abaqus梁单元类型
abaqus中桁架单元和梁单元的区别
ABaqus是一款广泛使用的有限元分析软件，用于解决工程和科学领域中的复杂力学问题。
在ABaqus中，桁架单元和梁单元是常用的两种元素类型，用来模拟结构的行为和响应。
本文将重点探讨桁架单元和梁单元的区别，以帮助读者更深入地理解它们在有限元分析中的应用和意义。
1. 桁架单元和梁单元的定义和特点桁架单元通常用于模拟结构中的轻型材料，例如薄壁结构或支撑结构。
它们具有较高的刚度和强度，但对于柔性变形的模拟效果较差。
桁架单元通常由两个节点和相连的杆件组成，具有较大的刚度和轻质的特点。
梁单元则用于模拟结构中的梁或横梁部分，具有较好的模拟效果和计算速度。
梁单元通常用于模拟梁的弯曲和剪切行为，具有多个节点和横断面特征。
梁单元通常具有较好的变形模拟效果和求解速度。
2. 桁架单元和梁单元的适用范围桁架单元主要适用于模拟轻型结构的整体刚度和强度，例如建筑物中的支撑结构、飞机机身中的支撑桁架等。
桁架单元可以有效地模拟结构在受压或受拉状态下的行为，具有较高的计算效率和准确性。
梁单元则主要适用于模拟梁或横梁部分的弯曲和剪切行为，例如桥梁、机械装置中的横梁等。
梁单元具有较好的变形模拟效果和计算速度，可以准确地模拟结构在受力状态下的变形和应力分布。
3. 桁架单元和梁单元的差异比较在使用ABaqus进行有限元分析时，选择桁架单元或梁单元需要根据结构的实际情况和分析的目的进行合理的选择。
桁架单元适用于模拟整体刚度和强度较大的结构，而梁单元适用于模拟弯曲和剪切行为较为显著的结构。
桁架单元的刚度和强度较大，但对于柔性变形的模拟效果较差，因此在模拟薄壁结构或支撑结构时需要谨慎使用。
梁单元具有较好的变形模拟效果和计算速度，但在模拟整体刚度和强度较大的结构时需要进行合理的网格划分和边界条件的设定。
总结回顾：通过以上对桁架单元和梁单元的定义、特点、适用范围和差异比较，我们可以更深入地理解它们在有限元分析中的应用和意义。
在实际工程和科学领域中，合理地选择桁架单元或梁单元可以更准确地模拟结构的行为和响应，为工程设计和科学研究提供可靠的分析结果和依据。
abaqus第四讲应用梁单元
梁截面的节点偏置
当应用梁单元作为壳模型的加强件时，使梁和壳单元应用相同的节 点是很方便的。壳单元的节点是位于壳的中面上，而梁单元的节点是位 于梁的横截面上某点。因此，如果壳和梁单元使用相同的节点，壳与梁 加强件将会重叠，除非梁横截面是偏置于节点位置 。 采用工字型、梯型和任意多边形的梁截面形式，可能要将该截面几 何形状定位在与截面的局部坐标系的原点（原点位于单元节点处）具有 一定距离的位置上。使采用这些横截面的梁偏离它们的节点是很容易的。
当要求在分析前计算梁截面的性质时，ABAQUS就不在截面点上计算梁 的响应，而是应用截面的工程性质确定截面的响应。
横截面方向 ：
用户必须在整体笛卡儿空间中定义梁横截面的方向。从单元的第一节点 到下一个节点的矢量被定义为沿着梁单元的局部切线t，梁的横截面垂直于这 个局部切线矢量。矢量n1和n2代表了局部（1-2）梁截面轴。这三个矢量t、 n1、n2构成了局部、右手法则的坐标系。
实心横截面
在扭转作用下，非圆型的实心横截面不再保持平面，而是发生翘曲。 应用St.Venant翘曲理论在横截面上每一个截面点处计算由翘曲引起的剪切 应变的分量。 实心横截面的翘曲被认为是无约束的，所产生的轴向应力可以忽略不计 。 实心横截面梁的扭转刚度取决于材料的剪切模量G和梁截面的扭转常数J。 扭转常数取决于梁横截面的形状和翘曲特征。 对于在横截面上产生较大非弹性变形的扭转载荷，应用这种方法不能够 得到精确的模拟。
闭口薄壁横截面
闭口薄壁非圆型横截面（箱型或六边型）的梁具有明显的抗扭刚度，其性 质与实心横截面梁类似。 横截面上的翘曲也是无约束的。 根据横截面的薄壁性质，ABAQUS考虑剪应变沿壁厚是一个常数。 当壁厚是典型梁横截面尺寸的1/10时，薄壁假设是成立的。 薄壁横截面的典型横截面尺寸包括： 管截面的尺寸。 箱型截面的边长。 任意形状截面的典型边长。
ABAQUS单元类型及特点汇总
ABAQUS单元类型及特点汇总1、单元表征单元族：单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。
C3D8I是实体单元；S4R是壳单元；CINPE4是无限元；梁单元；刚体单元；膜单元；特殊目的单元，例如弹簧，粘壶和质量；桁架单元。
自由度dof（和单元族直接相关）：每一节点处的平动和转动1 1方向的平动2 2方向的平动3 3方向的平动4 绕1轴的转动5 绕2轴的转动6 绕3轴的转动7 开口截面梁单元的翘曲8 声压或孔隙压力9 电势11 度（或物质扩散分析中归一化浓度）12＋梁和壳厚度上其它点的温度轴对称单元1 r方向的平动2 z方向的平动6 r-z方向的转动节点数：决定单元插值的阶数数学描述：定义单元行为的数学理论积分：应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。
