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COMBIN39单元翻译——王亮作品-长安大学建筑工程学院非线性弹簧单元COMBIN39单元描述：COMBIN39单元可以被用于任何分析，它是一种具有非线性f-d性能的单向受力单元。该单元在1-D,2-D,或3-D应用中具有纵向的和扭转的能力。纵向能力是指它是单向的轴向拉－压单元，每个节点都具有三个自由度：即节点的x,y,z三个方向的平移自由度，不考虑弯曲和扭转。扭转能力是指它是一种纯粹的旋转单元，每个节点都有三个自由度：即绕x,y,z轴的旋转，不考虑弯曲或轴向的荷载。因为单元的每个节点都有三个自由度，该单元具有大变形的能力。在ANSYS,Inc.TheoryReference（ansys理论手册）中可以查找到关于COMBIN39单元的详细信息。该单元没有质量和热容量，这些可以通过添加其他适当的单元（MASS21和MASS71）来弥补，具有阻尼和间隙的双线性f-d曲线的单元（COMBIN40）也是可行的。图39.1COMBIN39单元的几何模型图COMBIN39单元的输入数据:COMBIN39单元的几何图形，节点位置和坐标系可见于图39.1：“COMBIN39单元几何模型图”。该单元有两个节点和一条总体的f-d曲线定义。曲线上的节点（D1,F1等等）代表了结构分析中的力（或弯矩）与相对平移（或旋转）的关系，和热分析中的比热率（或流量）【heat(orflow)rate】与温度（或压力）的关系。在轴对称分析中，应该在360o的范围定义荷载。f-d曲线应满足从第三象限（压象限）到第一象限（拉象限）偏差【deflections】增加的条件。相邻的偏差不能小于输入的总变形范围的10－7倍。最后输入的变形必须为正。应避免输入垂直的f-d曲线段。输入数据如果超过了f-d曲线的范围，那么最后定义的斜率将保持不变，曲线的状态与曲线最后区段的保持一致。如果f-d曲线的受压区已经明确定义（不是由其他条件获得的），那么曲线至少应该有一个点经过原点（0，0），并且还至少有一个点在第一象限（拉象限）。如果KEYOPT(2)=1（无受压反力），那么f-d曲线不可以延伸到第三象限。与接触单元类似，我们注意到只受拉的特性将导致收敛上的困难。在ANSYSStructuralAnalysisGuide中查看Contact（接触）单元的特性，就像各种接触单元中描述的那样，在COMBIN39单元的应用中可按照接触单元中的指导克服收敛上的困难。注意到采用镜像选项【reflectiveoption】，我们可以有效地使定义荷载曲线的点的数目（20个点）增加一倍。除了曲线的初始斜率必须为正外，其他各段的斜率可以为正或为负，但如果KEYOPT(1)=1，则曲线最后的斜率不能为负，同时还应满足f-d曲线上的点不能被定义在第二和第四象限，并且某一象限内曲线上任一段的斜率不能大于在该象限内的初始斜率。KEYOPT(1)=1选项允许沿着与加载路径相同的路径卸载，也允许沿着平行于曲线初始斜率的直线卸载，后者允许采用具有滞后效应的模型。如图39.2：“COMBIN39单元f-d曲线”，KEYOPT(2)=1选项提供了几种加载曲线的性能。KEYOPT(3)选项只能选择一个自由度，可以是一个平移，一个旋转，一个压力或者一个温度。COMBIN39单元可以具有不止一类自由度（当KEYOPT(4)>0时）。定义单元的两个节点不能重合，因为荷载的方向与连接两个节点的直线成线性。纵向选项【Thelongitudinaloption】（KEYOPT(4)=1or3）造成了单轴的拉－压单元，单元的每个节点具有两个或三个平移自由度，不考虑弯曲和扭转。扭转选项（KEYOPT(4)=2）造成了纯扭转单元，单元的每个节点具有三个扭转自由度，不考虑弯曲和轴向荷载作用。当作用有集中力时，应力硬化效应【Thestressstiffeningcapability】可以被应用，单当作用有扭转荷载时却不可以。当打开NLGEOM选项时，如果使KEYOPT(4)=1or3，那么COMBIN39单元将具有大变形性能，而每个节点则具有两个或者三个自由度。使用线性追踪(LNSRCH,ON)对于解决由f-d曲线斜率变化较快造成的收敛困难有时是有帮助的。“COMBIN39单元输入数据概要”给出了该单元输入数据的情况。对于单元输入的总体描述在ElementInput中给出。COMBIN39单元输入概要：节点I,J自由度UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,PRES,orTEMP设置KEYOPT(3)的值，选择1维选项。设置KEYOPT(4)的值，选择2或者3维选项。实常数D1，F1，D2，F2，D3，F3，D4，F4，…，D20，F20查看表格39.1...