ANSYS14.0中的结构杆单元

1.LINK11

（1）单元简介

LINK11用于模拟液压缸和其他经历大变形的应用。如图2-19所示，LINK11单元由两个节点组成，每个节点具有x、y和z方向的平动自由度。该单元支持应力刚化、大变形和单元生死分析，但不能考虑弯曲和扭动载荷且没有单元关键字。该单元具有单元阻尼功能，即可以在材料模型中定义DAMP。单元的初始长度L₀和方向是从节点位置定义的。

（2）单元实常数

LINK11可以输入3个实常数。图2-20所示为“Real Constant Set Number 1，for LINK11（LINK11单元实常数输入）”对话框。在该对话框中包括3个实常数：刚度（K），单位为N/m；粘性阻尼系数（C），单位为N*t/m；质量（M），单位为N*t²/m。从图2-20可知，质量在LINK11单元的两个节点平均分布，因此该单元只能使用集中质量矩阵。

图2-19 LINK11单元几何图

图2-20 “LINK11单元实常数输入”对话框

2.LINK180

（1）单元简介

LINK180是三维有限应变杆单元，在工程中有着广泛的应用，可以用来模拟桁架、缆索、连杆和弹簧等。如图2-21所示，LINK180单元由两个节点组成，每个节点具有沿着节点坐标系的平动自由度。该单元为一阶插值单元，因此在杆上具有相同的应变和应力。像铰结构一样，该单元不能承受弯矩，但支持弹塑性、粘弹性、粘塑性、蠕变、应力刚化、大变形、大应变、单元生死、线性摄动和非线性稳定性功能。(www.xing528.com)

图2-21 LINK180单元几何图

如图2-21所示，LINK180单元坐标系只有x轴，在一个单元长度上x轴的方向由单元I节点指向J节点。温度可以作为单元在节点处的体载荷来输入。节点I处的温度T（I）默认值为TUNIF，节点J处的默认温度值为T（I）。LINK180单元允许把截面积定义为轴向伸长率的函数。默认时，单元的截面积改变而体积保持不变，即使变形后也是如此。默认值适合于弹塑性分析。通过设置实常数来实现仅考虑压缩或拉伸，也可以两者都考虑。

（2）单元关键字

图2-22所示为“LINK180 element type options（LINK180单元关键字设置）”对话框。LINK180单元只有K2一个单元关键字。LINK180单元K2关键字用来定义单元横截面比例。它包括两种定义方式：默认选项为执行不可压缩性，轴向拉伸功能通过截面积依比例决定（Func of Stretch）；假定截面为刚性（Rigid（classic））。

图2-22 “LINK180单元关键字设置”对话框

图2-23 “LINK180单元实常数输入”对话框

（3）单元实常数

图2-23所示为“Real Constant Set Number 1，for LINK180（LINK180单元实常数输入）”对话框，该对话框中包括两个控制输入选项：在AREA中输入横截面积和在ADDMAS中输入附加质量，单位为kg/m。ANSYS 14.0中GUI暂不支持定义LINK180压缩和拉伸功能。只有通过命令流定义，其定义方式有R，1，AREA，ADDMAS，TENSKEY。上述命令中“1”表示实常数号，AREA和ADDMAS的含义已经讲过，TENSKEY是用来定义LINK180单元的压缩和拉伸功能。当TENSKEY=0时，表示同时考虑拉伸和压缩（默认选项）；当TENSKEY=1时，表示仅考虑拉伸；当TENSKEY=-1时，表示仅考虑压缩。