ANSYS软件中关于梁单元的一些说明

xsdcaifu

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梁单元。ANSYS提供的单元类型中共有9种粮单元，分别为BEAM3，BEAM4，BEAM23，BEAM24，BEAM44，BEAM54，BEAM161，BEAM188，BEAM189。

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



BEAM189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。188为2节点3D梁单元，189为3节点3D梁单元。189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7个自由度，再加上一个翘曲自由度。

    1.若通过节点来绘制189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。

[ 本帖最后由 sysh320 于 2006-11-12 09:37 编辑 ]

navigator

比较基础，不过还不错，怎么没有对其余的介绍，是不是用的少啊 ？

[ 本帖最后由 sysh320 于 2006-11-12 09:37 编辑 ]

xsdcaifu

呵呵，我哦是刚开始用到梁单元这一块，所以知道的也比较少了

sysh320

总体讲解还不错，建议楼主再补充一下，比如beam188、189单元的截面定义命令
最好能响应的举出例子，说明你的一些说明是怎么应用的
如果这样的话，会给出更大的奖励！

liwensheng

谢谢楼主，有学了不少东西

xsdcaifu

响应版主号召说说我是怎么用梁单元的，我现在主要用的是BEAM188单元，用来模拟冷却塔的环梁基础及人支柱，用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET等定义任何截面形状，横截面资料用sectype 和secdata 命令独立的提供，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。
对于梁单元，我们这些初学者可能会忽视定义它的方向点，在一些教科书上，有的例子就是一根水平直梁，没有定义方向点，因为它的默认单元坐标系是符合要求的，但对于其他形式的梁，如曲梁，斜梁，再用默认的梁单元坐标系就不行了。如果没搞清楚单元坐标系，你就不清楚梁单元怎么放置，剪力、弯矩结果的方向也不清楚，这样的结果怎么敢用？
定义方向点的命令
LATT,MAT,REAL,TYPE,,KB,KE,SECNUM
这就是定义线单元属性，这里只说一下KB，KE，其他的大家应该看得懂的。KB,KE就是线单元的起始方向点和结束方向点，对于直梁，一般只需要定义KB就行了，而曲梁就要定义KB,KE了，中间截面的方向将由以定义的两个端面的方向内差得到，若只定义一个关键点KB，则在生成单元时横截面将在整条线上取一样的方向。

xsdcaifu

呵呵，忘了说一下GUI怎么操作选取方向点了
MAIN MENU－PREPROCESSOR－MESH－MESH ATTRIBUTES－PICKED LINES
在出现LINE ATTRIBUTES对话框以后，对话框最下面有个PICK ORIENTATION KEYPOINTS，选择YES就行了。

呵呵，原创作品，要求加精:lol

Dboy

用BEAM188定义单元类型后，加载求解，能列表显示节点应力么？我做了一个例子，不能列表显示。只能列表显示时选择Section solution，来显示横截面上节点应力。

fenghai222

不错，正在学ansys呢，多谢楼主！

yb122283977

我是一个初学者  我如果想梁和板再一起运算 可以吗  我试了一下 面用的 shell63   梁用的beam188  然后把梁放在面上
然后在梁的顶点上加力 可是梁和面 脱离了 面上没有作用上力啊

xsdcaifu

你要把那个截面的偏置面改一改，默认是在中面的，把它改成在底面，BOT，这样就会和板连在一块了

cbsz

请问杆单元和梁单元可以一起建模吗？我看到网上说杆单元属于板单元，不好和梁单元一起建模

kiddy

下图中的梁怎么建啊？梁截面坐标原点如图上所示