引言

结构有限元计算离不开网格划分，而对于ANSYS Workbench下的Mechanical，网格划分是自动的，并且在计算时，根据网格划分的设置，自动转换到对应的单元上。这种方法大大的提高了网格的适应性，目前结构计算常用的单元：

1-MASS21

2-LINK180

3-BEAM188

4-BEAM189

5-SHELL181

6-SHELL281

7-PLANE182

8-PALEN183

9-SOLID185

10-SOLID186

11-SOLID187

1、点单元：MASS21单元在静态解中无任何效应，除非具有加速度或旋转载荷或惯性解除，该单元支持大变形，单元生死和线性摄动分析功能。

在Workbench中，只有使用质量点功能，才使用MASS21单元。

2、线单元：1）Link180, 是三维有限应变杆单元。在工程中有着广泛的应用可以用来模拟桁架，缆索，连杆和弹簧等。

该单元由两个节点组成，每个节点具有沿着节点坐标系的平动自由度。该单元为一阶插值单元，因此在杆上具有相同的应变和应力。像铰结构一样，该单元不能承受弯矩。

在 Workbench中线体，默认是使用梁单元计算，如果要使用杆单元，必须插入命令流才可以实现。

2）BEAM188单元是一个三维梁单元，适合于分析从细长到中等粗/短的梁结构，该单元基于铁摩辛柯梁理论，并考虑了剪切变形的影响。该单元为无约束横截面翘曲和有约束横截面翘曲提供了单元选项。

BEAM188是2节点单元可以采用线性，二次和三次形函数插值，在每个节点处有六个或七个自由度。

 3、平面单元：1）PLANE182用于2维实体结构建模。本单元即可用作平面单元，也可作为轴对称单元。PLANE182单元位移插值为一阶函数，因此单元具有常应变特性。图2-24给出了PLANE182单元几何图，该单元有四个节点，每个节点2个自由度：节点和y方向的平移。本单元支持塑性，超弹性，粘弹性，粘塑性，弹性，应力刚化，大变形，大应变，初始应力，非线性稳定性，人工重画网格，自动选择单元，单元生死和线性摄动分析功能。

2）PLANE183是一个高阶单元，具有二次位移函数，因此为线应变单元。该单元能够很好地适应不规则模型的网格划分，在断裂力学使用该单元模拟裂纹尖端的奇异性。如图2-26所示，该单元有8个节点，每个节点有2个自由度，分别为和 方向的平移。本单元既可用作平面单元，也可用作轴对称单元。可以输入温度作为单元节点处的体载。压力可以做为单元边界上的面载荷输入，正压力指向单元内部。

3）用户只有建立平面模型时，在网格划分时，才会使用平面模型。

然后进行Model中可以根据需要设置平面模型：

-平面应变

-平面应力

-轴对称

4、壳体单元：1）SHELL181单元适合对薄的到具有一定厚度的壳体结构进行分析。该单元使用一次位移插值函数，为低阶单元，具有常应变性能。如图所示，该单元由4结点组成，每个结点具有6个自由度分别是, 平动自由度和绕X,Y,Z轴的转动自由度。如果应用了薄膜选项的话，那该单元则只有移动自由度了。简并三角形选项只在该单元做为充填单元进行网格划分时才会用到。

2）SHELL281单元适合对薄的到具有一定厚度的壳体结构进行分析。该单元使用二次位移插值函数，为高阶等参单元，具有线应变性能，可以模拟复杂曲面模型。如图所示，该单元由8结点组成，每个结点具有6个自由度分别是,和方向的平动自由度和绕X,Y,Z轴的转动自由度。但用户使用只考虑弯曲变形时，该单元只有三个平动自由度。SHELL281单元非常适用于分析线性的，大转动和非线性的大形变。壳体厚度的变化是为了适应非线性分析。

3）在进入DM中，保持默认，即使用三维建模，则建立的面特征，进入Model中，则自动转换为壳，在进行壳体计算中，需要输入厚度。

5、体单元：1）实体单元SOLID185是一个低阶体单元，具有一次位移函数，因此为常应变单元。该单元用于构造三维固体结构。如图所示，该单元具有8个节点，每个节点有2个沿着，和方向平移的自由度。压力可以作为面载荷加载到图中带圆圈的数字所指的单元面上，正的压力指向单元内部，温度可以做为单元体载荷作用在节点上，节点I的温度默认为TUNIF指定的温度，如果其它节点的温度没有指定，程序默认为与I节点相同的温度。

2）实体结构SOLID186单元是一个高阶体单元，具有二次位移函数，因此为线应变等参单元，适合于曲面划分网格。如图所示，该单元使用20个节点来定义，每个节点具有2个沿着，和方向平移自由度。可以使用该单元模拟三维裂纹尖端应力的奇异性。可以使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。压力作为面载荷加载在如图所示的带圆圈的数字所指的单元面上，正的压力指向单元内部。温度可做为单元体力作用在节点上。用户可以使用ESYS命令定义材料的方向和应力应变输出的方向，使用RSYS命令来选项输出结果所在的坐标系。对于模拟超弹材料，应力应变只能输出在全局坐标系。