1、Solid186 3維20節(jié)點(diǎn)固體結(jié)構(gòu)單元 Solid186單元描述solid186是一個高階3維20節(jié)點(diǎn)固體結(jié)構(gòu)單元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模擬不規(guī)則的網(wǎng)（例如通過不同的CAD/CAM 系統(tǒng)建立的模型）。單元通過20個節(jié)點(diǎn)來定義,每個節(jié)點(diǎn)有3個沿著xyz方向平移的自由度. SOLID186可以具有任意的空間各向異性，單元支持塑性，超彈性, 蠕變,，應(yīng)力鋼化，大變形和大應(yīng)變能力.還可采用混合模式模擬幾乎不可壓縮彈塑材料和完全不可壓縮超彈性材料。有不同的輸出選項(xiàng)可用?？梢圆榭碅NSYS, Inc. Theory Reference了解SOLID186的更多細(xì)節(jié)。 圖

2、 186.1  Solid186 單元SOLID186 輸入數(shù)據(jù)單元的幾何，節(jié)點(diǎn)的位置和坐標(biāo)系見Figure 186.1: "SOLID186 Geometry". 棱柱單元可以通過對節(jié)點(diǎn)K, L,和 S; 節(jié)點(diǎn) A 和 B; 并且 節(jié)點(diǎn) O, P, 和 W采用同一個節(jié)點(diǎn)號來實(shí)現(xiàn)，四面體單元和棱錐單元同樣可以如圖Figure 186.1: "SOLID186 Geometry".所示實(shí)現(xiàn)，SOLID187是一個簡單的10節(jié)點(diǎn)四面體單元。節(jié)點(diǎn)和單元輸入數(shù)據(jù)都包括各向異性材料數(shù)據(jù)，各向異性材料方向平行于單元坐標(biāo)系方向，關(guān)于單元坐

3、標(biāo)系的描述見Coordinate Systems。關(guān)于單元加載的描述見Node and Element Loads，壓力可作為面力加載在如Figure 186.1: "SOLID186 Geometry". 帶圓圈的數(shù)字所指的單元面上，正的壓力指向單元內(nèi)部， 溫度可作為單元體力作用在節(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn) I 的溫度 默認(rèn)為 TUNIF 指定的溫度，如果其他節(jié)點(diǎn)的溫度沒有指定，默認(rèn)和 I 節(jié)點(diǎn)溫度相同。一般情況下，如果沒有其他的溫度被指定，都默認(rèn)為TUNIF 指定的溫度。  如同Coordinate Systems里面的描述一樣，你可以使用ESYS 定義材料的方向

4、和應(yīng)力應(yīng)變輸出的方向，使用RSYS來選擇輸出是在材料坐標(biāo)系還是在全局坐標(biāo)系。對于超彈性材料，應(yīng)力應(yīng)變的輸出總是在全局坐標(biāo)系方向而不是材料或單元坐標(biāo)系。KEYOPT(6) = 1則單元采用混合模式，要了解關(guān)于混合模式使用的更多信息，可以訪問ANSYS Elements Reference里面的Applications of Mixed u-P Formulations。你可以通過ISTRESS 或 ISFILE 命令給單元施加初始應(yīng)力，可以通過ANSYS Basic Analysis Guide里的Initial Stress Loading訪問更多的信息。同樣的，你可以設(shè)置KEYOPT(10)

5、 = 1通過子程序USTRESS來讀入初始應(yīng)力，可以通過ANSYS User Programmable Features 了解子程序的更多信息。solid186單元自動包括應(yīng)力剛化的影響，如果要考慮應(yīng)力剛化引起的剛度矩陣的不對稱，可以使用NROPT,UNSYM。下一個表格概述了單元輸入，Element Input給出了單元輸入的一般描述。SOLID186 單元輸入摘要節(jié)點(diǎn) ： I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, A, B節(jié)點(diǎn)自由度：     UX，UY，UZ實(shí)常數(shù) ：  沒

