Ansys中文幫助-單元詳解-PLANE2

單元詳解—PLANE2單元性質(zhì)：2維6節(jié)點(diǎn)三角形實(shí)體結(jié)構(gòu)單元有效產(chǎn)品：MPMEST<><>PR<><><>PPEDPLANE2單元說(shuō)明PLANE2是一個(gè)6節(jié)點(diǎn)三角形單元，與8節(jié)點(diǎn)的PLANE82單元兼容。本單元具有一個(gè)二次的位移函數(shù)，可以較好地適應(yīng)不規(guī)則的模型網(wǎng)格(比如由不同的CAD/CAM系統(tǒng)所產(chǎn)生的模型)。本單元有6個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有2個(gè)自由度，分別為x和y方向的平移，既可用作平面單元(平面應(yīng)力或平面應(yīng)變)，也可以用作軸對(duì)稱單元。本單元具有塑性、蠕變、輻射膨脹、應(yīng)力剛度、大變形以及大應(yīng)變的能力。關(guān)于本單元的更多細(xì)節(jié)見(jiàn)ANSYS公司理論手冊(cè)中的PLANE2。圖2.1PLANE2單元幾何PLANE2輸入數(shù)據(jù)在圖2.1:"PLANE2單元幾何"中給出了PLANE2單元的幾何形狀，節(jié)點(diǎn)位置和坐標(biāo)系。除了節(jié)點(diǎn)外。單元輸入數(shù)據(jù)還包括一個(gè)厚度(僅當(dāng)KEYOPT(3)=3時(shí))以及正交異性材料特性。正交異性材料的方向與單元坐標(biāo)系方向一致，單元坐標(biāo)系的方向在"坐標(biāo)系"中說(shuō)明。單元載荷在"節(jié)點(diǎn)和單元載荷"中說(shuō)明。壓力可以作為單元邊界上的面載荷輸入，如圖2.1:"PLANE2單元幾何"中帶圓圈數(shù)字所示。正壓力指向單元內(nèi)部。可以輸入溫度和流量作為單元節(jié)點(diǎn)處的體載荷。節(jié)點(diǎn)I處的溫度T(I)默認(rèn)為TUNIF。如果不給出其它節(jié)點(diǎn)處的溫度，則默認(rèn)等于T(I)。如果給出了所有角節(jié)點(diǎn)的溫度，各中間節(jié)點(diǎn)的溫度默認(rèn)為其相鄰角節(jié)點(diǎn)溫度的平均值。對(duì)于任何其它的輸入方式，未給定的溫度默認(rèn)為TUNIF。對(duì)于流量的輸入與此類似，只是默認(rèn)值用零代替了TUNIF。對(duì)平面問(wèn)題，除了KEYOPT(3)=3的情況外，本單元如有節(jié)點(diǎn)力，應(yīng)輸入每單位厚度的力值；對(duì)軸對(duì)稱問(wèn)題應(yīng)輸入整個(gè)圓周(360°)的力值。通過(guò)ISTRESS或ISFILE命令可以對(duì)本單元施加初始應(yīng)力。進(jìn)一步的信息見(jiàn)"ANSYS基本分析指南"中的初始應(yīng)力載荷。另外，將KEYOPT(9)設(shè)置為1，可以通過(guò)用戶子程序USTRESS來(lái)讀取初始應(yīng)力。關(guān)于用戶子程序的細(xì)節(jié)見(jiàn)"ANSYS用戶程序特性指南"。在進(jìn)行幾何非線性分析時(shí)，可以使用SOLCONTROL,,,INCP命令來(lái)包含壓力的影響。在線性特征值屈曲分析中自動(dòng)包括壓力載荷剛度效應(yīng)。如果需要非對(duì)稱的壓力載荷剛度效應(yīng)矩陣，使用NROPT,UNSYM命令。在"PLANE2輸入?yún)R總"中給出了本單元輸入數(shù)據(jù)的一個(gè)匯總。在"單元輸入"中給出了本單元輸入數(shù)據(jù)的一般說(shuō)明。對(duì)于軸對(duì)稱問(wèn)題，見(jiàn)"軸對(duì)稱單元"。