2.2 單元類型

有限元方法將復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)離散為一個個規(guī)則的單元，從而化繁為簡，將復(fù)雜的問題簡單化。OptiStruct提供了豐富的單元庫，包括0D、1D、2D和3D單元，適用于不同的分析場景。

2.2.1 0D單元

CELAS1、CELAS2、CELAS3和CELAS4用于定義彈簧單元。CELAS1和CELAS3的屬性是PELAS。CELAS2和CELAS4自帶屬性。在HyperMesh中可通過1D-springs進行創(chuàng)建。

CDAMP1、CDAMP2、CDAMP3和CDAMP4用于定義標(biāo)量阻尼單元。CDAMP1和CDAMP3的屬性是PDAMP。CDAMP2和CDAMP4自帶屬性。

CMASS1、CMASS2、CMASS3和CMASS4用于定義質(zhì)量點。CMASS1和CMASS3的屬性是PMASS。CMASS2和CMASS4自帶屬性。

CONM1和CONM2是集中質(zhì)量單元。CONM1在節(jié)點位置定義一個6×6質(zhì)量矩陣。CONM2在節(jié)點位置定義質(zhì)量和慣性屬性，若不指定慣性矩則表示分析中不考慮質(zhì)量單元慣性矩的影響。

CVISC用于定義黏性阻尼，CVISC的屬性是PVISC。

2.2.2 1D單元

CBEAM為通用梁單元，能傳遞軸向力、橫向剪切力、彎矩、扭矩等載荷，其屬性卡片為PBEAM。

CBAR為簡化版梁單元，相對CBEAM而言，不能考慮截面翹曲，其屬性卡片為PBAR。

CBUSH為通用彈簧阻尼單元，對應(yīng)的屬性卡片為PBUSH。CBUSH彈簧單元有6個自由度，可分別指定6個方向的剛度和阻尼，功能更強大，若只使用1個方向的自由度，則相當(dāng)于CELAS1。每個方向都可以設(shè)置非線性剛度和阻尼。

CBUSH1D為單向彈簧阻尼單元，相當(dāng)于只有一個方向上有剛度的CBUSH單元，可以設(shè)置非線性剛度和阻尼，其屬性卡片為PBUSH1D。

CGAP為間隙單元，支持軸向和摩擦載荷，其屬性卡片為PGAP。

CGAPG也為間隙單元，支持軸向和摩擦載荷，可用于連接曲面片（不需要點對點連接），其屬性卡片為PGAP。

CROD為桿單元，只能傳遞軸向力和扭矩，其屬性卡片為PROD。

CWELD為簡單軸向梁單元，支持力和力矩，不需要點對點連接，可用于連接曲面片，其屬性卡片為PWELD。

2.2.3 2D單元

當(dāng)結(jié)構(gòu)厚度方向的尺寸遠(yuǎn)小于另外兩個方向的尺寸時，可對實體結(jié)構(gòu)沿厚度抽取中面，采用二維單元來模擬三維結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。OptiStruct支持通用的2D殼單元，該單元可考慮薄膜應(yīng)變、面外彎曲及剪切，其單元類型有一階的三角形單元CTRIA3及四邊形單元CQUAD4，二階的三角形單元CTRIA6及四邊形單元CQUAD8，其相應(yīng)的屬性卡片為PSHELL。

當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀、載荷及約束沿某個軸對稱時，軸向相關(guān)參數(shù)為零，殼單元可進一步簡化為軸對稱單元。OptiStruct的軸對稱單元為一階三角形單元CTAXI、二階三角形單元CTRIAX6、二階四邊形單元CQAXI，對應(yīng)屬性卡片為PAXI。

當(dāng)單元的法向應(yīng)變?yōu)榱銜r，通用殼單元可退化為平面應(yīng)變單元，OptiStruct提供了一階三角形單元CTPSTN及四邊形單元CQPSTN，其屬性卡片為PPLANE。

2.2.4 3D單元

3D實體單元用于模擬厚板和實體結(jié)構(gòu)。通常無法用1D單元和2D單元簡化的模型都需要使用3D實體單元進行模擬。OptiStruct提供的一階及二階3D實體單元包括六面體單元（CHEXA）、三棱柱單元（CPENTA）、金字塔單元（CPYRA）和四面體單元（CTETRA），屬性都是PSOLID。