PLANE121 單元說明PLANE121是一個(gè) 2 維 8節(jié)點(diǎn)靜電單元。本單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度：電壓。8節(jié)點(diǎn)單元具有協(xié)調(diào)的電壓形函數(shù)，能夠較好地適應(yīng)曲線邊界。本 8節(jié)點(diǎn)靜電單元用于 2 維靜電場分析?？梢杂胁煌妮敵鲞x項(xiàng)。關(guān)于本單元
PLANE121 單元說明
PLANE121是一個(gè) 2 維 8節(jié)點(diǎn)靜電單元。本單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度：電壓。8節(jié)點(diǎn)單元具有協(xié)調(diào)的電壓形函數(shù)，能夠較好地適應(yīng)曲線邊界。本 8節(jié)點(diǎn)靜電單元用于 2 維靜電場分析。可以有不同的輸出選項(xiàng)。關(guān)于本單元的更多細(xì)節(jié)見 ANSYS 公司理論手冊 中的 PLANE121。
圖 121.1 PLANE121 平面幾何
PLANE121 輸入數(shù)據(jù)
在圖 121.1: "PLANE121 單元幾何" 中給出了本單元的幾何形狀，節(jié)點(diǎn)位置和坐標(biāo)系。單元輸入數(shù)據(jù)包括：8 個(gè)節(jié)點(diǎn)和正交異性材料特性。將節(jié)點(diǎn) K, L 和 O 定義為同一節(jié)點(diǎn)可以形成三角形單元。
正交異性材料方向與單元坐標(biāo)系一致。單元坐標(biāo)系的方向在 坐標(biāo)系 中說明。未輸入的材料特性的默認(rèn)值在 線性材料特性 中說明。
單元載荷在 節(jié)點(diǎn)和單元載荷 中說明。表面電荷密度和 Maxwell 面標(biāo)記可以作為單元邊界上的面載荷輸入，如 圖 121.1 "PLANE121 單元幾何" 中帶圓圈的數(shù)字所示。電荷密度可以作為單元節(jié)點(diǎn)處的體載荷輸入。如果輸入了節(jié)點(diǎn) I 處的電荷密度 CHRGD(I),但未給出其它節(jié)點(diǎn)處的電荷密度，則默認(rèn)等于 CHRGD(I)。如果輸入了所有角節(jié)點(diǎn)處的電荷密度,各中間節(jié)點(diǎn)處的電荷密度默認(rèn)等于相鄰角節(jié)點(diǎn)電荷密度的平均值。
在 "PLANE121 輸入?yún)R總"中給出了本單元輸入數(shù)據(jù)的匯總。關(guān)于本單元輸入數(shù)據(jù)的一般說明，見 "單元輸入"。對于軸對稱問題，見 "軸對稱單元"。
PLANE121 輸入?yún)R總
節(jié)點(diǎn)
I, J, K, L, M, N, O, P
自由度
VOLT
實(shí)常數(shù)
無
材料性能
PERX, PERY, PERZ
面載荷
表面電荷密度 -
CHRGS 邊 1 (J-I), 邊 2 (K-J), 邊 3 (L-K), 邊 4 (I-L)
Maxwell 表面載荷 -
邊 1 (J-I), 邊 2 (K-J), 邊 3 (L-K), 邊 4 (I-L)
體載荷
CHRGD(I), CHRGD(J), CHRGD(K), CHRGD(L), CHRGD(M), CHRGD(N), CHRGD(O), CHRGD(P)
特定求解能力
生死單元
關(guān)鍵選項(xiàng)
KEYOPT(3) - 單元行為
0 - 平面
1 - 軸對稱
KEYOPT(4) - 單元坐標(biāo)系定義
0 - 單元坐標(biāo)系平行于總體坐標(biāo)系
1 - 單元坐標(biāo)系以單元的 I-J 邊為基礎(chǔ)
KEYOPT(5) - 額外的單元輸出
0 - 基本單元輸出
1 - 對所有積分點(diǎn)重復(fù)基本單元輸出
2 - 輸出節(jié)點(diǎn)應(yīng)力 (Nodal stress printout ?)
