ansys梁单元
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则
ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择:初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。
单元类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。
在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。
杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。
如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。
对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。
3)beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。
2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。
而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。
shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。
对于一般的问题，选用shell63就足够了。
ansys梁单元残余应力
ansys梁单元残余应力
在ANSYS中，可以使用梁单元（BEAM）来分析梁结构的应力情况，包括残余应力。
梁单元是一种特殊类型的有限元单元，适用于分析细
长结构，如梁、柱等。
要分析梁单元的残余应力，可以按照以下步骤进行操作：
1. 创建梁单元：在ANSYS中，可以使用梁单元命令或者通过界
面选择梁单元类型来创建梁单元。
例如，使用梁单元命令BEAM188可
以创建混凝土梁单元。
2. 定义梁单元的几何和材料属性：在命令行或者界面中输入相
关指令，定义梁单元的几何尺寸、材料属性、截面特性等。
3. 添加约束条件：根据实际情况，在梁单元的节点上添加适当
的约束条件，如固定边界条件、荷载等。
4. 进行静态分析：在ANSYS中，选择适当的静态分析命令或者
界面选项，进行梁单元的应力分析。
5. 查看结果：完成分析后，可以使用ANSYS的后处理工具查看
梁单元的残余应力分布。
可以选择显示应力云图、应力剖面图或者某
个位置的残余应力数值等。
需要注意的是，在进行梁单元的应力分析时，应根据具体情况选
择合适的材料力学模型和加载条件，并对边界约束条件进行正确设置，以获得准确的残余应力结果。
在ANSYS中梁单元如何自定义截面
第一步：用cad画图一个箱梁截面并导出.sat文件，假设文件名为cu 1.（1）画出截面（2）尺寸截面导入进ANSYS中，ANSYS截面尺寸大小为cad在测量工具显示下的大小。
与CAD改变单位无关。
（3）建立面域，把线框建立成面CAD面域命令region选中外围轮廓生成面域1再重复一次命令选中内轮廓，生成面域2。
导入到ANSYS中会有两个面用布尔运算（asba）生成箱梁面或者用面域减命令（su），面域1减去面域2，导入后则生箱梁截面。
（4）移动位置截面移动到坐标原点附近，便于在ANSYS中定位。
例如，在cad中的x-z平面画一个矩形面，形心在原点处，其导入后的面在ANSYS总体坐标系的x-z面上，形心在原点处。
（5）将cad中的面域导出为sat文件将sat文件放入到工作目录中第二步：将生成的文件名为cu的.sat文件导入ansys中~SATIN,cu,sat,,all,0 用的时候只需要修改cu这个文件名即可应用1直接利用此截面进行建模FINISH/CLEAR/prep7et,1,solid45mp,ex,1,2.10E11 !钢材mp,dens,1,7850*1.34mp,nuxy,1,0.3~SATIN,section,sat,,all,0k,,,,25l,14,15vdrag,1,,,,,,15VATT,1,,1esize,0.3VSWEEP,all应用2建立梁单元自定义截面Finish/clear/prep7et,1,mesh200 ! 采用mesh200辅助单元进行导入截面的网格划分，不参与计算，只是辅助划分网格。
keyopt,1,1,7 ！设置单元的附加功能，此处为划分的单元为3D八节点四边形单元。
~SATIN,cu,sat,,all,0 !导入截面aatt,1,,1aesize,all,1 ! 对导入的截面划分单元，可以自行调整单元大小amesh,allsecwrite,cu,sect,,1, 这个命令为截面导出命令，cu代表导出文件的名称,会在ANSYS当前工作做目录输cu.sec文件。