6、有材料參數(shù)       EX，EY，EZ，（PRXY，PRYZ，PRXZ or NUXY，NUYZ，NUXZ），ALPX，ALPY，ALPZ(或者CTEX, CTEY, CTEZ 或 THSX, THSY, THSZ)，DENS，GXY，GYZ，GXZ，DAMP表面載荷       壓力s表面1（J-I-L-K），表面2（I-J-N-M），表面3（J-K-O-N），表面4（K-L-P-O）,表面5（L-I-M-P），表面6（M-N-O-P）體載荷  

7、60;      溫度T(I), T(J),T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P), T(Q), T(R), T(S), T(T), T(U), T(V), T(W), T(X), T(Y), T(Z), T(A), T(B)；特殊功能       塑性,超彈性，粘彈性，粘塑性，蠕變，應(yīng)力強(qiáng)化,大變形,大應(yīng)變,初始應(yīng)力導(dǎo)入，自動單元選擇技術(shù)，單元死活。  支持用 TB 命令下列的下列類型的表格：ANEL, BISO, MISO, NLISO, B

8、KIN, MKIN, KINH, CHABOCHE, HILL, RATE, CREEP, HYPER, PRONY, SHIFT, CAST, SMA, and USER.注意：可以查看 ANSYS, Inc. Theory Reference 獲得關(guān)于單元材料的更多信息。查看 Automatic Selection of Element Technologies 和 ETCONTROL 獲得更多關(guān)于單元選擇的信息。KEYOPT(2) 單元技術(shù):0 -  一致縮減積分1  全積分KEYOPT(6) 單元公式:0 -  使用純位移模式

9、（默認(rèn)）1 -  使用混合模式KEYOPT(10) 用戶定義初始應(yīng)力:0 -  沒有用戶子程序提供初始應(yīng)力（默認(rèn)）1 -  通過用戶子程序讀取初始應(yīng)力 注意 ：參見Guide to ANSYS User Programmable Features得到關(guān)于子程序編寫的細(xì)節(jié)。SOLID186 單元技術(shù)  SOLID186使用一致縮減積分和全積分方法，如下所述： 一致縮減積分在預(yù)防幾乎不可壓縮時的體積鎖定是有效的，然而，如果在每個方向上不能保證至少2層單元時，沙漏模式可能在模型中傳播。 全積分 

10、60; 全積分方法不會引起沙漏模式，但在材料不可壓縮時可能導(dǎo)致體積鎖定，此種方法常用于純線性分析，或者當(dāng)模型在每個方向只有一層單元時。SOLID186 輸出數(shù)據(jù)    SOLID186單元的輸出包括兩種：      節(jié)點(diǎn)位移和全部的節(jié)點(diǎn)解答   如表Table 186.1: "SOLID186 Element Output Definitions"所示的額外單元輸出。   不同的項(xiàng)目在Figure 186.2: "SOLID186 Stress

11、Output".描述，圖 186.2  SOLID186 應(yīng)力輸出上述應(yīng)力方向是全局坐標(biāo)系方向。The element stress directions are parallel to the element coordinate system. A general description of solution output is given in Solution Output. See the ANSYS Basic Analysis Guide for ways to view results. 單元應(yīng)力的方向平行于單元坐標(biāo)系方向，關(guān)

12、于求解輸出的一般性描述在Solution Output里給出，查看ANSYS Basic Analysis Guide了解查看結(jié)果的方法。 單元輸出表使用下列符號： 名稱欄內(nèi)冒號（:）表示此條可用組件名的方法訪問ETABLE, ESOL。0 欄指示此條在Jobname.OUT文件是否可用，R 欄指示此條在結(jié)果文件中是否可用。 無論在0 欄還是在R 欄，Y 表示此條目一直有效，如果是一個數(shù)字并且在表后有說明，則是條件有效的，- 表示此條目無效。表 186.1  SOLID186單元輸出定義表名稱定義OREL單元號-YNODES節(jié)點(diǎn) - I, J,

