2D单元的单元族

1) Plane stress: 平面应力单元

自由度 (DOFs) –每个节点两个自由度（Ux，Uy平面内的移动）

Z轴方向（厚度方向）的应力为0

实际应用：钣金零件，例如飞机蒙皮、狭长的梁。

2) Plain strain: 平面应变单元

自由度（DOF）--每个节点2个（平面内的平动自由度Ux，Uy）

Z轴方向（厚度方向）应变为0

实际应用：地下管道、宽的梁类零件、大坝等。

平面应力和应变单元常用于2维的平面问题分析。

3) Plate: 板单元

自由度（DOF）--每个节点3个自由度，平面内的转动自由度θx，θy和法线方向的平动自由度Uz

实际应用：零件承受弯曲变形的工况。

板单元在三维空间以3节点或者4节点单元的形式体现，这类单元常用来模拟和分析压力容器或者车身类零件。

板单元不考虑平面外的转动自由度，但是具有其他方向的转动自由度和所有的平动自由度。支持节点力、节点力矩（除了绕单元法向的力矩外）、压力（沿着单元法向）、加速度/重力、离心力和温度载荷等边界条件。

板单元支持所有的基于表面施加的载荷（压力、表面力等，表面约束除外），支持单元属性（厚度、单元法向坐标等）。所有的这些载荷和属性都是基于组成单元的边所在的表面施加的，每个单元可能由四条属于不同表面的边组成，这些要素是如何施加的取决于网格是自动生成的（由网格生成器根据CAD模型生成或者2D网格生成器生成）还是手动划分的。组成单元的每条边所属表面的标号根据表中所示重新组合，得到新的单元的表面编号。载荷和单元属性就根据这个编号施加在单元上。

4）Membrane: 膜单元

自由度（DOF）--每个节点有3个自由度，平面内的平动自由度 Ux，Uy，法线方向的转动自由度θz。

实际应用：气球，挡板。

5) Thin shell: 薄壳单元

薄壳单元是最常用的2D单元

自由度（DOF）：每个节点有6个自由度（ Ux，Uy， Uz，θx，θy，θz）

Thin Shell = Plate + Membrane

( Ux , Uy , Uz , θx , θy , θz) = Uz , θx , θy + Ux , Uy , θz

(3T+3R) = (1T+2R) + (2T+1R)

6) Axisymmetric Solid: 轴对称实体单元

自由度（DOF）：每个节点有2个平面内的平动自由度 Ux，Uz ，Z轴为转动轴。

为什么2D单元却以实体单元命名？这是因为尽管轴对称实体单元是2D单元，但它代表的却是实体。在CAD软件中创建圆柱类零件时，我们需要定义回转轴和矩形截面。同样，对于轴对称模型，我们也需要定义一个回转轴和一个截面（平面单元）。平面2D单元也就在数学上等效于3D回转类模型。

实际应用：压力容器、轴对称边界条件作用下的回转类零件。