PLANE121 单元说明PLANE121是一个 2 维 8节点静电单元。本单元每个节点只有一个自由度：电压。8节点单元具有协调的电压形函数，能够较好地适应曲线边界。本 8节点静电单元用于 2 维静电场分析。可以有不同的输出选项。关于本单元
PLANE121 单元说明
PLANE121是一个 2 维 8节点静电单元。本单元每个节点只有一个自由度：电压。8节点单元具有协调的电压形函数，能够较好地适应曲线边界。本 8节点静电单元用于 2 维静电场分析。可以有不同的输出选项。关于本单元的更多细节见 ANSYS 公司理论手册 中的 PLANE121。
图 121.1 PLANE121 平面几何
PLANE121 输入数据
在图 121.1: "PLANE121 单元几何" 中给出了本单元的几何形状，节点位置和坐标系。单元输入数据包括：8 个节点和正交异性材料特性。将节点 K, L 和 O 定义为同一节点可以形成三角形单元。
正交异性材料方向与单元坐标系一致。单元坐标系的方向在 坐标系 中说明。未输入的材料特性的默认值在 线性材料特性 中说明。
单元载荷在 节点和单元载荷 中说明。表面电荷密度和 Maxwell 面标记可以作为单元边界上的面载荷输入，如 图 121.1 "PLANE121 单元几何" 中带圆圈的数字所示。电荷密度可以作为单元节点处的体载荷输入。如果输入了节点 I 处的电荷密度 CHRGD(I),但未给出其它节点处的电荷密度，则默认等于 CHRGD(I)。如果输入了所有角节点处的电荷密度,各中间节点处的电荷密度默认等于相邻角节点电荷密度的平均值。
在 "PLANE121 输入汇总"中给出了本单元输入数据的汇总。关于本单元输入数据的一般说明，见 "单元输入"。对于轴对称问题，见 "轴对称单元"。
PLANE121 输入汇总
节点
I, J, K, L, M, N, O, P
自由度
VOLT
实常数
无
材料性能
PERX, PERY, PERZ
面载荷
表面电荷密度 -
CHRGS 边 1 (J-I), 边 2 (K-J), 边 3 (L-K), 边 4 (I-L)
Maxwell 表面载荷 -
边 1 (J-I), 边 2 (K-J), 边 3 (L-K), 边 4 (I-L)
体载荷
CHRGD(I), CHRGD(J), CHRGD(K), CHRGD(L), CHRGD(M), CHRGD(N), CHRGD(O), CHRGD(P)
特定求解能力
生死单元
关键选项
KEYOPT(3) - 单元行为
0 - 平面
1 - 轴对称
KEYOPT(4) - 单元坐标系定义
0 - 单元坐标系平行于总体坐标系
1 - 单元坐标系以单元的 I-J 边为基础
KEYOPT(5) - 额外的单元输出
0 - 基本单元输出
1 - 对所有积分点重复基本单元输出
2 - 输出节点应力 (Nodal stress printout ?)
KEYOPT(7) - 为耦合单元存储磁力
0 - 耦合单元为有中间节点 (高阶) 的结构单元
1 - 耦合单元为没有中间节点的结构单元
PLANE121 输出数据
与单元有关的结果输出有两种形式：
• 包括在整个节点解中的节点自由度。
• 附加的单元输出，见表 121.1 "PLANE121 单元输出定义"。
在图 121.2 " PLANE121 输出" 中显示了几个输出项。单元输出的方向平行于单元坐标系。在 "结果输出" 中给出了对于结果输出的一般说明。查看的方法见 "ANSYS 基本分析指南"。
图 121.2 PLANE121 输出
单元输出定义表使用如下标记:
在名称列中的冒号 (：) 表示该项可以用分量名方法[ETABLE, ESOL] 处理；O 列表示该项可用于 Jobname.OUT 文件；R 列表示该项可用于结果文件。无论 O列或 R 列，Y 表示该项总是可用的，一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项的条件；而减号 "-" 表示该项不可用。
表 121.1 PLANE121 单元输出定义
名称
定 义
O
R
EL
单元号
Y
Y
NODES
节点- I, J, K, L, M, N, O, P
Y
Y
MAT
材料号
Y
Y
VOLU
体积
Y
Y
XC,YC
结果显示点位置
Y
2
TEMP
温度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)
Y
Y
XC,YC
输出点位置(X, Y)
1
1
PERX, PERY
相对介电常数
1
1
EF:X, Y
电场分量
1
1
EF:SUM
EF 的矢量大小
1
1
D:X, Y
电流密度分量
1
1
D:SUM
D 的矢量大小
1
1
FMX(X, Y)
Maxwell 张量力分量
1
-
FMAG:X, Y
Maxwell 张量力分量
-
1
CHRGD
施加的电荷密度
-
Y
注解：
1 只输出计算得到的结果 (取决于输入数据)；
2 仅用于 *GET 命令，给出单元中心处结果。
表 121.2 PLANE121 其它单元输出
说明
输出项名称
O
R
积分点结果
LOC, PERX, PERY, PERZ, EF, EFSUM, D, DSUM
1
-
节点结果
EF, EFSUM, D, DSUM, FMX
2
-
注解：
1 如果 KEYOPT(5) = 1，在各积分点输出；
2 如果 KEYOPT(5) = 2，在各节点输出；
附注：
对于轴对称问题且 KEYOPT(4) = 0，X 和 Y 方向分别对应径向和轴向。
表 121.3: "PLANE121 输出项和序列号" 列出了可以通过 ETABLE 命令,采用序列号方法输出的内容列表。更多信息见"ANSYS 基本分析指南" 中关于一般后处理 (POST1) 部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。在表 121.3 "PLANE121 输出项和序列号" 中使用以下标志：
NAME
与表 121.1 "PLANE121 单元输出定义" 中相同定义的输出量；
ITEM
用于 ETABLE 命令的预先定义的输出项；
E
对于单值或常数型单元数据的序列号；
表 121.3 PLANE121 输出项和序列号
输出量
名称
ETABLE 和 ESOL 命令输入
Item
E
CHRGD
SMISC
1
PERX
NMISC
1
PERY
NMISC
2
PLANE121 假设和限制
·单元的面积必须大于零；
·如图 121.2 "PLANE121 输出" 所示，本单元必须位于总体坐标的X-Y 平面中；对于轴对称分析，Y 轴必须是对称轴。
·轴对称结构建模必须满足 X≥0；
·如果定义节点号 K 和 L 相同，可以形成三角形单元 (见 "三角形、金字塔形和四面体单元")；
·如果删除某边的中间节点，意味着沿该边电力势为线性变化，而不再是抛物线变化。关于中间节点用法的更多信息见 ANSYS 建模和分网指南 中的 二次单元 (中间节点)。
·本单元可能与其它具有 VOLT 自由度的单元不兼容。为了兼容，各单元必须有相同的反作用力 (见 ANSYS 电磁场分析指南 中的 单元兼容性)。 |
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