BEAM188
Beam188-189用法

梁的概况梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。
与实体单元和壳单元相比,梁单元可以效率更高的求解。
两种新的有限元应变单元,BEAM188和BEAM189,提供了更强大的非线性分析能力,更出色的截面数据定义功能和可视化特性。
参阅ANSYS Elements Reference中关于BEAM188和BEAM189的描述。
何为横截面?横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。
ANSYS提供了有11种常用截面形状的梁横截面库,并支持用户自定义截面形状。
当定义了一个横截面时,ANSYS 建立一个9结点的数值模型来确定梁的截面特性(lyy,lzz等),并求解泊松方程得到弯曲特征。
横截面和用户自定义截面网格划分将存储在横截面库文件中。
可以用LATT命令将梁横截面属性赋给线实体。
这样,横截面的特性将在用BEAM188或BEAM189对该线划分网格时包含进去。
如何生成横截面用下列步骤生成横截面:1.定义截面并与代表相应截面形状的截面号关联。
2.定义截面的几何特性数值。
ANSYS中提供了下表列出的命令完成生成、查看、列表横截面和操作横截面库的功能:参阅ANSYS Commands Reference可以得到横截面命令的完整集合。
定义截面并与截面号关联使用SECTYPE命令定义截面。
下面的命令将截面号2与定义号的横截面形状(圆柱体)关联:命令:SECTYPE,2,BEAM,CSOLIDSECDATA,5,8SECNUM,2GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common SectsMain Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs要定义自己的横截面,使用子形状(ANSYS提供的形状集合)MESH。
要定义带特殊特性如lyy和lzz的横截面,使用子形状ASEC。
定义横截面的几何特性数值使用SECDATA命令定义横截面的几何数值。
ansys中地Beam188单元中文说明书

BEAM188中文说明BEAM188 —3-D 线性有限应变梁(基于Ansys 5.61的help)MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。
元素是基于Timoshenko 梁理论的。
具有扭切变形效果。
BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。
BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度,(自由度)数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。
当 KEYOPT(1) = 0时 (默认), 每节点有6个自由度。
分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。
当 KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度 (翘曲量) 。
此元素能很好的应用于线性(分析),大偏转,大应力的非线性(分析)。
BEAM188包含应力刚度,在默认情况下,在某些分析中由NLGEOM来打开。
在进行弯曲( flexural),侧向弯曲( lateral), 和扭转稳定性( torsional stability)分析时,应力刚度应该是被打开的。
BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面(形状)。
. 弹性(elasticity),蠕变( creep),和塑性( plasticity)模型都是允许的 (不考虑次截面形状)。
图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据(元素的)几何形状,节点为止,即元素坐标系图示于BEAM188。
BEAM188在模型坐标系中是由节点 I 和节点 J 来定义的。
节点 K 是必需的元素方向点定义。
有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes 在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。
于LMESH和LATT命令说明中可见节点 K 的自动定义的详细说明。
在空间中这是一个没有量纲的元素。
截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹C恳桓鼋孛嫘巫淳囟ㄒ桓?ID 号(SECNUM)。
ANSYS-Beam188单元应用

Beam188/189单元基于Timoshenko梁理论(一阶剪切变形理论:横向剪切应变在横截面上是常数,也就是说,变形后的横截面保持平面不发生扭曲)而开发的,并考虑了剪切变形的影响,适合于分析从细长到中等粗细的梁结构。
该单元提供了无约束和有约束的横截面的翘曲选项。
Beam188是一种3D线性、二次或三次的2节点梁单元。
Beam189是一种3D二次3节点梁单元。
每个节点有六个或者七个自由度,包括x、y、z 方向的平动自由度和绕x、y、z 轴的转动自由度,还有一个可选择的翘曲自由度。
