节点和单元

节点是空间中定义自由度 (DOF) 的坐标位置。此点的自由度表示在结构载荷的作用下此点可能发生的移动。自由度还表示从一个单元传递到下一单元的力和力矩。将在节点处给出有限元分析的结果(变形和应力)。

在现实世界中,点可朝着六个不同的方向移动:X、Y 和 Z 轴方向的平动和围绕 X、Y 和 Z 轴的转动。在有限元分析中,出于各种原因可以在计算得出的运动中限制节点。例如,不需要计算二维单元的平面外平动。如果单元的节点可以朝平面外移动,则它不是二维单元。

节点的自由度与力的类型有关,约束将通过节点传递到单元。轴向力或剪切力相当于平动自由度。力矩相当于转动自由度。因此,若要传递围绕特定轴的力矩,节点必须具有围绕该轴的转动自由度。如果节点没有转动自由度,则向该节点应用力矩对分析没有影响。这将影响两个部件的连接方式。可能需要其他建模才能确保部件之间的连接不会产生枢纽。有关示例,请参见疑难解答:接触示例页面。

同样,如果节点不具有传递力矩的能力,则使用转动边界条件将无法约束该节点。在块体单元的节点上放置 Tx Ty Tz Rx Ry Rz 边界条件相当于应用 Tx Ty Tz 边界条件,块体单元节点不会计算转动。

单元是有限元分析的基本构建块。分析的单元类型取决于要建模的对象类型和要执行的分析类型。

单元是一种定义一个节点的自由度与下一节点的自由度之间关联的数学关系。这些单元可以是直线(桁架或梁)、面积(二维或三维板和膜)或实体(块体和四面体)。它还与变形创建应力的方式有关。