KEYOPT(7) - 為耦合單元存儲磁力
0 - 耦合單元為有中間節(jié)點(diǎn) (高階) 的結(jié)構(gòu)單元
1 - 耦合單元為沒有中間節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)單元
PLANE121 輸出數(shù)據(jù)
與單元有關(guān)的結(jié)果輸出有兩種形式：
? 包括在整個(gè)節(jié)點(diǎn)解中的節(jié)點(diǎn)自由度。
? 附加的單元輸出，見表 121.1 "PLANE121 單元輸出定義"。
在圖 121.2 " PLANE121 輸出" 中顯示了幾個(gè)輸出項(xiàng)。單元輸出的方向平行于單元坐標(biāo)系。在 "結(jié)果輸出" 中給出了對于結(jié)果輸出的一般說明。查看的方法見 "ANSYS 基本分析指南"。
圖 121.2 PLANE121 輸出
單元輸出定義表使用如下標(biāo)記:
在名稱列中的冒號 (：) 表示該項(xiàng)可以用分量名方法[ETABLE, ESOL] 處理；O 列表示該項(xiàng)可用于 Jobname.OUT 文件；R 列表示該項(xiàng)可用于結(jié)果文件。無論 O列或 R 列，Y 表示該項(xiàng)總是可用的，一個(gè)數(shù)字表示表的一個(gè)注解,其中說明了使用該項(xiàng)的條件；而減號 "-" 表示該項(xiàng)不可用。
表 121.1 PLANE121 單元輸出定義
名稱
定 義
O
R
EL
單元號
Y
Y
NODES
節(jié)點(diǎn)- I, J, K, L, M, N, O, P
Y
Y
MAT
材料號
Y
Y
VOLU
體積
Y
Y
XC,YC
結(jié)果顯示點(diǎn)位置
Y
2
TEMP
溫度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)
Y
Y
XC,YC
輸出點(diǎn)位置(X, Y)
1
1
PERX, PERY
相對介電常數(shù)
1
1
EF:X, Y
電場分量
1
1
EF:SUM
EF 的矢量大小
1
1
D:X, Y
電流密度分量
1
1
D:SUM
D 的矢量大小
1
1
FMX(X, Y)
Maxwell 張量力分量
1
-
FMAG:X, Y
Maxwell 張量力分量
-
1
CHRGD
施加的電荷密度
-
Y
注解：
1 只輸出計(jì)算得到的結(jié)果 (取決于輸入數(shù)據(jù))；
2 僅用于 *GET 命令，給出單元中心處結(jié)果。
表 121.2 PLANE121 其它單元輸出
說明
輸出項(xiàng)名稱
O
R
積分點(diǎn)結(jié)果
LOC, PERX, PERY, PERZ, EF, EFSUM, D, DSUM
1
-
節(jié)點(diǎn)結(jié)果
EF, EFSUM, D, DSUM, FMX
2
-
注解：
1 如果 KEYOPT(5) = 1，在各積分點(diǎn)輸出；
2 如果 KEYOPT(5) = 2，在各節(jié)點(diǎn)輸出；
附注：
對于軸對稱問題且 KEYOPT(4) = 0，X 和 Y 方向分別對應(yīng)徑向和軸向。
表 121.3: "PLANE121 輸出項(xiàng)和序列號" 列出了可以通過 ETABLE 命令,采用序列號方法輸出的內(nèi)容列表。更多信息見"ANSYS 基本分析指南" 中關(guān)于一般后處理 (POST1) 部分和本手冊中關(guān)于"輸出項(xiàng)和序列號表"部分。在表 121.3 "PLANE121 輸出項(xiàng)和序列號" 中使用以下標(biāo)志：
NAME
與表 121.1 "PLANE121 單元輸出定義" 中相同定義的輸出量；
ITEM
用于 ETABLE 命令的預(yù)先定義的輸出項(xiàng)；
E
對于單值或常數(shù)型單元數(shù)據(jù)的序列號；
表 121.3 PLANE121 輸出項(xiàng)和序列號
輸出量
名稱
ETABLE 和 ESOL 命令輸入
Item
E
CHRGD
SMISC
1
PERX
NMISC
1
PERY
NMISC
2
PLANE121 假設(shè)和限制
·單元的面積必須大于零；
·如圖 121.2 "PLANE121 輸出" 所示，本單元必須位于總體坐標(biāo)的X-Y 平面中；對于軸對稱分析，Y 軸必須是對稱軸。
·軸對稱結(jié)構(gòu)建模必須滿足 X≥0；
·如果定義節(jié)點(diǎn)號 K 和 L 相同，可以形成三角形單元 (見 "三角形、金字塔形和四面體單元")；
·如果刪除某邊的中間節(jié)點(diǎn)，意味著沿該邊電力勢為線性變化，而不再是拋物線變化。關(guān)于中間節(jié)點(diǎn)用法的更多信息見 ANSYS 建模和分網(wǎng)指南 中的 二次單元 (中間節(jié)點(diǎn))。
·本單元可能與其它具有 VOLT 自由度的單元不兼容。為了兼容，各單元必須有相同的反作用力 (見 ANSYS 電磁場分析指南 中的 單元兼容性)。 |
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