ANSYS梁壳单元及其应用
ANSYS梁壳单元及其应用一梁单元特性及应用梁单元用来建立三维结构的数学上理想化的一维有限元模型，与实体单元和壳单元相比，使用梁单元可以提高求解效率。
ANSYS提供了多种梁单元库以适应不同的需要，其中Beam44为3-D 渐变非对称截面梁，Beam188和Beam189为3-D有限应变梁，ANSYS的梁单元在非线性分析方面具有先进性和鲁棒性的独特优势。
1．3D真实描述梁单元在空间上是一维的线单元，单元特性和截面属性是相互独立的，通过指定截面编号，一维的梁单元就可以描述真实的三维空间结构，并且ANSYS可以以三维的形式显示分析结果。
ANSYS提供了11种常用的截面形状，并允许用户定制截面形状，用户可以利用二维建模的方式创建新截面，并可以把定制的截面形状保存在截面形状库中。
2．变截面梁ANSYS允许定义任意截面形状，允许单元的每一端具有不同的不对称几何形状，并允许其端节点从梁的中心轴偏移。
3．梁单元的预应力ANSYS的梁单元可以考虑预应力产生的应力刚化效应。
所谓应力刚化效应对于梁单元来说就是轴向应力引起的垂直轴向的刚度变化。
4．复合材料截面ANSYS可以定义任意几何形状由多个各向同性材料组成的横截面，可以用来模拟层状复合材料梁，长纤维增强复合材料梁和传感器等。
（图2）5．考虑剪切变形和翘曲的影响ANSYS的梁单元基于铁木辛柯梁理论，在平面假设的基础上可以考虑剪切变形的影响。
ANSYS的梁单元还可以考虑非圆截面梁扭转时产生的翘曲影响，这时每个端节点有7个自由度，包括3个平动，3个转动和一个翘曲自由度。
Shell188和Shell189单元不仅能模拟直梁的弯曲剪切响应，而且能模拟横向—扭转屈曲行为（特征屈曲和非线性崩塌）（图3）。
6．支持非线性材料本构模型ANSYS的梁单元支持弹性（线弹性和非线性弹性），塑性和蠕变等材料本构模型。
二壳单元特性及应用壳单元用来创建三维结构的二维理想化模型，用壳单元模拟壳状结构比用实体单元具有更高的计算效率。
ANSYS梁单元的选择
ANSYS中有七八种梁单元，它们的特点和适用范围各不相同。
了解这些单元之间的异同，有助于正确选择单元类型和得到较为理想的计算结果。
梁是一种几何上一维而空间上二维或三维的单元，主要用于模拟一个方向长度大于其它两方向的结构形式。
也就是说，主要指那些细长、像柱子一样的结构，只要横截面的尺寸小于长度尺寸，就可以选用梁单元来模拟（这在一定意义上和壳单元在一个方向上比另外两个方向都薄原理相似）。
通常来讲，横截面尺寸需要小于长度的1/20或1/30，这里的长度是指两支撑点间的物理意义上的距离。
梁单元本身可以进行任意的网格划分，且不支配梁理论的适用性；反过来，就像刚才提到的那样，物理尺寸和特性将决定选择哪种单元更为合适。
有两种基本的梁单元理论：铁木辛格（剪切变形）理论和欧拉-伯努力理论。
ANSYS 中的如下单元是基于欧拉-伯努力梁理论：1.2D/3D elastic BEAM3/42.2D plastic BEAM233.2D/3D offset tapered,unsymmetric BEAM54/444.3D thin-walled,plastic BEAM24欧拉-伯努力梁理论建立在如下假定的基础上：1.单元形函数为Hermitian多项式，挠度是三次函数；2.弯矩可以线性改变；3.不考虑横截面剪切变形；4.扭转时截面不发生翘曲；5.只具有线性材料能力（部分单元BEAM23/24具有有限的非线性材料能力）；6.非常有限的前后处理能力（除了BEAM44）。
ANSYS中有两种梁单元（BEAM188和BEAM189）是基于铁木辛格（剪切变形）理论，这种梁理论主要建立在如下假定基础上：1.单元形函数为拉格朗日插值多项式，具有线性或二次的位移函数；2.横向剪应力沿厚度方向为常数（一阶剪切变形梁单元）；3.可以模拟自由或约束扭转效应；4.支持丰富的模型特性（塑性和蠕变）；5.强大的前生处理能力。
使用中需要注意：（1）铁木辛格（剪切变形）理论是基于一阶剪切变形理论的，它不能准确地求解短粗梁，因此，ANSYS在帮助里指出该类型梁的适用范围是：GAl2/EI>30，对于那些高跨比较大的梁应选用实体单元求解；（2）ANSYS中2结点的铁木辛格（剪切变形）单元BEAM188对网格密度的依赖性较强，选用时单根构件单元数应不小于5或不小于3，并且打开KEYOPT(3)，否则误差会较大。
ansys杆、梁和管单元讲解
ansys杆、梁和管单元讲解（1）杆单元，适用于弹簧、螺杆、预应力螺杆和薄膜桁架等，常用的杆单元有LINK8/LINK11/LINK180.LINK180：三维杆单元，根据各种情况可以看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等，本单元是一个轴向拉伸---压缩单元，每个节点有三个自由度：节点坐标系的X、Y、Z方向的平动。
