第12章 连杆与桁架结构分析 303
第12章 连杆与桁架结构分析 Analysis of Links and Trusses
很多的结构组件只承受张力或压力（而没有弯曲或横向剪力），这种结构组件称为「二力杆件」（two-force members），这种two-force members可以利用link元素来model。最常看到的应用是利用link元素来解桁架结构（truss structures），所以link元素又称为truss 元素。在这一章里，我们先在第1节中介绍LINK1元素，它是2D的two-force members（LINK8则是3D的two-force members）。第2、3、4节分别介绍三个应用实例，第一个例子是一个2D的桁架结构，其它两个例子是从ANSYS的verification manual挑选出来的简单例子 [Ref. 8, VM1 & VM3]。第5节浏览ANSYS的所有link elements，包括热传分析用的conduction links、convection links、radiation links等。第6节则以两个练习题作为结束。
304 第12章 连杆与桁架结构分析
第12.1节 LINK1：2D连杆元素
LINK1: 2D Link Element
12.1.1 LINK1元素描述
Figure 12-1 LINK1 Element
LINK1元素在ANSYS中称为2D spar，它是用来model二力杆件（two-force members），也就是只能够承受张力及压力。LINK1有两个节点（I、J），每个节点上面各有两个自由度：UX、UY。元素坐标系统以I-J作为X轴。
12.1.2 LINK1输入数据
LINK1的输入数据（Figure 12-2）很简单。在real constants方面，主要的输入资料是断面积（AREA），另外如果有initial strain时，可以利用ISTRN输。Material properties则是输入X方向（亦即I-J方向）即可。没有任何的surface load可以指定。Body force可以输入I、J点的温度，这个元素除了支持elasticity外，也支持plasticity。
第12.1节 LINK1：2D连杆元素 305
Element Name LINK1 Nodes I, J Degrees of Freedom UX, UY Real Constants AREA, ISTRN Material Properties EX, ALPX, DENS, DAMP Surface Loads None Body Loads Temperature -- T(I), T(J) Special Features Plasticity, Creep, Stress stiffening, Large deflection Figure 12-2 LINK1 Input Summary
12.1.3 LINK1输出数据
Figure 12-3 LINK1 Output Data
LINK1的输出数据也是很简单的。Figure 12-3列出其应力及应变的符号。对于elastic的材料而言，最关心的输出量是轴向（X方向）的member force（MFORX）及轴向应力（SAXL），其中SAXL = MFORX / AREA。其它EPEL、EPPL、EPTH、及EPCR分别表示elastic strain、plastic strain、thermal strain、及creep strain。