PLANE2輸入?yún)R總節(jié)點(diǎn)：I,J,K,L,M,N自由度UX,UY實(shí)常數(shù)如果KEYOPT(3)=0,1,或2-無(wú)如果KEYOPT(3)=3-輸入厚度THK材料特性EX,EY,EZ,PRXY,PRYZ,PRXZ(或NUXY,NUYZ,NUXZ),ALPX,ALPY,ALPZ(或CTEX,CTEY,CTEZ或THSX,THSY,THSZ),DENS,GXY,DAMP面載荷壓力-邊1(J-I),邊2(K-J),邊3(L-K)體載荷溫度--T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N)流量--FL(I),FL(J),FL(K),FL(L),FL(M),FL(N)特定求解能力塑性、蠕變、輻射膨脹、應(yīng)力剛度、大變形、大應(yīng)變、生死單元、自適應(yīng)下降、初應(yīng)力輸入關(guān)鍵選項(xiàng)KEYOPT(3)–單元行為:0-平面應(yīng)力1-軸對(duì)稱2-平面應(yīng)變(Z向應(yīng)變=0.0)3-帶有厚度輸入的平面應(yīng)力KEYOPT(5)-額外應(yīng)力輸出0-輸出基本單元解1-輸出積分點(diǎn)應(yīng)力2-輸出節(jié)點(diǎn)應(yīng)力KEYOPT(6)-額外表面結(jié)果輸出0-輸出基本單元解3-同時(shí)輸出各積分點(diǎn)處的非線性結(jié)果4-對(duì)有非零壓力的各邊輸出表面結(jié)果KEYOPT(9)-初應(yīng)力子程序選項(xiàng)(只有直接輸入KEYOPT命令才可用)0-不使用用戶子程序提供初應(yīng)力(默認(rèn))1-從用戶子程序USTRESS讀入初應(yīng)力數(shù)據(jù)(如何寫用戶子程序見(jiàn)ANSYS用戶程序特性指南)PLANE2輸出數(shù)據(jù)與單元有關(guān)的結(jié)果輸出有兩種形式：·包括在整個(gè)節(jié)點(diǎn)解中的節(jié)點(diǎn)位移?！じ郊拥膯卧敵?，見(jiàn)表2.1"PLANE2單元輸出定義"。在圖2.2"PLANE2應(yīng)力輸出"中顯示了幾個(gè)輸出項(xiàng)。單元應(yīng)力的方向平行于單元坐標(biāo)系。對(duì)于單元中任意具有非零壓力的邊，可以輸出表面應(yīng)力；表面應(yīng)力定義為平行或垂直于邊界線，例如IJ邊的表面應(yīng)力定義為平行和垂直IJ線，對(duì)于平面問(wèn)題沿Z軸方向，對(duì)于軸對(duì)稱問(wèn)題沿環(huán)向。在"結(jié)果輸出"中給出了對(duì)于結(jié)果輸出的一般說(shuō)明。查看的方法見(jiàn)"ANSYS基本分析指南"。圖2.2PLANE2應(yīng)力輸出單元輸出定義表使用如下標(biāo)記:在名稱列中的冒號(hào)(：)表示該項(xiàng)可以用分量名方法[ETABLE,ESOL]處理；O列表示該項(xiàng)可用于Jobname.OUT文件；R列表示該項(xiàng)可用于結(jié)果文件。無(wú)論O列或R列，Y表示該項(xiàng)總是可用的，數(shù)字表示表的一個(gè)注解,其中說(shuō)明了使用該項(xiàng)的條件；而減號(hào)"-"表示該項(xiàng)不可用。表2.1PLANE2單元輸出定義名稱定義OREL單元號(hào)YYNODES單元角節(jié)點(diǎn)(I,J和K)YYMAT單元材料號(hào)YYTHICK單元平均厚度YYVOLU:單元體積YYXC,YC結(jié)果輸出點(diǎn)位置Y3PRES壓力，P1在節(jié)點(diǎn)J,I；P2在K,J；P3在L,KYYTEMP溫度T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N)YYFLUEN流量FL(I),FL(J),FL(K),FL(L),FL(M),FL(N)YYS:X,Y,Z,XY應(yīng)力(對(duì)平面應(yīng)力單元SZ=0.0)YYS:1,2,3主應(yīng)力Y-S:INT應(yīng)力強(qiáng)度Y-S:EQV當(dāng)量應(yīng)力YYEPEL:X,Y,Z,XY單元的彈性應(yīng)變YYEPEL:1,2,3單元的彈性主應(yīng)變Y-EPEL:EQV單元的當(dāng)量彈性應(yīng)變[4]-YEPTH:X,Y,Z,XY單元的平均熱應(yīng)變YYEPTH:EQV單元的當(dāng)量熱應(yīng)變[4]-YEPPL:X,Y,Z,XY單元的塑性應(yīng)變22EPPL:EQV單元的當