大部分单元采用高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。
单元末尾用字母“R”识别减缩积分单元，否则是全积分单元。
ABAQUS拥有广泛适用于结构应用的庞大单元库。
单元类型的选择对模拟计算的精度和效率有重大的影响；节点的有效自由度依赖于此节点所在的单元类型；单元的名字完整地标明了单元族、单元的数学描述、节点数及积分类型；所用的单元都必须指定单元性质选项。
单元性质选项不仅用来提供定义单元几何形状的附加数据，而且用来识别相关的材料性质定义；对于实体单元，ABAQUS参考整体笛卡尔坐标系来定义单元的输出变量，如应力和应变。
可以用*ORIENTATION选项将整体坐标系改为局部坐标系；对于三维壳单元，ABAQUS参考建立在壳表面上的一个坐标系来定义单元的输出变量。
可以用*ORIENTATION选项更改这个参考坐标系。
2．实体单元(C)实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。
C3D:三维单元CAX:无扭曲轴对称单元，模拟3600的环，用于分析受轴对称载荷作用，具有轴对称几何形状的结构；CPE:平面应变单元，假定离面应变ε33为零，用力模拟厚结构；CPS:平面应力单元，假定离面应力σ33为零，用力模拟薄结构；广义平面应变单元包括附加的推广：离面应变可以随着模型平面内的位置线性变化。
abaqus单元形状
abaqus单元形状Abaqus是一种常用的有限元分析软件，它提供了多种不同形状的单元用于建模和分析结构。
下面我将从几个常见的角度介绍一些Abaqus中可用的单元形状。
1. 线性单元（Linear Elements）：一维线性单元（1D Linear Elements），例如节点单元（Node Element）和梁单元（Beam Element），用于模拟结构中的线性行为。
二维线性单元（2D Linear Elements），例如三角形单元（Triangle Element）和四边形单元（Quadrilateral Element），用于模拟平面结构。
三维线性单元（3D Linear Elements），例如四面体单元（Tetrahedron Element）和六面体单元（Hexahedron Element），用于模拟立体结构。
2. 非线性单元（Nonlinear Elements）：二维非线性单元（2D Nonlinear Elements），例如平面应变单元（Plane Strain Element）和平面应力单元（Plane Stress Element），用于模拟结构的非线性行为。
三维非线性单元（3D Nonlinear Elements），例如几何非线性单元（Geometric Nonlinear Element）和材料非线性单元（Material Nonlinear Element），用于模拟非线性结构。
3. 特殊单元（Special Elements）：壳单元（Shell Element），用于模拟薄壳结构，如板和薄膜。
拉索单元（Truss Element），用于模拟绳索或索条等拉伸元件。
接触单元（Contact Element），用于模拟结构之间的接触和摩擦。
除了上述常见的单元形状，Abaqus还提供了其他一些特殊的单元形状，如混凝土单元、岩石单元等，用于特定的工程应用。
总之，Abaqus提供了广泛的单元形状选项，可以根据具体的分析需求选择适当的单元形状进行建模和分析。
abaqus第四讲：应用梁单元解析
（a）梁截面无偏置
（b）梁截面有偏置
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Innovating through simulation
如图所示的工字型梁附着在一个1.2单位厚的壳上。通过定义梁的节点从I截面的底部的偏移量，梁截面的定位可以如图所示。在这种情况下，偏移 量为0.6，亦即壳厚度的一半。
壳截面厚度1.2
梁单元曲率
梁单元的曲率是基于梁的n2方向相对于梁轴的取向。如果n2方向不与 梁轴正交（即，梁轴的方向不与切向t一致），则认为梁单元有初始弯曲。 要模拟曲梁结构，可能需要使用两种方法直接定义n2方向，它允 许你更好地控制对曲率进行模拟： 一种是给出n2矢量的分量作为节点坐标的第4、第5和第6个数据 值； 另一种是使用*NORMAL选项直接地指定法线方向（添加该选项可 以通过ABAQUS/CAE中的Keywords Editor（关键词编辑器））
图 工字型梁用作壳单元的加强件
