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2024年4月16日发(作者：三角函数计算器中文版下载)
单元的生和死
何为单元的生和死？
如果模型中加入（或删除）材料，模型中相应的单元就“存在”（或消亡）。
单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活选择的单元。（可用的单元类
型在表6－1中列出。）本选项主要用于钻孔（如开矿和挖通道等），建筑物施工
过程（如桥的建筑过程），顺序组装（如分层的计算机芯片组装）和另外一些用
户可以根据单元位置来方便的激活和不激活它们的一些应用中。单元生死功能只
适用于ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical和ANSYS/Structural产品。
Table 6-1 Elements with birth and death capability
LINK1 SURF19 SHELL41 SOLID64 PLANE83 SHELL143
PLANE2 PIPE20 PLANE42 SOLID65 SOLID87 SURF151
BEAM3 MASS21 SHELL43 PLANE67 SOLID90 SURF152
BEAM4 SURF22 BEAM44 LINK68 SOLID92 SURF153
SOLID5 BEAM23 SOLID45 SOLID69 SHELL93 SURF154
LINK8 BEAM24 PLANE53 SOLID70 SOLID95 SHELL157
LINK10 PLANE25 BEAM54 MASS71 SOLID96 TARGE169
LINK11 MATRIX27 PLANE55 SOLID72 SOLID97 TARGE170
PLANE13 LINK31 SHELL57 SOLID73 SOLID98 CONTA171
COMBIN14 LINK32 PIPE59 PLANE75 SHELL99 CONTA172
PIPE16 LINK33 PIPE60 PLANE77 PLANE121 CONTA173
PIPE17 LINK34 SOLID62 PLANE78 SOLID122 CONTA174
PIPE18 PLANE35 SHELL63 PLANE82 SOLID123
在一些情况下，单元的生死状态可以根据ANSYS的计算数值决定，如温度，
应力，应变等。可以用ETABLE命令（Main Menu>General Postproc>Element
Table>Define Table）和ESEL命令（Utility Menu>Select>Entities）来确定
选择的单元的相关数据，也可以改变单元的状态（溶和，固结，俘获等）。本过
程对于由相变引起的模型效应（如焊接过程中原不生效的熔融材料变为生效的模
型体的一部分），失效扩展和另外一些分析过程中的单元变化是有效的。
单元生死是如何工作的？
要激活“单元死”的效果，ANSYS程序并不是将“杀死”的单元从模型中删除，
而是将其刚度（或传导，或其他分析特性）矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF]。
因子缺省值为1.0E-6，可以赋为其他数值（详见“施加载荷并求解”一章）。死单
元的单元载荷将为0，从而不对载荷向量生效（但仍然在单元载荷的列表中出
现）。同样，死单元的质量，阻尼，比热和其他类似效果也设为0值。 死单元的
质量和能量将不包括在模型求解结果中。单元的应变在“杀死”的同时也将设为0。
与上面的过程相似，如果单元“出生”，并不是将其加到模型中，而是重新
激活它们。用户必须在PREP7 中生成所有单元，包括后面要被激活的单元。在
求解器中不能生成新的单元。要“加入”一个单元，先杀死它，然后在合适的载荷
步中重新激活它。
当一个单元被重新激活时，其刚度，质量，单元载荷等将恢复其原始的数
值。重新激活的单元没有应变记录（也无热量存储等）。但是，初应变以实参形
式输入（如LINK1 单元）的不为单元生死选项所影响。而且，除非是打开了大
变形选项[NLGEOM,ON],一些单元类型将以它们以前的几何特性恢复（大变形效果
有时用来得到合理的结果）。单元在被激活后第一个求解过程中同样可以有热应
变（等于a*(T-TREF)),如果其承受热量体载荷。
如何使用单元生死特性
可以在大多数静态和非线性瞬态分析中使用单元生死，其基本过程与相应
的分析过程是一致的。对于其他分析来说，这一过程主要包括以下三步：
建模
施加载荷并求解
查看结果
修改基本分析步骤如下以包括单元生死特征：
建模：
在PREP7 中，生成所有单元，包括那些只有在以后载荷步中才激活的单元。
在PREP7外不能生成新的单元。
施加载荷并求解：
在SOLUTION中完成以下操作：
定义第一个载荷步：
在第一个载荷步中，用户必须选择分析类型和所有的分析选项。用下列方
法指定分析类型：
Command: ANTYPE
GUI: Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis
在结构分析中，大变形效果应打开。用下列命令设置该选项：
Command: NLGEOM,ON
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
对于所有单元生死应用，在第一个载荷步中应设置牛顿－拉夫森选项，因
为程序不能预知EKILL命令出现在后面的载荷步中。用下列命令完成该操作：
Command: NROPT
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
杀死[EKILL] 所有要加入到后续载荷步中的单元，用下列命令：
Command: EKILL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill Elements
单元在载荷步的第一个子步被杀死（或激活），然后在整个载荷步中保持该
状态。要注意保证使用缺省的矩阵缩减因子不会引起一些问题。有些情况下要考
虑用严格的缩减因子。用下列方法指定缩减因子数值：
Command: ESTIF
GUI: Main Menu>Solution>Other>StiffnessMult
不与任何激活的单元相连的结点将“漂移”，或具有浮动的自由度数值。在
一些情况下，用户可能想约束不被激活的自由度[D,CP等]以减少要求解的方程
的数目，并防止出现位置错误。约束非激活自由度，在重新激活的单元要有特定
的（或温度等）时很有影响，因为在重新激活单元时要删除这些人为的约束。同
时要删除非激活自由度的结点载荷（也就是不与任意激活的单元相连的结点）。
同样，用户必须在重新激活在自由度上施加新的结点载荷。
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