4.1 定义单元属性

单元属性有如下几种：单元类型（TYPE）、实常数（REAL）、材料特性（MAT）。

ANSYS 2020提供了约两百种单元类型，按照其应用的场合分为结构单元类型、热单元类型、电磁单元类型、耦合场单元类型、流体单元类型、网格划分辅助单元类型、LS-DYNA单元类型，按照其可用的维度分为平面单元类型（二维）、空间单元类型（三维）。

以结构单元类型为例，常用的有二维梁单元类型（BEAM3）、二维杆单元类型（LINK1）、三维梁单元类型（BEAM4）、三维结构实体单元类型（SOLID45）等。

每种单元类型都有属于自己的唯一编号，如二维杆单元类型LINK1的编号为1。

运行ANSYS 2020，在命令输入框中输入如下命令流并按Enter键，生成的模型如图4-1所示。

在GUI的主菜单中选择Preprocessor＞Element Type＞Add/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮，如图4-2所示，弹出Library of Element Types对话框，如图4-3所示。

在Library of Element Types对话框中，在第一个列表框中选择Solid选项，在第二个列表框中选择Brick 8 node 185选项，单击OK按钮，即可在Element Types对话框中显示已选择的单元类型，如图4-4所示。关闭Element Types对话框，至此完成单元类型SOLID185的定义。

重复上述操作，定义单元类型LINK180及BEAM188。定义的所有单元类型如图4-5所示。

在GUI的主菜单中选择Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，弹出Real Constants对话框，如图4-6所示，单击Add按钮，弹出Element Type for Real Constants对话框，如图4-7所示。

在Element Type for Real Constants对话框中，在Choose element type列表框中选择Type 2 LINK180选项，单击OK按钮，弹出关于LINK180单元类型的Note对话框，如图4-8所示，表示LINK180单元类型不再支持实常数属性设置。以前的版本是支持的，这一点是ANSYS 2020中的变化，单击Close按钮，关闭该对话框。

在Element Type for Real Constants对话框中，在Choose element type列表框中选择Type 3 BEAM188选项，单击OK按钮，弹出关于BEAM188单元类型的Note对话框，如图4-9所示，表示BEAM188单元类型不需要实常数。

根据图4-9可知，并非每种单元类型都需要定义实常数，在选择单元类型时应仔细查阅文档，充分了解该单元类型需要设置的参数。

在GUI的主菜单中选择Preprocessor＞Material Props＞Material Models命令，打开Define Material Model Behavior窗口，如图4-10所示。

在Define Material Model Behavior窗口中，在Material Models Available列表框中选择Structural＞Linear＞Elastic＞Isotropic选项，弹出Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框，设置EX（弹性模量）=2.1e11、PRXY（泊松比）=0.27，如图4-11所示，单击OK按钮。

在Define Material Model Behavior窗口中，在Material Models Available列表框中选择Structural＞Density选项，弹出Density for Material Number 1对话框，设置DENS（密度）=7800，如图4-12所示，单击OK按钮。

关闭Define Material Model Behavior窗口，至此完成了单元属性的定义。