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你也可以指定形心和剪切中心的位置；这些位置也可以从梁的节点偏置， 从而使你很容易地模拟加强件。 另外也可以分别定义梁节点和壳节点，并在两个节点之间采用一个刚 性梁的约束连接梁和壳。
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二、计算公式和积分
在ABAQUS中的所有梁单元都是梁柱类单元，这意味着它们可以产 生轴向、弯曲和扭转变形。Timoshenko梁单元还考虑了横向剪切变形 的影响。
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剪切变形 ：
线性单元（B21和B31）和二次单元（B22和B32）是考虑剪切变形的 Timoshenko梁单元；因此，它们既适用于模拟剪切变形起重要作用的深梁 又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。 ABAQUS假设这些梁单元的横 向剪切刚度为线弹性和常数 。 三次单元，称为Euler-Bernoulli梁单元（B23和B33），它们不能模拟 剪切变形。这些单元的横截面在变形过程中与梁的轴线保持垂直 ，因此， 应用三次梁单元模拟相对细长构件的结构更为有效。 对于静态分析，常常可用一个三次单元模拟一个结构构件，而对于动态 分析，也只采用很少数量的单元。这些单元假设剪切变形是可以忽略的。
梁单元名词解释
梁单元名词解释
梁单元是一种用于模拟梁类构件的有限元分析工具。
在 Abaqus 中，梁单元可以分为线性梁元、二次梁元和三次梁元三种类型，分别适用于轻量级、中度量和重量级梁的模拟。
其中，线性梁元 B21、B31 和二次梁元 B22、B32 属于考虑剪切变形的 Timoshenko 梁单元，能够模拟梁的剪切变形和弯曲效应;而三次梁元 B23、B33 则属于Euler 梁单元，不能模拟剪切变形，适用于模拟轴向拉伸或压缩的梁。
在梁单元的模拟中，用户可以通过设置单元属性、网格划分和载荷施加等方式，模拟梁的应力、应变和位移等物理量。
其中，梁单元的输出应力分量只有 S11，代表梁的弯曲应力。
梁单元考虑到了剪切变形的影响，因此在变形层面会考虑剪切刚度的影响，而在应力层面则忽略剪应力的影响。
梁单元是 Abaqus 中常用的有限元分析工具之一，可以用于模拟梁类构件的各种物理效应，为用户提供了科学、准确的计算分析手段。
ABAQUS简支梁分析梁单元和实体单元
ABAQUS简支梁分析梁单元和实体单元梁单元是ABAQUS中常用的一种单元类型，适用于对梁结构进行分析。
它是一维元素，具有沿一个坐标轴的长度、截面积和转动惯量等属性。
梁单元适用于对纤维偏离主轴较小的梁进行建模。
与梁单元相比，实体单元更适用于对复杂几何形状的梁进行建模。
实体单元是三维元素，它在三个坐标轴上都具有长度，并且可以定义复杂的几何形状。
实体单元适用于对纤维偏离主轴较大的梁、异形梁和复杂梁进行建模。
梁单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如截面形状、材料参数等。
2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁单元的草图，定义梁的几何形状和尺寸。
3.定义截面：将截面属性应用到梁单元上，包括截面形状和尺寸。
4.创建网格：使用ABAQUS的网格划分工具将梁的草图划分为网格，生成梁单元。
5.设置材料属性：为梁单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
6.施加边界条件：为梁单元定义边界条件，如支撑和加载情况。
7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。
8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。
实体单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如材料参数等。
2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁的草图，定义梁的几何形状和尺寸。
3.创建几何图形：使用ABAQUS的几何模块创建复杂的实体几何形状。
4.定义材料属性：为实体单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
5.生成网格：使用ABAQUS的网格划分工具将实体几何形状划分为网格，生成实体单元。
6.施加边界条件：为实体单元定义边界条件，如支撑和加载情况。
7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。