(dāng)量塑性應(yīng)變[4]-2EPCR:X,Y,Z,XY單元的蠕變應(yīng)變22EPCR:EQV單元的當(dāng)量蠕變應(yīng)變[4]-2EPSW單元的輻射膨脹應(yīng)變22NL:EPEQ節(jié)點(diǎn)的當(dāng)量塑性應(yīng)變22NL:SRAT節(jié)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力與屈服面應(yīng)力之比22NL:SEPL節(jié)點(diǎn)在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的當(dāng)量應(yīng)力22NL:HPRES節(jié)點(diǎn)靜水壓力-2FACE側(cè)邊標(biāo)號(hào)11EPEL(PAR,PER,Z)側(cè)邊彈性應(yīng)變(平行,垂直,Z向或環(huán)向)11TEMP側(cè)邊平均溫度11S(PAR,PER,Z)側(cè)邊應(yīng)力(平行,垂直,Z向或環(huán)向)11SINT側(cè)邊應(yīng)力強(qiáng)度11SEQV側(cè)邊當(dāng)量應(yīng)力11LOCI:X,Y,Z積分點(diǎn)位置-Y注解:1表面解輸出(如果KEYOPT(6)=4且對(duì)于非零壓力邊界)。2非線性結(jié)果,只有在單元為非線性材料特性時(shí)才輸出。3僅用作*GET命令的輸出項(xiàng)，給出單元中心處結(jié)果。4當(dāng)量應(yīng)變使用有效泊松比：對(duì)于彈性和熱問(wèn)題，該值由用戶給出(MP,PRXY命令)；對(duì)于塑性和蠕變問(wèn)題，該值設(shè)為0.5。表2.2PLANE2其它單元輸出說(shuō)明輸出項(xiàng)名稱OR積分點(diǎn)非線性結(jié)果EPPL,EPEQ,SRAT,SEPL,HPRES,EPCR,EPSW1-積分點(diǎn)應(yīng)力LOCATION,TEMP,SINT,SEQV,EPEL,S2-節(jié)點(diǎn)應(yīng)力LOCATION,TEMP,S,SINT,SEQV3-注解1當(dāng)單元材料為非線性且KEYOPT(6)=3時(shí)在各積分點(diǎn)處輸出；2當(dāng)KEYOPT(5)=1時(shí)在各積分點(diǎn)處輸出；3當(dāng)KEYOPT(5)=2時(shí)在各角點(diǎn)處輸出；表2.3:"PLANE2輸出項(xiàng)和序列號(hào)"列出了可以通過(guò)ETABLE命令,采用序列號(hào)方法輸出的內(nèi)容列表。更多信息見(jiàn)"ANSYS基本分析指南"中關(guān)于一般后處理(POST1)部分和本手冊(cè)中關(guān)于"輸出項(xiàng)和序列號(hào)表"部分。在表2.3:"PLANE2輸出項(xiàng)和序列號(hào)"中使用以下標(biāo)記：NAME與表2.1:"PLANE2單元輸出定義"中相同定義的輸出量；ITEM用于ETABLE命令的預(yù)先定義的輸出項(xiàng)；E對(duì)于單值或常數(shù)型單元數(shù)據(jù)的序列號(hào)；I,J,K,L,M,N節(jié)點(diǎn)I,J,K,L,M,N處數(shù)據(jù)的序列號(hào)；表2.3PLANE2輸出項(xiàng)和序列號(hào)輸出量名稱ETABLE和ESOL命令輸入ItemEIJKLMNP1SMISC-21----P2SMISC--43---P3SMISC-5-6---使用ETABLE命令的表面解的輸出項(xiàng)和序列號(hào)見(jiàn)本手冊(cè)中的表面解。PLANE2假設(shè)和限制·單元的面積必須大于零?！?duì)軸對(duì)稱分析，PLANE2單元必須位于總體坐標(biāo)的X-Y平面中，Y軸必須是對(duì)稱軸，如圖2.1"PLANE2單元幾何"所示；軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)建模必須滿足X≥0?！h除一條邊上的中間節(jié)點(diǎn)，則意味著沿該邊的位移變化為線性的，而不再是拋物線的。關(guān)于使用有中間節(jié)點(diǎn)的