ANSYS质量单元Mass21单元说明

ANSYS质量单元Mass21单元说明

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质量单元在ANSYS中具有多个方面的运用,常见的运用方式如下:

1、荷载等效

2、配合弹簧单元模拟阻尼器

3、远端点操作

……

本文对Mass21略做介绍。

21号单元由单个有限元节点创建,根据单元关键项设置的不同,其节点自由度有平动和转动,其常见的建模流程如下:

Type,elenum

Real,relnum

E,nodenum​

其中Type命令和Real命令分别指定质量单元的单元类型编号以及实常数编号,nodenum为生成质量单元的节点编号,用E命令即可生成单个质量质量,当然也可以通过EN命令指定生成单元的单元编号。

单元几何示意图如下所示:

mass21

该单元无形函数,无积分点,只有质量矩阵,其质量矩阵如下所示:

mass21-2

质量单元的表现行为、输入设置主要根据单元关键项的设置来进行,关系主要如下:

一、节点自由度类型

UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ if KEYOPT (3) = 0

UX, UY, UZ if KEYOPT (3) = 2

UX, UY, ROTZ if KEYOPT (3) = 3

UX, UY if KEYOPT (3) = 4

二、实常数输入参数类型

MASSX, MASSY, MASSZ, IXX, IYY, IZZ, KECN if KEYOPT (3) = 0

MASS, if KEYOPT (3) = 2

MASS, IZZ, if KEYOPT (3) = 3

MASS, if KEYOPT (3) = 4

注意:MASSX、MASSY 和 MASSZ 是在单元坐标方向上的集中质量分量。IXX、IYY 和 IZZ 是绕单元坐标轴的转动惯量。

三、单元关键项设置

KEYOPT(1)

0 –实常数的输入内容为质量和转动惯量

1–实常数的输入内容为为体积和转动惯量/密度(此时密度必须作为材料属性输入,也即通过MP命令输入)

KEYOPT(2)

0 –单元坐标系统与全局笛卡尔坐标系统平行

1 –单元坐标系统与节点坐标系统平行

4 –单元坐标系统最初与用户定义的元素坐标系统平行(实常数KECN)。仅支持具有转动惯量的3D质量选项(KEYOPT(3) = 0)。

KEYOPT(3)

0 –具有转动惯量的3D质量

2 –不具有转动惯量的3D质量

3 –具有转动惯量的2D质量

4 –不具有转动惯量的2D质量

更多关于21的理论,可具体查看ANSYS帮助手册。

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