该单元非常适合线性、大角度转动或大应变非线性问题。
beam188的应力刚化选项在任何大挠度分析中都是缺省打开的,从而可以分析弯曲、横向及扭转稳定问题(进行特征值屈曲分析或(采用弧长法或非线性稳定法)破坏研究)。
Beam188/beam189单元支持弹性、塑性,蠕变及其他非线性材料模型。
这种单元还可以采用多种材料组成的截面。
该单元还支持横向剪力和横向剪应变的弹性关系,但不能使用高阶理论证明剪应力的分布变化。
下图是单元几何示意图:该单元的几何形状、节点位置、坐标体系和压力方向如图所示,beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。
对于Beam188梁单元,当采用默认的KEYOPT(3)=0,则采用线性的形函数,沿着长度用了一个积分点,因此,单元求解量沿长度保持不变;当KEYOPT(3)=2,该单元就生成一个内插节点,并采用二次形函数,沿长度用了两个积分点,单元求解量沿长度线性变化;当KEYOPT(3)=3,该单元就生成两个内节点,并采用三次形函数,沿长度用了三个积分点,单元求解量沿长度二次变化;当在下面情况下需要考虑高阶单元内插时,推荐二次和三次选项:1)变截面的单元;2)单元内存在非均布荷载(包含梯形荷载)时,三次形函数选项比二次选项提供更好的结果。
(对于局部的分布荷载和非节点集中荷载情况,只有三次选项有效);3)单元可能承受高度不均匀变形时。
abaqus梁单元类型

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、BEAMT3D2H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。
BEAMT3D2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BEAMT3D2H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。
ansys中的Beam188单元中文说明

BEAM188中文说明BEAM188 —3-D 线性有限应变梁(基于Ansys 5.61的help)MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。
元素是基于Timoshenko 梁理论的。
具有扭切变形效果。
BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。
BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度,(自由度)数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。
当 KEYOPT(1) = 0时 (默认), 每节点有6个自由度。
分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。
当 KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度 (翘曲量) 。
此元素能很好的应用于线性(分析),大偏转,大应力的非线性(分析)。
BEAM188包含应力刚度,在默认情况下,在某些分析中由NLGEOM来打开。
在进行弯曲( flexural),侧向弯曲( lateral), 和扭转稳定性( torsional stability)分析时,应力刚度应该是被打开的。
BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面(形状)。
. 弹性(elasticity),蠕变( creep),和塑性( plasticity)模型都是允许的 (不考虑次截面形状)。
图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据(元素的)几何形状,节点为止,即元素坐标系图示于BEAM188。
BEAM188在模型坐标系中是由节点 I 和节点 J 来定义的。
节点 K 是必需的元素方向点定义。
有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes 在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。
于LMESH和LATT命令说明中可见节点 K 的自动定义的详细说明。
在空间中这是一个没有量纲的元素。
截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹C恳桓鼋孛嫘巫淳囟ㄒ桓?ID 号(SECNUM)。
ANSYS中LINK180桁架与BEAM188梁的比较

LINK180桁架与BEAM188梁的比较一、两种结构的介绍LINK180桁架结构:BEAM188梁结构:如上图所示,第一种结构模型跨长5⨯2=10m,弹性模量E=2⨯1011N/m2, 泊松比λ=0.3,材料的密度为ρ=7.8⨯103kg/ m3,截面面积为0.01m2,图中把自重荷载等效为均布线荷载q=9.8⨯103kN/ m作用于结构上,有如图所示的集中荷载作用。
