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ANSYS12.1学习笔记：Link180单元

2015-06-12 20:10阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2718277492

在进行高压线铁塔的模拟实验过程中，发现如果全部采用刚体结构（beam188单元），塔整体的刚度过大，容易造成压力增加过大，尤其在模拟地表水平变形的时候，由于各个连接件是固结的，在安全系数是2.5的情况下，小的水平变形就会造成很大的拉伸破坏，一方面与建模的整体结构有关，另一方面问题出现在对连接的节点处理上，所以出现破坏的是处于模型中央的尺寸较小的竖直辅材（大拉应力）。 根据各种文献（除了袁某的论文外）的建议，采用梁桁结构比较合理，尤其在研究非线性大变形的时候。刚架结构用BEAM188单元，桁架结构采用LINK8或LINK180单元，为此，下面学习对该单元用法的学习。（以上观点仅供参考） 1、概述
LINK180单元是有着广泛工程应用的杆单元，它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。就像铰接结构一样，单元不承受弯矩。单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形、大应变等功能。默认情况下，无论进行何种分析，当使用命令NLGEOM,ON时，LINK180单元的应力刚化效应开关打开。同时本单元还具有弹性、各向同性塑性硬化、动力塑性硬化、Hill（各向异性塑性）、Chaboche（非线性塑性硬化）以及蠕变等性能。LINK180单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系如下图所示：
ANSYS12.1学习笔记：Link180单元

2、Link180定义（INPUT DATA）
LINK180单元通过两个节点I和J、横截面面积（AREA）、单位长度的质量(ADDMAS)及材料属性来定义。单元的X轴是沿着节点I到节点J的单元长度方向。
单元的荷载描述见Node and Element Loads（节点荷载和单元荷载）。温度可以作为单元在节点处的体荷载来输入。节点I处的温度T(I)缺省为TUNIF，节点J处的温度T(J)默认值为T(I)。
LINK180单元允许通过改变截面积来实现轴向伸长功能。缺省时，单元的截面积改变然而体积保持不变，即使变形后亦如此，缺省值适合用于弹塑性分析。也可以通过设置KEYOPT(2)使截面积保持不变或刚性。
定义LINK180单元需要输入的参数（必要或非必须）如下所示：
2.1 节点：I, J
2.2 自由度：UX, UY, UZ
2.3 实常数
（1）AREA-横截面面积
（2）ADDMAS-单位长度的质量
（3）TENSKEY-拉伸或压缩选项
1 -- 仅拉伸
0 -- 拉伸和压缩 (默认)
-1 -- 仅压缩
2.4 材料属性
EX弹性模量,
(PRXY or NUXY)泊松比
ALPX (or CTEX or THSX)热膨胀系数
DENS密度
GXY
DAMP对于阻尼域的矩阵乘数K
2.5 面载荷Surface Loads：None
2.6 体载荷Body Loads：Temperatures -- T(I), T(J)
2.7 特殊特性Special Features
Plasticity (PLASTIC, BISO, MISO, NLISO, BKIN, MKIN, KINH, CHABOCHE, HILL)
Viscoelasticity (PRONY, SHIFT)
Viscoplasticity/Creep (CREEP, RATE)
Other material (USER)
Stress stiffening
Large deflection
Large strain
Initial state
Nonlinear stabilization
Birth and death
2.8 KEYOPT(2)
Cross-section scaling (仅当NLGEOM,ON被激活时使用):
0 -- 执行不可压缩性；轴向拉伸功能通过截面积依比例决定（缺省值）。
1 -- 假定截面为刚性Section is assumed to be rigid.
3、Link180结果输出（OUTPUT DATA）
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