本单元是一种顶端铰链结构，不考虑单元弯曲。
本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形和大应变功能。
当考虑大变形时（NLGEOM，ON）任何分析中LINK180单元都包括应力刚化选项。
本单元支持弹性、各向同性强化塑性、随动强化塑性、Hill各向异性强化、Chaboche 非线性强化塑性和蠕变。
LINK10与之类似仅压缩或仅拉伸。
输入参数：节点：I,J 自由度：UX、UY、UZ 实常数：AREA为面积，ADDMAS质量，TENSKEY 拉压选项，0为可以受拉压，1为只受拉，-1为只受压。
材料属性：EX，（PRXY或NUXY），ALPX（CTEX或THSX），DENS，GXY，ALPD，BETD 面载荷：无体载荷：温度T(I)、T（J）特殊属性：单元生死、初始状态、大挠度、大应变、线性扰动、非线性稳定、塑性、应力刚化、用户自定义材料、粘弹性、粘弹性/蠕变、（2）梁单元，用于螺栓（杆）、薄壁管件，C形截面构建，角钢或狭长薄膜构建（只有膜应力和弯应力）梁单元有弹性梁、塑性梁、渐变不对称梁、薄壁梁等，此处介绍BEAM188BEAM188：三维线性有限应变梁单元，适用于分析从细长到中等短粗的梁结构，基于铁木辛哥梁结构理论，考虑了剪切变形的影响。
BEAM188是三维线性（2节点）或者二次梁单元。
每个节点有6或者7个自由度，自由度的个数取决与KEYOPT(1)=0（默认）,每个节点有6个自由度，即节点坐标系的X,Y,Z方向的平动和绕X,Y,Z轴的转动，当KEYOPT(1)=1时，7个自由度，引入横截面的翘曲。
AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析
AnsysWorkbench工程实例之——梁单元静力学分析本文可能是您能在网络上搜索到的关于Ansys Workbench梁单元介绍最详细全面的文章之一。
梁单元常用于简化长宽比超过10的梁与杆模型，比如建筑桁架、桥梁、螺栓、杠杆等。
Workbench中的梁单元有Beam188（默认）与Beam189两种，Beam188无中节点，Beam189有中节点。
在全局网格设置下，梁单元的中节点设置Element MIdside Nodes默认为dropped(无中节点），即默认使用Beam188单元，如果改为kept(有中节点)，则将改变为Beam189单元。
类型单元形状中节点自由度形函数Beam188 3D梁无 6 线性Beam189 3D梁有 6 二次Beam188Beam1891 梁单元分析概要1.1 建模与模型导入线框模型可在DM中创建，也可导入stp/igs等模型。
以下分别介绍通过DM创建与通过CAD软件创建导入过程。
1.1.1 梁线体的创建方法1，简单的线体模型可以在DM中创建，一般在XY平面绘制草图或点，再通过Concept——Lines From Sketches、Lines From Points或3D Curve等创建。
区别在于Lines From Sketches是提取草图所有的线条，如果线条是相连接的，提取的结果为一个线几何体。
Lines From Points或3D Curve用于将草图的点（可以是草图线条的端点）连接成为线体，结合Add Frozen选项，可以创建多个线几何体。
操作3次后多个线条可以通过From New Part功能组合为一个几何体，组合后两条线共节点，相当于焊接在一起。
选中后右击方法2，通过CAD软件创建后导入。
如果读者使用的是creo建模，可在草图中创建点，退出草图后选择基准——曲线——通过点的曲线。
操作3次后输出时需要注意，可另存为stp或igs格式，在输出对话框中必须勾选基准曲线和点选项。
ANSYS第8章 两单元的常用操作
ANSYS 入门教程 (10) –梁单元的常用操作第8章两单元的常用操作一、梁截面和实常数梁单元是用有限元法进行梁柱体系分析时最常采用的单元类型之一。
梁单元是个线单元，需要另外定义其截面特性。
在ANSYS 中，梁单元的截面特性通常通过实常数来定义，但是，对于 BEAM44、BEAM188 和 BEAM189 也可以通过截面 (Section) 来定义梁单元的截面形状，或者定义Section 后再由软件计算相应的截面特性，再作为实常数输入。
下面叙述定义Section 的具体操作。
1 定义标准截面-菜单：Main Menu > Preprocessor > Section > Beam > Common Sections > 出现标准截面定义对话框：在对话框中：(1) 给截面命名、选择标准截面形状；(2) 选择节点偏移方法；(3) 输入截面数据和选择截面网格粗细程度：如果需要，可以修改截面的横向剪切刚度和添加分布质量(单位是质量/ 长度)：然后可以显示截面的形状和截面上的网格划分情况，以及有关的截面参数。