第二种结构模型跨长5⨯2=10m,弹性模量E=2⨯1011N/m2, 泊松比λ=0.3,材料的密度为ρ=7.8⨯103kg/ m3,截面b⨯h=100mm⨯100mm,图中把自重荷载等效为均布线荷载q=9.8⨯103kN/ m作用于结构上,有如图所示的集中荷载作用。
然后对两种所建模型的简支梁进行建模比较分析。
二、建模过程1.LINK180结构的建模过程第1步:设置工作名称及图形标题选择菜单项Utility Menu>File>Change Jobname,指定分析的工作名称为1;再通过菜单项Utility Menu>File>Change Title,指定图形显示区域的标题为myansys。
第2步:进入前处理器通过菜单项Main Menu>Preprocessor进入前处理器PREP7以开始建模。
第3步:定义单元属性(1)定义单元类型。
选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,在弹出的Element Types对话框中,单击Add…按钮,出现Library of Element Types对话框,选择LINK2D Spar1,单击OK按钮。
这时可以看到Element Types对话框中已经定义的单元类型,如下图所示。
(2)指定单元实参数首先为杆单元指定截面参数,选择菜单项Main Menu>Preprocessor>Real Constants,在Real Constants对话框中,单击Add按钮,选择LINK180,进如下面的对话框,如图定义截面面积0.01,其他默认,单击OK按钮,返回Real Constants,单击OK按钮退出,完成参数的定义。
beam188单元课程设计
beam188单元课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握beam188单元的相关理论知识,包括结构特点、功能和应用场景。
2. 学生能够运用beam188单元进行简单的结构分析,解决实际问题。
技能目标:1. 学生能够运用计算工具,对beam188单元进行参数设置和运算。
2. 学生能够通过实例练习,掌握beam188单元在实际工程中的应用方法和技巧。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对结构分析的热爱和兴趣,增强对工程学科的认识和信心。
2. 学生能够树立正确的价值观,认识到科学技术在工程建设中的重要性,激发为国家建设贡献力量的责任感。
课程性质:本课程为工程专业学科基础课,旨在帮助学生掌握beam188单元的理论知识和应用技能。
学生特点:学生具备一定的力学基础和计算工具操作能力,对结构分析有一定的了解。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过实例讲解和练习,使学生能够将所学知识应用于实际工程中,达到学以致用的目的。
同时,关注学生情感态度的培养,激发学生的学习兴趣和责任感。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- beam188单元的基本概念与分类- beam188单元的力学特性与适用范围- beam188单元的参数设置与运算方法2. 实例分析:- 简单梁结构分析- 桥梁结构分析- 高层建筑结构分析3. 教学大纲:- 第一周:介绍beam188单元的基本概念、分类和力学特性,使学生了解其适用范围。
- 第二周:讲解beam188单元的参数设置和运算方法,结合计算工具进行实操练习。
- 第三周:通过对简单梁结构分析实例的讲解,使学生掌握beam188单元在结构分析中的应用。
- 第四周:拓展至桥梁和高层建筑结构分析实例,提高学生解决复杂工程问题的能力。
教材关联:教学内容与教材第3章“有限元法在结构分析中的应用”相关,具体涉及第3.2节“梁单元分析”和第3.3节“结构分析实例”。
有限元仿真分析与解析解的结果对比——以阶梯轴的静力分析为例!
有限元仿真分析与解析解的结果对比——以阶梯轴的静力分析为例!(1)对一个阶梯轴零件进行基于材料力学的理论计算,求解最大应力值;(2)在WORKBENCH中对该阶梯轴零件进行有限元仿真,实行两种仿真方案,分别是1.梁模型建模+梁单元网格划分;2.实体模型建模+六面体单元网格划分,观察两种仿真结果并与理论计算结果的对比,对比结果发现解析解与仿真解相差很小。
(3)可以借此算例学习WB中的梁单元静力分析、三维实体静力分析、理解并施加若干种边界条件,举一反三即可了解此类轴系中轴零件的强度分析。
在进行阶梯轴零件设计的时候一般会对其进行强度校核,校核方式主要有理论计算和仿真分析两种。
轴零件的强度校核计算方式已经标准化,查阅手册即可,仿真分析可使用有限元仿真软件,本文算例将在ANSYS WORKBENCH 进行。
本文的算例来自于《ANSYS Workbench 工程实例详解》,以校核阶梯轴强度问题为例,探讨使用解析解解法和有限元分析解的差异。
01 算例描述及其解析解图1为阶梯轴的简图,现校核其受载后的静强度,已知直径d,,材料为45,弹性模量,泊松比屈服应力在AB段,轴只受弯矩而外伸到加载处的这一段,既受弯矩又有剪力,属于横力弯曲。
根据材料力学分析,最大正应力应该产生在C截面的圆边缘处,强度为:同理AB段的最大应力大小为:图1 算例的理论解法02 有限元仿真分析结果为了简化仿真分析难度,考虑到目前ANSYS Workbench已经普及,且其流程化的操作方式也被越来越多的机械工程师所接受,故本文使用该仿真平台。
