pipe20单元中文说明.doc

管20单元说明 管20单元是具有拉压、弯曲、何扭转性能的单轴单元。单元的每个节点有6个自由度：沿节点坐标x,y,z方向的位移和绕节点坐标x,y,z轴转动。 单元具有塑性、蠕变、膨胀特性。如果不需要使用这些特性，用弹性管单元管16就可。可以选择打印单元坐标系中单元所受的力以及瞬态作用。如需要关于此单元更详细的说明请参考ANSYS, Inc. Theory Reference的PIPE20。 图20.1 管20单元几何特性 管20单元的数据输入 管20单元的形状、节点位置、坐标系见图20.1“管20几何特性”。单元所需输入的数据包括两个节点、管外径、壁厚、optional stress factor和各项同性材料特性。 单元X轴的方向为节点I指向节点J的方向。单元Y轴默认为与整体坐标系的X-Y平面平行。图20.1“管20几何特性”标明了这些方向。当单元与整体坐标系的Z轴平行时（或在Z轴方向倾斜度小于0.01%时），单元Y轴与整体坐标系的Y轴平行（如图所示）。围绕管周的输入与输出，规定沿单元Y轴为0°，相应的沿单元Z轴为90°。 单元载荷可以由节点和单元载荷表示。压力可由单元表面的面载荷来引入，如图20.1“管20单元几何特性”所示。内压（PINT）与外压（POUT）的输入值符号需为正。横向压力（PX，PY，PZ）可表示风载或拉力载荷（每个管单位长度），并在全局笛卡尔坐标系中定义了方向。横向压力正向同坐标正向。此单元不识别渐变压力，只支持恒压。欲知详情见ANSYS, Inc. Theory Reference。 温度与fluences可以作为作用在单元节点处的单元体载荷来输入。初始温度（节点I处TAVG）默认为TUNIF。如果此后的所有温度都未指定，则默认使用初始温度。如果节点I的温度都被指定，而节点J的未指定，则节点J的温度默认为与节点I的温度相同。对于任何其他形式的温度输入，未指定的都默认为TUNIF。对于fluence的规则也相同，除了用0来取代TUNIF。 “管20单元的输入”给出了单元输入的概要，《单元输入》给出了单元输入的综合说明。 管20单元的输入概要 节点 I，J（节点I定义端部1） 自由度 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 常数 OD-管外径 TKWALL-壁厚 SIFI-应力增量系数（仅当KEYOPT(2)=4时） SIFJ-应力增量系数（仅当KEYOPT(2)=4时） 材料特性 EX, ALPX (or CTEX or THSX), PRXY (or NUXY), DENS, GXY, DAMP 面载荷 压力-- 1-PINT, 2-PX, 3-PY, 4-PZ, 5-POUT 体载荷 温度-- TAVG(I), T90(I), T180(I), TAVG(J), T90(J), T180(J) Fluences-- FLAVG(I), FL90(I), FL180(I), FLAVG(J), FL90(J), FL180(J) 特殊性质 塑性 蠕变 应力刚化 大挠度 生死单元 KEYOPT(2) 应力强度系数 0 -- 无应力增量系数 4 -- 包括节点I和节点J的应力增量系数，但须为实常数 KYEYOPT(6) member力与力矩的输出 0 -- 不打印member力与力矩 1 -- 打印单元坐标系中的member力与力矩 PIPE20输出数据 此单元的求解结果以两种形式输出： ·所有节点都具备的节点位移 ·表20.1“管20单元输出说明”所示的附加的单元输出 图20.2“管20单元应力输出”表明了THETA的含义。给出管两端圆周8个位置上的非线性求解结果。只要单元仍为弹性，就和管16单元一样，打印线性求解结果。如果初始弹性弯曲应力initial elastic bending stresses(SBEND)大于1.0，这时KEYOPT(2)=4，则它们应与输入的应力增量系数(SIFI和SIFJ)相乘。任何其他的应力或塑性都不需与应力增量系数相乘。《结果输出》大致的说明了结果的输出。如何查看结果可参考ANSYS Basic Analysis Guide。 图20.2管20单元应力输出 单元输出定义表使用了以下符号： 名称栏中的冒号表明此项可由组合名称方式得到[ETABLE, ESOL]。0栏表示此项可否用于文件jobname.OUT。R栏表示此项可否用于结果文件。 在0栏和R栏中，Y表示此项总是有效；当此项有条件地有效时，数字表示注脚号，此注脚说明了在何种条件下此项有效；a表示此项总是无效。 表20.1管20单元输出定义 名称 定义 O R EL 单元数量 Y Y NODES 节点- I, J Y Y MAT 材料数量 Y Y VOLU: 体积 - Y