Question

ansys中质量单元mass21如何使用， 实常数的定义

楼主在建立一个钢箱梁的ansys有限元模型，打算用mass21单元模拟桥梁两端的防撞护栏，但是对mass21的帮助文件不是很理解。请问定义实常数中，定义质量定义几个方向的，
1、为什么有一个方向的质量与几个方向质量之分
2、如果定义一个方向的质量是结构本身的质量，那么如果同时定义三个方向的质量此时这个质量是不是前面的总质量除以三还是就是总质量

Answer 1

mass21 单元是一个结构质量单元，它的实常数可以是一个、两个或六个，与关键选项 keyopt(3) 的设置有关。
当 keyopt(3) = 0 时，用于 3D 情况，需要输入 6 个实常数 - 3 个方向的质量和 3 个转动惯量；不同方向的质量和转动惯量可以不同 (按照输入值)。
当 keyopt(3) = 2 时，用于 3D 情况，只需要输入 1 个实常数，即质量。此时三个方向的质量相同，没有转动惯量。
当 keyopt(3) = 3 时，用于 2D 情况，需要输入 2 个实常数，即质量和转动惯量。此时两个方向的质量相同，转动惯量也相同。
当 keyopt(3) = 4 时，用于 2D 情况，只需要输入 1 个实常数，即质量。此时两个方向的质量相同，没有转动惯量。
所有质量和转动惯量都在单元坐标系中。

追问

那质量为什么会有方向之分，在静力学分析中只有一个方向，在动力学分析中以惯性力表示，应该与运动方向同向，这个时候为什么还要定义三个方向呢？

追答

这个问题很难回答。
不过，如果看一下其它实体单元，其质量矩阵也都是与此类似的，即对每一种单元，其质量矩阵的行列数总是与单元的节点自由度数相同，而 (3D 问题中) 对应三个平移自由度或三个转动自由度的质量矩阵主元一般是分别相等的。有可能 ANSYS 将 mass21 单元的质量矩阵也设计的和其它单元一样，处理起来比较方便。而且经验也表明，如果你对不同方向输入了不同的质量或转动惯量，那么它们也确实是起作用的，只是我们没有遇到过这种情况。