Ansys中文帮助-单元详解-COMBIN14

Ansys中文帮助-单元详解-COMBIN14

COMBIN14

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COMBIN14

弹簧-阻尼器Spring-Damper MP ME ST <> <> PR <> <> <> PP ED

COMBIN14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。

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(cv)1 和 (cv)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：

Fx = - cvdux/dt or Tθ = - cvd θ/dt

这里 cv 是阻尼系数，由cv = (cv)1 + (cv)2v式确定。

v 是上一子步计算得到的速度。第二个阻尼系数 (cv)2 是用于某些液态环境下产生非线性阻尼效果。假如 (cv)2 是输入 (就像实常数 CV2), KEYOPT(1) 必须设成1.

KEYOPT(2) = 1 ~ 6 用来设置成一维单元。使用这些选项，单元工作于节点坐标系统（参阅“操作节点坐标系统的单元”）。KEYOPT(2) = 7 和8 选项允许单元

用于热分析或压力分析。

单元输入概要参阅\"COMBIN14 输入概要\". 全面的单元描述参阅“单元输入”

COMBIN14 输入概要

节点 I, J 自由度

UX, UY, UZ 假如 KEYOPT (3) = 0 ROTX, ROTY, ROTZ假如KEYOPT (3) = 1

UX, UY假如KEYOPT (3) = 2 假如KEYOPT(2) > 0 见下文

实常数

K – 弹簧常数 CV1 – 阻尼系数

CV2 -阻尼系数(KEYOPT(1) 须置成 1) 材料属性 DAMP 表面载荷 None 体载荷 None 特殊特性

非线性 (假如 CV2 不是0)

应力刚化

大变形 生与死

KEYOPT(1) 求解类型: 0 -- 线性解 (缺省) 1 --

非线性解 (需要，假如 CV2 不为0) KEYOPT(2)

1维时的自由度选择: 0 --

使用 KEYOPT(3) 选项 1 --

1维轴向弹簧-阻尼器 (UX 自由度) 2 --

1维轴向弹簧-阻尼器 (UY 自由度) 3 --

1维轴向弹簧-阻尼器 (UZ 自由度) 4 --

1维扭转弹簧-阻尼器 (ROTX 自由度) 5 --

1维扭转弹簧-阻尼器 (ROTY 自由度) 6 --

1维扭转弹簧-阻尼器 (ROTZ 自由度) 7 --

压力自由度单元 8 --

温度自由度单元

注：

KEYOPT(2) 覆盖 KEYOPT(3) KEYOPT(3)

2维和3维时的自由度选择: 0 --

3维轴向弹簧-阻尼器 1 --

3维扭转弹簧-阻尼器 2 --

2维轴向弹簧-阻尼器 (2维单元必须位于 X-Y 面内)

COMBIN14 输出数据

与单元相关的求解输出有两种形式:

• 节点位移包括在所有节点解中 • 其他的单元输出见于

Table 14.1: \"COMBIN14 单元输出定义\".

某些条款叙述于 Figure 14.2: \"COMBIN14 应力输出\". 一般性的求解输出描述见于求解输出. 关于察看结果的方法参阅 ANSYS 基本分析指南 。

COMBIN14应力输出

单元输出定义表使用如下标记:

“名字”栏下的冒号 (:) 表示可以用“组件名字”方法[ETABLE, ESOL]访问该

项目。O 栏表示是否在文件Jobname.OUT 中存在。R 栏表示在结果文件中是否存在.

在 O 或R 栏中, Y 表示该项目存在，一个数字表示该项目有条件存在，需要参阅该数字相应的脚注, a 表示该项目不存在。

COMBIN14 单元输出定义

Name EL NODES XC, YC, ZC FORC 或 TORQ STRETCH或TWIST RATE VELOCITY Definition 单元号 节点 - I, J 输出结果的位置 弹簧力或弯矩 弹簧的升长或弹簧的扭曲（弧度） 弹簧常数 速度 O R Y Y Y Y Y 1Y Y Y Y Y Y - Y DAMPING FORCE或 阻尼力或弯矩 (为0除非 ANTYPE,TRANS 并且阻Y Y TORQUE 尼出现) 1. 作为 *GET 条目在质心处存在

Table 14.2: \"COMBIN14 条目和序列号\" 列出了通过ETABLE 命令使用“序列号”方法所有的输出项。 参阅本手册中ANSYS 基本分析指南中的通用后处理器 (POST1) 和条目和序列号表 以获更多信息。以下标记用于 Table 14.2: \"COMBIN14 条目和序列号\":

名字

Table 14.1: \"COMBIN14 单元输出定义\" 中所定义的输出量 条目

为ETABLE 命令预定义的条目标签 E

单值或常数单元数据的系列号

COMBIN14 条目和系列号

输出量名字 FORC STRETCH VELOCITY

ETABLE 和 ESOL 命令输入 条目 SMISC NMISC NMISC E 1 1 2

输出量名字 DAMPING FORCE ETABLE 和 ESOL 命令输入 条目 NMISC E 3 COMBIN14 假设与

• 假如

KEYOPT(2) 为0, 弹簧-阻尼器的长度必须不是0，亦即，节点I 和

J不应该重合, 因为节点位置决定了弹簧的方向.

• 轴向弹簧刚度只作用沿其长度方向.

扭转弹簧单元刚度就像扭转棒，

作用于绕其长度方向

• 单元只允许在弹簧中有单一应力.

• 在热分析中，温度或压力自由度具有与位移相比拟的作用 • 只有

KEYOPT(2) = 0 选项支持应力刚化或大变形。并且，假如

KEYOPT(3) = 1 (扭转) 用于大变形，所有坐标将不能被更新。

• 弹簧或阻尼特性可以分别用• 假如

K 或CV置0来去除

CV2 不是0，单元是非线性的，需要迭代 (KEYOPT(1) = 1).

以下只适用于KEYOPT(2) 大于0时.

• 假如

KEYOPT(2) 大于0, 单元只有1个自由度. 这个自由度由节点坐

标系确定，两个节点相同。（参阅在节点坐标系中操作的单元). 假如节点坐标系相对于彼此而旋转，同一自由度也许在不同的方向上（可能导致无法预测的结果）。然而，单元只是单方向作用的。节点 I和J于是就可以在任意位置（最好同一）。

• 对于非同一节点和

KEYOPT(2) = 1, 2, 或 3, 就没有扭转效果。就是说，

如果节点偏离了作用线，弯矩平衡无法满足。

• 单元的正向定义于节点

J相对于I移动使弹簧拉升。假如在给定条件

下，节点I和J互换，节点J相对于I的正向位移趋于压缩弹簧。

COMBIN14 产品

使用下述产品，单元除了受制于前述外，还有下述. ANSYS Professional （专业版）.

Structural Analysis （结构分析）:

• 没有阻尼; CV1

， CV2 不能用.

• 只允许应力刚化和大变形. • KEYOPT(2) = 7 • DAMP

或 8 不允许.

材料特性不能用.

ANSYS Professional（专业版）. Thermal Analysis（热分析）:

• KEYOPT(2) • KEYOPT(3)

缺省为 8. 不适用.