确得单元类型,也就是新手学习时很头疼得问题。

类型得选择,跟您要解决得问题本身密切相关。在选择单元类型前,首先您要对问题本身有非常明确得认识,然后,对于每一种单元类型,每个节点有多少个自由度,它包含哪些特性,能够在哪些条件下使用,在AＮSYS得帮助文档中都有非常详细得描述,要结合自己得问题,对照帮助文档里面得单元描述来选择恰当得单元类型。

1。该选杆单元(Liｎk)还就是梁单元(Beaｍ)？

这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向得拉力或者压力,杆单元不能承受弯矩,这就是杆单元得基本特点。

梁单元则既可以承受拉,压,还可以承受弯矩。如果您得结构中要承受弯矩,肯定不能选杆单元。

对于梁单元,常用得有beａｍ3,ｂeam4,bｅａm１88这三种,她们得区别在于:

1)、ｂeａm3就是2D得梁单元,只能解决2维得问题。

2)、beam4就是3D得梁单元,可以解决3维得空间梁问题。

3)、beam1８８就是3D梁单元,可以根据需要自定义梁得截面形状。(常规就是6个自由度,比如就是用于桁架等框架结构,如鸟巢,飞机场得架构)

2。对于薄壁结构,就是选实体单元还就是壳单元？

对于薄壁结构,最好就是选用shelｌ单元,ｓhｅlｌ单元可以减少计算量,如果您非要用实体单元,也就是可以得,但就是这样计算量就大大增加了。而且,如果选实体单元,薄壁结构承受弯矩得时候,如果在厚度方向得单元层数太少,有时候计算结果误差比较大,反而不如sｈell单元计算准确。

实际工程中常用得sheｌl单元有ｓhell6３,ｓheｌｌ93。sheｌl63就是四节点得ｓhelｌ单元(可以退化为三角形),shelｌ93就是带中间节点得四边形sｈｅｌl单元(可以退化为三角形),sｈelｌ9３单元由于带有中间节点,计算精度比ｓhell６３更高,但就是由于节点数目比sｈelｌ6３多,计算量会增大。对于一般得问题,选用shｅll6３就足够了。