单元数据

计算机技术领域术语

单元数据是指在有限元法中将连续体进行网格剖分而离散出来的有限个组成部分的能被计算机接受和处理的各种描述事物属性的表示。

数据定义

单元又称元素或元，是在有限元法中将连续体进行网格剖分而离散出来的有限个组成部分。单元是有限元法中最基本的分析对象，连续体是所有单元的集合。单元的种类很多。按力学性质分为一维单元、二维单元和三维单元；按几何形状分为三角形元、四边形元、四面体元和六面体元等;；按基本未知量的选取分为位移元、平衡元、混合元或杂交元；还发展了许多新型单元，如边界元、奇异元、无限元等。

数据是指能被计算机接受和处理的各种描述事物属性的表示，包括整数、实数、字符、文字、表格、图形、图像和声音等。

数据是程序设计的加工对象，能输入到计算机中，按人们的要求加以处理(如编辑、存储、传送、分类、计算、转换、检索、制表和模拟等)，以得到所需要的结果。数据经过解释并赋予一定的意义以后，便称为信息。数据的基本单位是数据元素(data element)，有时，一个数据元素可有若干个数据项(data item)组成，数据项是数据的不可分割的最小单位。

单元数据即在有限元法中将连续体进行网格剖分而离散出来的有限个组成部分的能被计算机接受和处理的各种描述事物属性的表示。单元数据包括单元编号、组成单元的节点编号、单元材料特性、单元物理特性值和一维单元的截面特性五个数据类型。

数据类型

单元编号

模型中的每个单元同样都有一个惟一的编号，作为单元的标识符。同一模型中，单元编号不能重复，但可以不连续。在自动或半自动分网中，单元编号也由计算机自动完成，编号顺序不一定合理，当删除一些单元后也可能造成编号不连续。由于单元编号影响总刚矩阵的波前数，因此在利用波前法计算时可进行波前优化，以重新对单元进行合理编号。

组成单元的节点编号

指出单元由哪些节点组成，这组节点的坐标值实际上决定了单元的网格形状。

单元材料特性

该类数据定义分析对象的各种材料特性，如弹性模量、泊松比、热膨胀系数、传热系数和密度等，在形成单元特性矩阵时将用到这类数据。

单元物理特性值

该类数据定义单元本身的物理特性和辅助几何参数，如弹簧单元的刚度系数、间隙单元的间距、集中质量单元的质量、板壳单元厚度和曲率半径等。

一维单元的截面特性

截面特性包括截面面积、惯性矩、极惯性矩、弯心位置、剪切面积比等。截面特性通常由定义的截面形状和大小由软件自动求出。