二维运动单元

二维运动单元可以是等参四边形或三角形单元。四边形单元有 4 个节点或 8 个节点(如果中节点包括在内)。三角形单元有 3 个节点或 6 个节点(如果中节点包括在内)。尽管很少需要中节点,但如果这些单元与具有中节点的二维或二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。

这些单元不会发生应变,因此不会出现应力。否则,这些单元类似于二维单元。它们可以具有质量,其节点和面上可以应用载荷,而且还可以运动。与二维单元相比,它们的优势在于:几乎不会影响整体刚度矩阵的尺寸。

这些单元被限制在全局 YZ 平面中。

二维运动单元参数

使用二维单元时,必须在“单元定义”对话框的“厚度”字段中定义部件的厚度。

提示: 输入的平面几何体厚度还将用于“结果”环境中的三维可视化。(请参见浏览器函数页面。)

高级二维运动单元参数

接下来,在“积分阶次”下拉框中选择将对此部件中的二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。

若要使此部件中的二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,二维运动单元将在每条边的中点处定义更多节点。这会将 4 节点二维运动单元更改为 8 节点二维运动单元。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。

如果激活“允许重叠单元”复选框,则直线解码成单元时允许创建重叠单元。对单元进行建模时,可能必须重叠单元。这对那些局限于平面运动的问题尤其如此。

使用二维运动单元的基本步骤

  1. 确保已定义单位制。
  2. 确保模型使用非线性分析类型。
  3. 对于要成为二维运动单元的部件,请在其“单元类型”标题上单击鼠标右键。
    提示: 可用于将三维模型转换为二维模型的命令包括:“绘制” “图案”“重新定位和缩放”“绘制”“图案”“转动或复制”“绘制” “修改”“投影到平面”。例如,您可能会无意中在 XY 平面中创建网格。您可以使用“重新定位和缩放”或“转动”命令将网格转动到 YZ 平面。由于舍入,某些节点的 X 坐标值可能较小,从而防止将单元类型设置为“二维”。在这种情况下,请使用“投影到平面”将节点精确捕捉到 YZ 平面。
  4. 选择“二维运动”命令。
  5. “单元定义”标题上单击鼠标右键。
  6. 选择“编辑单元定义”命令。
  7. “常规”选项卡的“厚度”字段中,指定二维运动单元的厚度。
  8. “确定”按钮。