在有限元分析的操作过程中,流程可简化为**建模→网格划分→设置边界条件→求解→结果后处理。
**就重要性来说,前处理过程包括建模,网格划分和设置边界条件都是非常关键的步骤。
网格划分需要考虑网格的类型、形状和尺寸等因素,而在设置边界条件时需确保对模型施加的边界条件与实际加载工况一致,三者均需保证准确无误,否则会导致计算结果与实际情况大相径庭,误导未来的进一步设计。
ansys中的Beam188单元中文说明
BEAM188中文说明BEAM188 — 3-D 线性有限应变梁(基于Ansys 5.61的help)MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。
元素是基于Timoshenko 梁理论的。
具有扭切变形效果。
BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。
BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度,(自由度)数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。
当KEYOPT(1) = 0时(默认), 每节点有6个自由度。
分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。
当KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度(翘曲量) 。
此元素能很好的应用于线性(分析),大偏转,大应力的非线性(分析)。
BEAM188包含应力刚度,在默认情况下,在某些分析中由NLGEOM来打开。
在进行弯曲(flexural),侧向弯曲(lateral), 和扭转稳定性(torsional stability)分析时,应力刚度应该是被打开的。
BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面(形状)。
. 弹性(elasticity),蠕变(creep),和塑性(plasticity)模型都是允许的(不考虑次截面形状)。
图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据(元素的)几何形状,节点为止,即元素坐标系图示于BEAM188。
BEAM188在模型坐标系中是由节点I 和节点J 来定义的。
节点K 是必需的元素方向点定义。
有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。
于LMESH和LATT命令说明中可见节点K 的自动定义的详细说明。
在空间中这是一个没有量纲的元素。
截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹C恳桓鼋孛嫘巫淳囟ㄒ桓?ID 号(SECNUM)。
ANSYS使用心得BEAM188单元应力时程数据提取方法
ANSYS使用心得BEAM188单元应力时程数据提取方法在ANSYS中,BEAM188单元是用来模拟横截面有限厚度的梁的单元类型。
在实际工程中,我们经常需要知道梁在不同时间点的应力情况,以了解其受力情况。
本文将介绍一种基于APDL命令的方法,用来提取BEAM188单元的应力时程数据。
首先,我们需要在ANSYS中建立梁的有限元模型,并设置好相应的边界条件和加载。
在这个过程中,我们需要注意梁的材料性质、几何尺寸以及加载方式等,这些都会影响到最终的应力分布。
在模型建立完成后,我们需要运行一个静态分析,以得到梁的静态应力。
在ANSYS中,我们可以使用“SOLU”命令来进行静态分析。
在静态分析完成后,我们可以使用以下命令来查看梁的应力分布:```*VWRITE, beam_stress, BEAM, 1, S, LOC, RANGE```其中,beam_stress是一个后处理变量名,用来存储梁的应力数据,BEAM表示只计算梁单元的应力,1表示第一组单元,S表示计算应力场,LOC表示输出位置信息,RANGE表示输出的范围。
通过运行上述命令,我们可以得到梁在不同位置的应力数据。
为了得到不同时间点的应力数据,我们需要使用ANSYS的时程分析功能。
假设我们需要在1秒、2秒和3秒时刻的应力数据,我们可以按照以下步骤进行操作:1.使用“TIME”命令来设置分析的总时间和时间步长。
在这个例子中,我们设置总时间为3秒,步长为1秒。
2.使用“NLSTEP”命令来指定非线性分析的步数。
由于我们只需要在1秒、2秒和3秒时刻的应力数据,所以我们设置步数为33.使用“SOLVE”命令来运行时程分析。
4.运行静态分析的命令来保存每个时间步的应力数据。
我们可以使用如下的APDL命令来保存每个时间步的应力数据:```*VWRITE, beam_stress_1s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 1*VWRITE, beam_stress_2s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 2*VWRITE, beam_stress_3s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 3```以上命令中,beam_stress_1s、beam_stress_2s和beam_stress_3s是用来分别保存1秒、2秒和3秒时刻的应力数据的后处理变量名。
