3.2 设定单元属性

在生成节点和单元网格之前，必须定义合适的单元属性，包括如下几项内容。

1）单元类型（例如BEAM3，SHELL61等）。

2）实常数（例如厚度和横截面积）。

3）材料性质（例如杨氏模量、热传导系数等）。

4）单元坐标系。

5）截面号（只对BEAM44，BEAM188，BEAM189单元有效）。

3.2.1 生成单元属性表

为了定义单元属性，首先必须建立一些单元属性表。典型的包括单元类型（命令ET或者GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete）、实常数（命令R或者GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Real Constants）、材料性质（命令MP和TB或者GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Option）。

利用LOCAL、CLOCAL等命令可以组成坐标系表（GUI路径：Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>option）。这个表用来给单元分配单元坐标系。

并非所有的单元类型都可用这种方式来分配单元坐标系。

对于用BEAM44、BEAM188、BEAM189单元划分的梁网格，可利用命令SECTYPE和SECDATA（GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Sections）创建截面号表格。

方向关键点是线的属性而不是单元的属性，不能创建方向关键点表格。

可以用命令ETLIST来显示单元类型，命令RLIST来显示实常数，MPLIST来显示材料属性，上述操作对应的GUI路径是：Utility Menu>List>Properties>Property Type。另外，还可以用命令CSLIST（GUI路径：Utility Menu>List>Other>Local Coord Sys）来显示坐标系，命令SLIST（GUI路径：Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections）来显示截面号。

3.2.2 在划分网格之前分配单元属性

一旦建立了单元属性表，即可通过指向表中合适的条目对模型的不同部分分配单元属性。指针就是参考号码集，包括材料号（MAT）、实常数号（TEAL）、单元类型号（TYPE）、坐标系号（ESYS）以及使用BEAM188和BEAM189单元时的截面号（SECNUM）。可以直接给所选的实体模型图元分配单元属性，或者定义默认的属性在生成单元的网格划分中使用。

在给梁划分网格时，给线分配的方向关键点是线的属性而不是单元属性，所以必须是直接分配给所选线（而不能定义默认的方向关键点）以备后面划分网格时直接使用。

1.直接给实体模型图元分配单元属性

给实体模型分配单元属性时，允许对模型的每个区域预置单元属性，从而避免在网格划分过程中重置单元属性。清除实体模型的节点和单元不会删除直接分配给图元的属性。

利用表3-1中的命令和相应的GUI路径可直接给实体模型分配单元属性。

2.分配默认属性

可以通过指向属性表的不同条目来分配默认的属性，在开始划分网格时，ANSYS会自动将默认属性分配给模型。直接分配给模型的单元属性将取代上述默认属性，而且当清除实体模型图元的节点和单元时，其默认的单元属性也将被删除。

可利用如下方式分配默认的单元属性。

命令：TYPE, REAL, MAT, ESYS, SECNUM。

GUI：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Default Attribs。

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Elem Attributes。

3.自动选择维数正确的单元类型

有些情况下，ANSYS程序能对网格划分或拖拉操作选择正确的单元类型，当选择明显正确时，不必人为地转换单元类型。

特殊地，当未将单元属性（xATT）直接分配给实体模型时，或者默认的单元属性（TYPE）对于要执行的操作维数不对时，而且已定义的单元属性表中只有一个维数正确的单元，ANSYS程序会自动的利用该种单元类型执行这个操作。

受此影响的网格划分和拖拉操作命令有：KMESH、LMESH、AMESH、VMESH、FVMESH、VOFFST、VEXT、VDRAG、VROTAT、VSWEEP。

4.在节点处定义不同的厚度

可以利用下列方式对壳单元在节点处定义不同的厚度。

命令：RTHICK。

GUI：Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Thickness Func。

壳单元可以模拟复杂的厚度分布，以SHELL63为例，允许给每个单元的4个角点指定不同的厚度，单元内部的厚度假定是在4个角点厚度之间光滑变化。给一群单元指定复杂的厚度变化是有一定难度的，特别是每一个单元都需要单独指定其角点厚度的时候，在这种情况下，利用命令RTHICH能大大简化模型定义。

下面用一个实例来详细说明该过程，该实例的模型为10×10的矩形板，用0.5×0.5的方形SHELL63单元划分网格。现在ANSYS程序里输入如下命令流。

得到初始的网格图如图3-2所示。

假定板厚按下述公式变化：h=0.5+0.2x+0.02y²，为了模拟该厚度变化，创建一组参数给节点设定相应的厚度值。换句话说，数组里面的第N个数对应于第N个节点的厚度，命令流如下。

最后，利用RTHICK函数将这组表示厚度的参数分配到单元上，结果如图3-3所示。