8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。
梁单元和实体单元在ABAQUS中都提供了丰富的分析功能和选项，可以根据实际需要使用不同的单元类型来建模和分析梁结构。
ABAQUS简支梁分析（梁单元和实体单元）
基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析（梁单元和实体单元）对于简支梁，基于 ABAQ U S2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。
另外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。
对于CAE 仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上传了对应的cae ，od b ，inp 文件。
不过要注意的是本文采用的是ABAQUS 2016进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp 文件自己计算即可。
可以到小木虫搜索：“基于AB A QUS 简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。
对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在梁的两端受集中载荷，梁的大直径D =180m m ，小直径d =150mm ，a =200m m ，b =300mm ，l =1600mm ，F =300000N 。
现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。
材料采用45#钢，弹性模量E =2.1e 6MP a ，泊松比v =0.28。
la abb FF CA B 图1 简支梁结构简图1.梁单元分析 ABAQU S 2016中对应的文件为beam-sha f t.cae ，be a m-shaft.o d b ，beam-s h a ft.inp 。
在建立梁par t 的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。
图2 建立part并分割接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150m m。
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abaqus梁单元类型
abaqus梁单元类型，是指ABAQUS软件中能够处理梁体结构的有
限元单元，包括BEAM188、BEAM189、BEAM T3D2、BEAM T3D2R、BEAM
T3D2H等多种类型。
这些单元可以用于模拟不同的梁体结构，在结构分析和优化中发挥着重要作用。
下面将从三个方面来介绍abaqus梁单元类型。
一、单元节点对应关系
ABAQUS中的每个梁单元都由两个节点以及它们之间的单元杆构成。
BEAM188、BEAM189和BEAM T3D2单元是三维梁单元，它们分别由8个、12个和2个节点定义，其中BEAM188和BEAM T3D2指定了旋转矩阵，
而BEAM189采用了四元数来表示节点旋转状态。
BEAM T3D2R单元是二
维梁单元，由2个节点定义，节点之间的杆沿着厚度方向被建模。
BEAM T3D2H单元也是二维梁单元，与BEAM T3D2R相似，但它支持主应力方向的旋转。
二、单元类型特点及区别
不同的abaqus梁单元类型具有各自不同的特点和用途。
BEAM188
单元稳定性较好，适用于大变形问题，但其计算量较大。
BEAM189单元可以模拟高度非线性的变形情况，但对计算资源的需求较高。
BEAM
T3D2单元是一种轻量级的单元类型，能够模拟较大的变形，但难以处
理非线性行为。
BEAM T3D2R和BEAM T3D2H可以用于模拟二维梁体，并支持旋转和主应力方向变换等操作。
三、参数设置方法
在ABAQUS中，选择不同的梁单元类型，需要掌握相应的参数设
置方法。
例如，BEAM188单元有多种材料模型可以选择，用户需要合理设置其弹性模量、泊松比、截面类型等参数。
BEAM189单元需要设定节点的四元素、实体材料的本构模型等信息。
BEAM T3D2单元需要输入节点坐标、截面积、弹性模量、剖分单元等信息。
BEAM T3D2R和BEAM
T3D2H的设置类似，需要设定节点的坐标、材料信息、厚度和剖分等参
数。
综上所述，abaqus梁单元类型在结构分析和优化中具有十分重要的作用，可用于模拟不同类型的梁体结构。
根据实际的情况，用户应选择合适的单元类型，并合理设置其参数。