ansys单元自由度

问：我现在正在学习有限元的相关知识，现在有一些问题搞得不太明白，想请教大家
1)有限元中，梁单元的节点有6个自由度，壳单元节点有5个自由度，而体单元节点有3个自由度，这些自由度是不是不能脱离单元的，就是说一个点在空间是否也具有6个自由度？
2)我们所说的壳和体单元的节点并不具有六个自由度，是因为它们本身就只具有5个或3个自由度，还是因为他们的节点其实也具有六个自由度，只是我们省去的自由度是可以用另外的自由度来表示出来的。
3)就是用耦合的方法连接这些不同自由度的单元时，有什么原则吗。比如说，我想连接梁与实体单元，将梁一端点上有6个自由度的点与体上的几个有三个自由度的节点相连，这时我应该如何选择？这时选择"UXUYUZRXRYRZ"与选"UXUYUZ"效果是否一样呢？
问题有点多，不好意思，能回答个算一个，请大家指教。谢谢

答：

1 理论上讲，每个节点都可以有6 个自由度，所以有些CAE 程序规定每个节点都有 6 个自由度，不用的可以约束掉，如Nastran 就是这样。
2 壳体单元的节点，在单元坐标系中是5个自由度，转换到总体坐标系也是6 个自由度。而实体单元，其本身只有 3 个自由度，即没有转动自由度。但是这是单元的特性，说到整个结构，还是有 6 个自由度，只是默认将节点的转动自由度处理为零，而整个结构的转动可以用几个节点的平移表示。
3 耦合连接不同自由度节点时，同类自由度可以对应耦合，不同类的自由度，一个转动需要与至少两个平移相耦合。至于如何耦合，与具体的CAE 软件有关，多数需要用多点约束方程进行耦合。

问：另外我还有一点想请教，就是总体坐标下各单元节点的自由度均为6个，那么有限元软件（以nastran为例）中的多点约束的选项框中都可以选择6个自由度，这些自由度是否就是基于总体坐标系下的，而对体单元节点来说，默认将节点的转动自由度处理为零，那在建立与体元相关的MPC时，例如将梁的转动与体元节点转动耦合，是否就意味着梁节点的转动自由也是零，还是说若选择了体元节点的转动自由度实际上是无效的，只能用两个以上平移自由度来耦合梁单元的转动自由度。

答：可能我说的太简单了，自由度为零就是说自由度的值为零。对于体单元，其节点实际上没有转动自由度，如果在数据段设置Autospc,yes，则Nastran 自动将没有刚度的自由度约束为零，即将体节点 (只与体元相连的节点) 的转动自由度约束为零 。如果设置Autospc,no，那么只与体单元连接的节点，其转动自由度将不受约束，因而刚度矩阵是奇异的，不能求解。
如果将梁节点的转动自由度与体节点的转动自由度耦合，且又设置了 Autospc,yes，那么按照 Nastran 的规定，该自由度就应该为零。如果没有设置 Autospc,yes，那么应是反过来，体节点的转动自由度等于梁节点的转动自由度。