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.sectBeam188 单元描述Beam188 单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构,该单元基于铁木辛哥梁结构理论,并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。
每个节点有六个或者七个自由度,自由度的个数取决于KEYOPT(1)的值。
当KEYOPT(1)=0(缺省)时,每个节点有六个自由度;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,每个节点有七个自由度,这时引入了第七个自由度(横截面的翘曲)。
这个单元非常适合线性、大角度转动和/并非线性大应变问题。
当NLGEOM 打开的时候,beam188 的应力刚化,在任何分析中都是缺省项。
应力强化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定问题(用弧长法)分析特征值屈曲和塌陷)。
Beam188/beam189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定义横截面。
本单元支持弹性、蠕变及素性模型(不考虑横截面子模型)。
这种单元类型的截面可以是不同材料组成的组和截面。
Beam188 从6.0 版本开始忽略任何实参数,参考seccontrols 命令来定义横向剪切刚度和附加质量。
单元坐标系统(/psymb,esys)与beam188 单元无关。
下图是单元几何示意图:BEAM188 输入数据该单元的几何形状、节点位置、坐标体系如图“BEAM Geometry”所示,beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。
节点K 是定义单元方向的所选方式,有关方向节点和梁的网格划分的信息可以参见A NSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Node s。
参考lmesh 和latt 命令描述可以得到k 节点自动生成的详细资料。
Beam188 可以在没有方向节点的情况下被定义。
在这种情况下,单元的x 轴方向为i 节点指向j 节点。
对于两节点的情况,默认的y 轴方向按平行x-y 平面自动计算。
对于单元平行与z 轴的情况(或者斜度在0.01%以内),单元的y 轴的方向平行与整体坐标的y 轴(如图)。
用第三个节点的选项,用户可以定义单元的x 轴方向。
如果两者都定义了,那么第三节点的选项优先考虑。
第三个节点(K),如果采用的话,将和i、j 节点一起定义包含单元x 轴和z 轴的平面(如图)。
如果该单元采用大变形分析,需要注意这个第三号节点紧紧在定义初始单元方向的时候有效。
梁单元是一维空间线单元。
横截面资料用sectype 和secdata 命令独立的提供,参见A NSYS Structural Analysis Guide 的Beam Analysis and Cross Sections 看详细资料。
截面与单元用截面ID 号(SECNUM)来关联,截面号是独立的单元属性。
除了等截面,还可以用sectype 命令中的锥形选项来定义锥形截面(参考Defining a Tapered Beam)。
单元基于铁木辛哥梁理论,这个理论是一阶剪切变形理论;横向剪切应力在横截面是不变的,也就是说变形后横截面保持平面不发生扭曲。
Beam188 是一阶铁木辛哥梁单元,沿着长度用了一个积分点,用默认的KEYOPT(3)设置。
因此,在i 和j 节点要求SMISC 数值的时候,中间数值在两端节点均输出。
当KEYOPT(1) 设置为2,两个积分点作为延长的线性变量被运用。
Beam188/beam189 单元可以用在细长或者短粗的梁。
由于一阶剪切变形的限制,只有适度的“粗”梁可以分析。
梁的长细比(GAL2/(EI))可以用来判定单元的适用性,这里:G剪切模量A截面积L长度EI抗弯刚度需要注意的是这个比例的计算需要用一些全局距离尺寸,不是基于独立的单元尺度。
下面这个图提供了受端部集中荷载的悬臂梁的横向剪切变形的评估,这个例子可以作为一个很好的大致的指导。
我们推荐长细比要大于30。
Figure 188.2 Transverse Shear Deformation Estimation长细比(GAL2/(EI))铁木辛哥/欧拉-伯努力( δ Timoshenko / δ Euler-Bernoulli)251.120501.0601001.03010001.003这些单元支持横向剪切力和横向剪切变应力的弹性关系。
你可以用seccontrols 命令忽略默认的横向剪切刚度值。
无形变的状态决定了扭转作用引起的St.Venant 翘曲变形,甚至可以用来定义屈服后的剪应力。
Ansys 没有提供选项来不成型的结构重新计算,这种结构是由分析过程中的扭转剪切对横截面的作用和可能的截面的部分塑性屈服引起的。
正因为此,由扭转作用引起的非弹性大变形需要小心的来处理和较合。
在这样的情况下,要求用solid 或者shell 单元来替换。
Beam188/beam189 单元支持“约束扭转”分析,通过定义梁节点的第七个自由度来实现。