截面上的网格是软件自动划分的，用于计算截面的几何参数。
首先选择要显示的截面和是否显示截面网格：然后显示所选择的截面形状和几何参数：也可以对截面列表：列表结果：右图显示了列表的部分内容：对于不能使用截面的梁单元，可以将列表数据作为实常数输入到相应的梁单元类型定义中。
需要时，可以删除已定义的截面：2. 定义用户截面–需要先绘制相应的截面形状，然后将相应的AREA 定义为截面。
操作过程如下：(1) 绘制截面形状 - AREAs(2) 对各线段设置网格尺寸：对本例设置所有线段的单元长度为 4设置网格尺寸之后：(3) 然后定义用户截面：ANSYS 并不马上生成新的截面，而是将新截面的数据写到一个“截面”文件中，如图，点击 OK 后将在工作目录中生成截面文件2-C18.sec：(4) 为了使用新定义的截面，需要读入该截面文件：然后可以绘制该截面：3. 定义变截面梁 (锥形梁)：定义锥形梁之前，必须先定义锥形梁两端的截面，比如我们先定义两个矩形截面beam-4 和 beam-5 如下：然后定义锥形 (Taper) 截面：采用 By XYZ Location 方法，定义截面 7：使用截面7 对线段划分梁单元：二、为划分网格设置单元属性在对实体划分网格之前，需要设置单元属性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当一个结构构件的一个方向尺寸远远大于另外两个方向的尺寸时，3D构件就可以理想化为1D构件以提高计算效率。
这样的单元有两类：以承受轴向拉压作用为主的杆单元，和承受弯曲作用为主的梁单元。
ANSYS提供的单元类型中共有9种梁单元，分别为BEAM3, BEAM4, BEAM23, BEAM24, BEAM44, BEAM54, BEAM161, BEAM188, BEAM189。
在结构分析中常用的是BEAM4和BEAM188或BEAM189这三中梁单元。
BEAM4单元
1.BEAM4单元是一种具有拉压弯扭能力的3D弹性单元。
每节点6个自由度。
2.BEAM4单元的定义包括：几何位置的确定，单元坐标系的确定，截面特性
的输入。
BEAM4单元包含两个节点(i，j)或三个节点(i，j，k)，k为单元的方向节点；单元的截面特性用实常数(REAL)给出，主要包括截面(area)，两个
方向的截面惯性矩(IZZ)和(IYY)，两个方向的厚度(TKY和TKZ)，相对单元坐标系x轴的方向角(THETA)，扭转惯性矩(IXX)。
其中惯性矩，厚度，方向角都是在单元坐标系下给出的。
3.BEAM4单元坐标系的方向确定如下：单元坐标系X轴由节点i，j连线方
向确定由i指向 j；对于两节点确定的BEAM4单元，若方向角theta=0，则单元坐标系y轴默认平行于整体坐标系的x-y平面；若单元坐标系x
轴与整体坐标系z轴平行，则单元坐标系y轴默认平行整体坐标系的y
轴，z轴由右手法则判定；若用户希望自己来控制单元绕单元坐标系x轴的转动角，则可以通过方向角theta或第三个节点k来实现，i，j，k
确定一个平面，单元坐标系的Z轴就在该平面内。
可以用下列命令查看单元坐标系及截面：
/ESHAPE, 1
/PSYMB, ESYS
说明：在指定网格划分属性时，可将某一关键点作为方向点属性赋予所需划分的线，这样就生成包含3个节点的梁单元。
(具体见后面)
4.单元压力荷载(pressure)的施加比较特殊。
只能用SFBEAM命令来实现，
通过其他方式施加荷载都是无效的，其中LKEY为荷载方向号。
5.beam4单元应力输出：包括轴向正应力，弯曲应力，两者的合应力。
命令：PRESOL，ELEM
GUI：LIST RESULT〉ELEM SOLUT〉LINEELEM RESULT
6.单元弯矩图的绘制
ETABLE，MI，SMISC，5
ETABLE，MJ，SMISC，11
PLLS，MI，MJ，1！PLLS 的GUI：PLOT RESULT〉CONTOUR PLOT〉LINE ELEM RES
BEAM188单元
BEAM188，BEAM189适合于细长梁和适度深梁的计算，计算考虑了剪切变形
的影响。
∙BEAM188为2节点3D梁单元，BEAM189为3节点3D梁单元。
∙BEAM189每个节点有6个或7个自由度，自由度的多少取决于用户对keyopt(1)的选择，若keyopt(1)=0，则每个节点6个自由度，keyopt(1)=1，则每个节点6个自由度，再加上一个翘曲自由度。
1.若通过节点来绘制BEAM189单元，需要4个节点(i，j，k，l)，k为单元
中间节点，l为单元的方向节点。
2.单元特性不能通过实常数定义，必须通过界面号进行定义。
3.其余同上。