ANSYS14结构质量单元解析与应用

1.MASS21单元简介

图2-17所示为MASS21单元几何图。MASS21是一个具有6个自由度的单节点单元，即x，y和z方向的平动和绕x，y和z轴的转动。每个方向可以具有不同的质量和转动惯量。

MASS21单元在静态解中无任何效应，除非具有加速度或旋转载荷或惯性解除，该单元支持大变形、单元生死和线性摄动分析功能。

2.MASS21单元关键字

图2-18所示为“MASS21 element type options（MASS21单元关键字设置）”对话框。MASS21单元包括K1、K2和K3关键字。下面将给用户做详细讲解。

图2-17 MASS21单元几何图

图2-18 “MASS21单元关键字设置”对话框(www.xing528.com)

（1）K1关键字

MASS21单元K1关键字用来定义单元实常数的种类。它包括两种定义实常数方式：质量-转动惯量（Masses-Inertias）和体积-密度（Volumes-Density），其中质量-转动惯量方式为ANSYS默认选项。如果用户设置定义实常数为体积-密度，则必须在材料模型中定义其密度。

（2）K2关键字

MASS21单元K2关键字用来定义单元初始坐标系。它包括两种单元初始坐标系：平行于总体坐标系（Parall to global）和平行于节点坐标系（Parall to nodal sys），其中平行于总体坐标系为ANSYS默认选项。

（3）K3关键字

MASS21单元K3关键字用来设置单元的转动惯量。它包括4种转动惯量：考虑转动惯量的三维质量单元（3-D w rot inert）、不考虑转动惯量的三维质量单元（3-D w/o rot inert）、考虑转动惯量的二维质量单元（2-D w rot inert）和不考虑转动惯量的二维质量单元（2-D w/o rot inert）。

K3关键字的设置会影响到单元的自由度和实常数。考虑转动惯量的三维质量单元允许MASS21单元具有6个方向自由度，并且实常数需要输入MASSX、MASSY与MASSZ 3个方向的质量和I_XX、I_YY与I_ZZ3个方向转动惯量。不考虑转动惯量的三维质量单元只允许MASS21单元具有3个方向的平动自由度，并且实常数只需输入MASS。考虑转动惯量的二维质量单元允许MASS21单元具有X、Y方向的平动自由度和绕Z轴的转动ROTZ自由度，并且实常数只需输入MASS和I_ZZ。不考虑转动惯量的二维质量单元只允许MASS21单元具有X、Y方向的平动自由度，并且实常数只需输入MASS。