线性四面体单元是具有 4 个节点的恒定应力单元，或者是具有 10 个节点的线性应力单元。这些单元在三维空间中构建，且每个节点三个自由度，分别为 X、Y 和 Z 方向上的平动自由度。10 节点单元是等参单元，并在节点处计算应力。您可应用以下基于单元的载荷：
- 单元面上的均匀压力或静水压力。
- 由温度定义的节点处的热梯度。
- 三个方向上的均匀惯性载荷。
图 1：10 节点四面体单元
确定四面体的表面编号
将载荷应用到四面体部件的表面编号时，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。在手动构建的模型中以及经更改后部件不再与 CAD 部件关联的 CAD 部件上，构成某个面的三条直线中的任意两条直线共有的表面编号将决定该面的表面编号。
根据定义，四面体单元不能有旋转自由度 (DOF)，即便在应用边界条件时已释放这些 DOF 也是如此。您可以根据需要应用平动自由度。
何时使用四面体单元
- 首选沿部件厚度的应力结果。
- 模型只应用了力，而未应用力矩。（四面体没有旋转自由度。）有关将力矩应用于四面体单元的建议，请参见疑难解答：接触示例页面。
- 模型应用了静水压力或压力载荷。
四面体单元参数
如果要此部件中的四面体单元激活中节点，请在“中节点”下拉菜单中选择“包括”选项。选择此选项后，四面体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。）这会将四节点四面体单元更改为十节点四面体单元。带有中节点的单元有助于更精确地计算梯度。这尤其适用于使用几个单元（横跨弯曲平面）来尝试对弯曲性能进行建模的情况。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。
“模型设置”“参数”对话框下。（在“分析参数”下的位置因分析类型而异。） 接下来，在“积分阶次”下拉菜单中选择将对此部件中的四面体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。
如果要对此部件执行热应力分析，请在“无应力参考温度”字段中指定此部件中的单元未产生热感应应力时测量得到的温度。使用在节点数据行上指定的平均温度，可计算基于单元、且与热增长约束关联的载荷。参考温度用于计算温度变化。热载荷可用于实现其他类型的构件载荷。对于这些情况，请使用等效温度变化 (dT)。
使用四面体单元的注意事项
- 确保已定义单位制。
- 确保模型使用结构分析类型。
- 对于要成为四面体单元的部件，请在其“单元类型”标题上单击鼠标右键。
- 选择“四面体”命令。
- 在“单元定义”标题上单击鼠标右键。
- 选择“编辑单元定义”命令。
- 若要在此部件中使用中节点，请在“中节点”下拉菜单中选择“包括”选项。
- 如果要执行热应力分析，请在“无应力参考温度”字段中输入温度。此值与指定温度之差将用于计算应力。