LINK180单元说明：
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，本单元不承受弯矩。本单元具有塑性、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。其详细的特性请参考《ANSYS. Inc. Theory Reference 》。仅受拉或仅受压杆单元详见LINK10。
图180.1 LINK180三维杆单元
输入数据
图180.1给出了本单元的几何图形、节点坐标及单元坐标系。该单元通过两个节点、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。
KEYOPT(10)＝1被用来从用户子程序读入初始应力。
单元输入摘要见下面的Input Summary（输入摘要），单元输入的一般性描述见Element Input（单元输入）。
LINK180输入摘要
单元名称： LINK180
节点： I，J
自由度： UX, UY, UZ
实常数： AREA，ADDMAS
材料特性： EX（弹模）, (PRXY or NUXY), ALPX（热膨胀系数）, DENS（密度） ,GXY, DAMP（对于阻尼域的矩阵乘数K）
面载荷： 无
体载荷： 温度-- T(I)，T(J)
特殊特性： 塑性、粘弹性、粘塑性、蠕变、应力刚化（仅当NLGEOM,ON时）、大变形、大应变、初始应力输入、单元生死。支持下列用TB 命令相关的数据表种类:BISO, MISO, NLISO, BKIN, MKIN, KINH, CHABOCHE, HILL, RATE, CREEP, PRONY, SHIFT, CAST, 及 USER.
KEYOPT(2)
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。
KEYOPT(10)
0— 无用户子程序提供初始应力
1– 通过用户子程序USTRESS读入初始应力
输出数据
与单元有关的结果输出有两种形式：
1、包括全部节点解的节点位移；
2、附加的单元输出，见表LINK180单元输出信息表。
几个项目见下面的Stress Output（应力输出示意图）。其结果输出的一般性描述见Solution Output（解答输出）。
单元输出定义表使用如下标记：
在名称列表中的冒号表示该项可以用分量名方法[ETABLE，ESOL]来处理；○列表示该项存在于Jobname.OUT文件；R列表示该项存在于结果文件。
无论○或R列，Y表示该项总是可用的，数字表示表的一个注解（说明了使用该项的条件）；而减号“-”表示该项不可用。
表180.1 LINK180单元输出信息表
名称 |
定义 |
○ |
R |
EL |
单元号 |
Y |
Y |
NODES |
单元节点号 (I and J) |
Y |
Y |
MAT |
单元材料号 |
Y |
Y |
VOLU: |
单元体积 |
- |
Y |
XC, YC，ZC |
输出结果的位置 |
Y |
3 |
AREA |
截面积 |
Y |
Y |
FORCE |
单元坐标系中力的项 |
Y |
Y |
STRESS |
轴向应力 |
Y |
Y |
EPEL |
轴向弹性应变 |
Y |
Y |
TEMP |
温度T(I), T(J) |
Y |
Y |
EPTH |
轴向热应变 |
Y |
Y |
EPPL |
轴向塑性应变 |
1 |
1 |
PWRK |
塑性功 |
1 |
1 |
EPCR |
轴向蠕应变 |
2 |
2 |
CWRK |
蠕变功 |
2 |
2 |
1、 只有单元定义了非线性材料时才会有的非线性结果。
2、 只有存在蠕变时才会有的非线性结果。
3、只有在质心作为*GET项时可用。
“LINK180项目和序号表”中列出了可用序号方式通过ETABLE命令输出的内容列表。详细参见《ANSYS基本分析指南》中有关“The General Postprocessor (POST1)”和“The Item and Sequence Number Table”部分。下面是表格中的一些符号说明：
Name
“单元输出数据说明表”中定义的输出量值。
Item
命令ETABLE预先确定的项目标记
E
单元数据为常数或单一值时所对应的序号。
I,J
在节点I和J处数据的序号
表180.2 LINK180用于ETABLE和ESOL命令的输出项和序列号
Name |
Item |
E |
I |
J |
STRESS |
LS |
1 |
- |
- |
EPEL |
LEPEL |
1 |
- |
- |
EPTH |
LEPTH |
1 |
- |
- |
EPPL |
LEPPL |
1 |
- |
- |
EPCR |
LEPCR |
1 |
- |
- |
FORCE |
SMISC |
1 |
- |
- |
TEMP |
LBFE |
- |
1 |
2 |
LINK180的假定和限制
杆单元假定为一直杆，轴向荷载作用在末端，自杆的一端至另一段均为同一属性。杆长应大于零，即节点I和J不重合。面积也必须比零要大。假定温度沿杆长线性变化。
位移函数暗含着在杆上具有相同的应力。 |
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