PLANE121 單元說明PLANE121是一個 2 維 8節點靜電單元。本單元每個節點只有一個自由度：電壓。8節點單元具有協調的電壓形函數，能夠較好地適應曲線邊界。本 8節點靜電單元用于 2 維靜電場分析。可以有不同的輸出選項。關于本單元
PLANE121 單元說明
PLANE121是一個 2 維 8節點靜電單元。本單元每個節點只有一個自由度：電壓。8節點單元具有協調的電壓形函數，能夠較好地適應曲線邊界。本 8節點靜電單元用于 2 維靜電場分析。可以有不同的輸出選項。關于本單元的更多細節見 ANSYS 公司理論手冊 中的 PLANE121。
圖 121.1 PLANE121 平面幾何
PLANE121 輸入數據
在圖 121.1: "PLANE121 單元幾何" 中給出了本單元的幾何形狀，節點位置和坐標系。單元輸入數據包括：8 個節點和正交異性材料特性。將節點 K, L 和 O 定義為同一節點可以形成三角形單元。
正交異性材料方向與單元坐標系一致。單元坐標系的方向在 坐標系 中說明。未輸入的材料特性的默認值在 線性材料特性 中說明。
單元載荷在 節點和單元載荷 中說明。表面電荷密度和 Maxwell 面標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" 中帶圓圈的數字所示。電荷密度可以作為單元節點處的體載荷輸入。如果輸入了節點 I 處的電荷密度 CHRGD(I),但未給出其它節點處的電荷密度，則默認等于 CHRGD(I)。如果輸入了所有角節點處的電荷密度,各中間節點處的電荷密度默認等于相鄰角節點電荷密度的平均值。
在 "PLANE121 輸入匯總"中給出了本單元輸入數據的匯總。關于本單元輸入數據的一般說明，見 "單元輸入"。對于軸對稱問題，見 "軸對稱單元"。
PLANE121 輸入匯總
節點
I, J, K, L, M, N, O, P
自由度
VOLT
實常數
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
關鍵選項
KEYOPT(3) - 單元行為
0 - 平面
1 - 軸對稱
KEYOPT(4) - 單元坐標系定義
0 - 單元坐標系平行于總體坐標系
1 - 單元坐標系以單元的 I-J 邊為基礎
KEYOPT(5) - 額外的單元輸出
0 - 基本單元輸出
1 - 對所有積分點重復基本單元輸出
2 - 輸出節點應力 (Nodal stress printout ?)
KEYOPT(7) - 為耦合單元存儲磁力
0 - 耦合單元為有中間節點 (高階) 的結構單元
1 - 耦合單元為沒有中間節點的結構單元
PLANE121 輸出數據
與單元有關的結果輸出有兩種形式：
? 包括在整個節點解中的節點自由度。
? 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" 中顯示了幾個輸出項。單元輸出的方向平行于單元坐標系。在 "結果輸出" 中給出了對于結果輸出的一般說明。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記:
在名稱列中的冒號 (：) 表示該項可以用分量名方法[ETABLE, ESOL] 處理；O 列表示該項可用于 Jobname.OUT 文件；R 列表示該項可用于結果文件。無論 O列或 R 列，Y 表示該項總是可用的，一個數字表示表的一個注解,其中說明了使用該項的條件；而減號 "-" 表示該項不可用。
表 121.1 PLANE121 單元輸出定義
名稱
定 義
O
R
EL
單元號
Y
Y
NODES
節點- I, J, K, L, M, N, O, P
Y
Y
MAT
材料號
Y
Y
VOLU
體積
Y
Y
XC,YC
結果顯示點位置
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
輸出點位置(X, Y)
1
1
PERX, PERY
相對介電常數
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 只輸出計算得到的結果 (取決于輸入數據)；
2 僅用于 *GET 命令，給出單元中心處結果。
表 121.2 PLANE121 其它單元輸出
說明
輸出項名稱
O
R
積分點結果
LOC, PERX, PERY, PERZ, EF, EFSUM, D, DSUM
1
-
節點結果
EF, EFSUM, D, DSUM, FMX
2
-
注解：
1 如果 KEYOPT(5) = 1，在各積分點輸出；
2 如果 KEYOPT(5) = 2，在各節點輸出；
附注：
對于軸對稱問題且 KEYOPT(4) = 0，X 和 Y 方向分別對應徑向和軸向。
表 121.3: "PLANE121 輸出項和序列號" 列出了可以通過 ETABLE 命令,采用序列號方法輸出的內容列表。更多信息見"ANSYS 基本分析指南" 中關于一般后處理 (POST1) 部分和本手冊中關于"輸出項和序列號表"部分。在表 121.3 "PLANE121 輸出項和序列號" 中使用以下標志：
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 命令的預先定義的輸出項；
E
對于單值或常數型單元數據的序列號；
表 121.3 PLANE121 輸出項和序列號
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。
·軸對稱結構建模必須滿足 X≥0；
·如果定義節點號 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點，意味著沿該邊電力勢為線性變化，而不再是拋物線變化。關于中間節點用法的更多信息見 ANSYS 建模和分網指南 中的 二次單元 (中間節點)。
·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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總部李老師
