三维运动单元

三维运动单元不会发生应变,因此不会出现应力。否则,这些单元类似于块体单元。它们可以具有质量,其节点和/或面上可以应用载荷,而且还可以运动。与柔性块体单元相比,它们的优势在于:几乎不会影响整体刚度矩阵的尺寸。

三维运动单元可以具有多种几何形式:块体(8 个角节点,6 个四边形面)、楔形体(6 个角节点,3 个四边形面,2 个三角形面)、锥体(5 个角节点,1 个四边形面,4 个三角形面)和四面体(4 个角节点,4 个三角形面)。尽管很少需要中节点,但如果这些单元与具有中节点的块体或三维水力单元共享边界,则中节点可能非常有用。这样一来,可以避免这些边界上出现自由节点。

确定三维运动单元的表面编号

将载荷应用到运动部件的表面编号时,请注意,某些模型可能不会使面上的所有直线都加载到同一表面编号上。此时会发生什么情况?如果模型源自 CAD 实体模型,则无论直线的表面编号如何,与 CAD 模型表面重合的所有面都将接收载荷。在手动构建的模型和经过更改以使该部件不再与 CAD 部件关联的 CAD 部件中,定义一个面的四条直线(四节点区域)中的任意三条或三条直线(三节点区域)中的两条所共有的表面编号将确定该面的表面编号。

高级三维运动单元参数

“高级”选项卡的“分析公式”下拉框中,选择要用于三维运动单元的公式方法。“仅材料非线性”选项将忽略阻尼和振动效应。“完全拉格朗日”选项中的所有静态变量和运动变量均参考模型的初始未变形配置。“更新拉格朗日”中的所有静态变量和运动变量均参考模型的最后计算配置。

接下来,在“积分阶次”下拉框中选择将对此部件中的三维运动单元使用的积分阶次。对于矩形单元,请选择“2 阶”选项。对于中度扭曲的单元,请选择“3 阶”选项。对于极度扭曲的单元,请选择“4 阶”选项。单元刚度公式的计算时间将以积分阶次的三次方增加。因此,为缩短处理时间,应使用将生成可接受结果的最低积分阶次。

若要使此部件中的三维运动单元激活中节点,请在“中节点”下拉框中选择“包括”选项。选择此选项后,三维运动单元将在每条边的中点处定义更多节点。(对于 CAD 实体模型的网格,中节点将遵循 CAD 表面的原始曲率,具体取决于创建网格之前选择的选项。对于手动构建的模型和已更改的 CAD 模型网格,中节点位于角节点之间的中点。)这会将 8 节点三维运动单元更改为 20 节点三维运动单元。带有中节点的单元有助于更精确地计算梯度。但是,带有中节点的单元会增加处理时间。若网格足够小,则中节点无法显著提高精确度。