Beam188 单元默认的假设是截面的扭转是足够小的以至于可以忽略(KEYOPT(1)=0)。
你可以激活它的扭转自由度通过定义KEYOPT(1)=1。
当激活节点的扭转自由度的时候,每个节点有七个自由度:UX,UY,UZ,ROTX, ROTY, ROTZ, and WARP。
当KEYOPT(1) = 1,双力矩合双弧线将被输出。
实际上,当两个“约束扭转”的单元以一个尖锐的角度组合在一起的时候,你需要耦合他们的唯一合转角,但是它们平面外的自由度解藕。
通过用两个节点在物理位置和运用合适的约束可以一般地实现。
这个过程很容易的(自动的)实现,通过ENDRELEASE 命令,这个命令将两个临近横截面相交角度大于20 度的单元的平面外扭转解耦。
Beam188 允许改变横截面惯性属性来实现轴向伸长的功能。
默认的,截面面积改变来使得单元的体积变形后不变化。
这种默认的值对于弹塑性应用是适用的。
通过运用KEYOP T(2),你可以选择使得横截面是恒定的或者刚性的。
单元的输出在单元积分位置和截面的积分点是可以用到的。
沿着梁长度的积分点(高丝点)如图Figure 188.3: "BEAM188 Element Integration Statio ns"所示:Figure 188.3 BEAM188 Element Integration StationsBeam188/beam189 提供在积分点和界面节点输出的选项。
你可以要求紧紧在截面的外表面输出。
(PRSSOL 打印截面节点和截面积分点结果。
应力和应变在截面的截面打印,塑性应变,塑性作用,蠕变应力在截面的积分点输出。
当与单元相关的材料有非弹性的行为或者当截面的温度在截面中有变化,基本计算在截面的积分点上运行。
对于更多的普通的弹性的运用,单元运用预先计算好的单元积分点上的截面属性。
无论如何,应力和应变通过截面的积分点输出来计算。
如果截面指定为ASEC 亚类,仅仅广义的应力和应变(轴力、弯距、横向剪切、弯曲、剪应力)能够输出。
3-D 轮廓线和变形形状不能输出。
ASEC 亚类紧紧可以作为细矩形来显示来定义梁的方向。
Beam188/beam189 能够对组合梁进行分析,(例如,那些由两种或者两个以上材料复合而成的简单的实体梁)。
这些组件被假设为完全固接在一起的。
因此,该梁表现为一单一的元件。
多材料截面能力仅仅在梁的行为假定(铁木辛哥或者伯努力欧拉梁理论)成立的时候能运用。
用其他的话说,支持简单的传统铁木辛哥梁理论的扩展。
在这些地方可能应用到:& #8226; 双层金属带& #8226; 带金属加固的梁& #8226; 位于不同材料组成的层上的传感器Beam188/beam189 计算在截面刚度水平上的弯距和扭距的耦合。
横向的剪切也作为一个独立的量来计算。
这对于分层的组合物和夹层量可能会有很大的影响,如果街头处不平衡。
Beam188/189 没有用高阶理论来计算剪切应力的变更贡献,如果这些作用必须考虑的话,就需要运用ANSYS 实体单元。
要使beam188/beam189 用于特殊的应用,作试验或者其他的数值分析。
在合适验证后使用对于组合截面的约束扭曲的选项对于质量矩阵和一致荷载向量的赋值,比刚度矩阵使用的规则更高阶积分规则被使用到。
单元支持一致质量矩阵和集中质量矩阵。
用LUMPM,ON 命令来激活集中质量矩阵。
一致质量矩阵时默认使用的。
每单位长度的附加质量将用ADDMAS 截面控制来输入,参见"BEAM188 Input Summary"。
在节点(这些截面定义了单元的x 轴)上施加力,如果重心轴和单元的x 轴不是共线的,施加的轴力将产生弯距。
如果质心和剪切中心不是重合的,施加的剪切力将导致扭转应力和弯曲。
因而需要设置节点在那些你需要施加力的位置。
可以适当的使用secoffset 命令中的offsety 和offsetz 自变量。
默认的,ansys 会使用量单元的质心作为参考轴。
单元荷载在Node and Element Loads 被描述。
压力可能被作为单元表面力被输入,就像Figure 188.1: "BEAM188 Geometry"中带圈的数字所示。
正的压力指向单元内部。
水平压力作为单元长度的力来输入。
端部的压力作为力输入。
当keyopt(3)=0 的时候(默认),beam188 基于线性多项式,和其他的基于厄密多项式的单元(例如beam44)不同,一般来说要求网格划分要细化。
当keyopt(3)=2,ansys 增加了一个中间积分点在内插值图标,有效的使得单元成为基于二次型功能的铁木辛哥梁。
这个选项迫切被要求,除非这个单元作为刚体使用,而且你必须维持和一阶shell 单元的兼容性。
线性变化的弯距被经且的表现。
二次选项和beam189相似,有如下的不同:& #8226; 不论是否使用二次选项,beam188 单元最初始的几何总是直线。
& #8226; 你不能读取中间节点,所以边界条件/荷载不能在那些节点描述。
均布荷载是不允许描述偏移的。
不支持非节点的集中力。
用二次选项(keyopt (3)=2 当单元大和契型截面相关。
温度可以作为单元的体力在梁的每个端部节点的三个位置输入,单元的温度在单元的x 轴被输入(T(0,0),和在离开x 轴一个单元长度的y 轴(T(1,0)),和在离开x 轴一个单元长度的z 方向(T(0,1))。
第一坐标温度T(0,0) 默认是TUNIF。
如果所有的温度在第一次以后是没有指明的,那么它们默认的就为第一次输入的温度。