13、 K, L, M, N, O, P-YMAT材料號-YVOLU:體積-YXC, YC, ZC結(jié)果輸出的位置Y3PRES壓力 P1 在節(jié)點(diǎn) nodes J, I, L, K; P2 在 I, J, N, M; P3在 J, K, O, N; P4 在 K, L, P, O; P5 at L, I, M, P; P6 在 M, N, O, P-YTEMP溫度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)-YS:X, Y, Z, XY, YZ, XZ應(yīng)力YYS:1, 2, 3主應(yīng)力-YS:INT應(yīng)力強(qiáng)度-YS:EQV等效應(yīng)力-YEPEL:X, Y, Z

14、, XY, YZ, XZ彈性應(yīng)變YYEPEL:1, 2, 3主彈性應(yīng)變-YEPEL:EQV等效彈性應(yīng)變 6-YEPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ熱應(yīng)變22EPTH:EQV等效熱應(yīng)變622EPPL:X, Y, Z, XY, YZ, XZ塑性應(yīng)變 711EPPL:EQV等效塑性應(yīng)變611EPCR:X, Y, Z, XY, YZ, XZ蠕變應(yīng)變11EPCR:EQV等效蠕變應(yīng)變611EPTO:X, Y, Z, XY, YZ, XZ總機(jī)械應(yīng)變 (EPEL + EPPL + EPCR)Y-EPTO:EQV總等效機(jī)械應(yīng)變(EPEL + EPPL + EPCR)Y-NL:EPEQ累積等效塑性應(yīng)變

15、11NL:CREQ累積等效蠕變應(yīng)變11NL:SRAT塑性屈服 (1 = 已經(jīng)屈服, 0 = 沒有屈服)11NL:HPRES靜水壓力11SEND:ELASTIC, PLASTIC, CREEP應(yīng)變能密度-1LOCI:X, Y, Z積分點(diǎn)坐標(biāo)-4SVAR:1, 2, . , N靜態(tài)變量-51.    非線形求解，僅僅當(dāng)單元為非線形材料時輸出。2.    僅僅當(dāng)單元存在熱載荷時輸出。3.    僅僅在命令*GET中有效。4.    僅僅當(dāng)OUTRES,LOCI使用時有效。5.

16、60;   僅僅當(dāng)USERMAT用戶子程序和TB,STATE使用有效6.    等效應(yīng)變使用有效泊松比：對于彈性和熱分析，有效泊松比由用戶指定 (MP,PRXY)；對于塑性和蠕變分析，有效泊松比為0.5。7.    對于形狀記憶合金材料，轉(zhuǎn)化應(yīng)變作為塑性應(yīng)變輸出。Table 186.2: "SOLID186 Item and Sequence Numbers" 列出了可通過ETABLE使用順序號輸出的方法。參見ANSYS Basic Analysis Guide里的The General Pos

17、tprocessor (POST1)和手冊里面的The Item and Sequence Number Table 獲得更多信息. 在表Table 186.2: "SOLID186 Item and Sequence Numbers"使用了下列符號：名字： 定義在Table 186.1: "SOLID186 Element Output Definitions"中輸出量項(xiàng)： 為ETABLE 命令預(yù)先指定的項(xiàng)名稱。I,J,.,P 在節(jié)點(diǎn) I, J, ., P的順序號。表 186.2  SOLID186 項(xiàng) 和順序號輸出量名字

18、ETABLE 和 ESOL 命令輸入項(xiàng)IJKLMNOPP1SMISC2143-P2SMISC56-87-P3SMISC-910-1211-P4SMISC-1314-1615P5SMISC18-1719-20P6SMISC-21222324See Surface Solution in this manual for the item and sequence numbers for surface output for ETABLE. 查看手冊里面的Surface Solution了解用ETABLE按順序號進(jìn)行表面輸出。SOLID186 假設(shè)和限制零體積單元是不允許的。單元不能扭曲以至于單元有兩個分離的體（這在單元編號錯誤時常會發(fā)生）。