梁单元的常用操作

梁单元的常用操作 (1) - ANSYS 基础培训的补充资料

2011-02-20 08:24:10| 分类： ANSYS 入门基础 | 标签：ansys 梁单元 常用 操作 |字号大中小 订阅

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：

梁单元的常用操作 (2)

2011-02-22 08:03:10| 分类： ANSYS 入门基础 | 标签：梁单元 定义 截面 |字号大中小 订阅

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：

梁单元的常用操作 (3)

2011-02-24 08:24:39| 分类： ANSYS 入门基础 | 标签：梁单元 设置 单元 属性 |字号大中小 订阅

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。一般有两种方法：设置默认属性和对实体设置属性。前者用于此后划分网格的所有实体，直到重新设置默认单元属性为止；后者只适用于被设置属性的实体。如果同时采用了这两种设置，对实体设置的属性优先于默认属性设置。

下面分别叙述这两种设置单元属性的方法。 1 设置默认属性：

设置内容包括：单元类型、材料编号、实常数号、单元坐标系以及截面号。其中截面号和实常数号设置一个即可，若同时设置，则以截面号优先。

然后选择线，划分梁单元：

为了显示梁单元的截面形状和方位，执行菜单：

Utility Menu > PlotCtrls > Style > Size and Shape > 弹出相应的对话框，在其中激活：Display of Element

在显示梁单元时会显示其截面形状：

2 对实体设置单元属性： 下面选择一根线段设置单元属性：

对所选择的实体设置单元属性：注意：这里有一个方向点的设置。激活该选项，在对线段设置单元属性兵点击 OK 后，将要求用户选择方向 KP 点。

选择线段的方向 KP 点：

对该线段划分网格，然后绘制单元，包括其截面形状。注意：由于定义了线段的方向 KP 点，所以梁截面的方向与前面是不一样的，二者相差 90°：

看一下截面 C-180：

比较可见：

对于本例，由于线段平行 x 轴，如果不定义方向点，梁单元截面的 y、z 轴分别平行总体坐标系的 y、z 轴；如果定义了方向点，则截面 z 轴位于线段两端点与方向点

组成的平面内。

如果线段是任意方向，不定义方向点，截面的方位较难控制；定义方向点，则截面的方位很容易确定。因此，一般情况应该定义方向点，除非截面形状是圆形，则可以不定义方向点。

梁单元的常用操作 (4)

2011-02-26 09:26:09| 分类： ANSYS 入门基础 | 标签：ansys 梁单元 常用 操作 施加 |字号大中小 订阅

三、在梁单元上施加分布载荷

虽然梁单元是对线段划分网格得到的，但是在梁单元上施加分布载荷却不是在线段上施加分布载荷，而是直接对梁单元施加分布载荷，菜单如下：

上页的对话框中，点击 ok 后出现如下对话框，定义具体的梁单元载荷。梁单元分布载荷的方式有多种，以下是最简单的，均布载荷：

所定义梁单元均布载荷如下：

以下为在梁单元上施加分布载荷(压力) 时的有关选项：

1 分布载荷作用位置–上面对话框中的 Load Key 值–压力作用面 (face) 编号： 根据帮助文件中的有关内容 (如 BEAM4)： face 1 (I-J) (-Z normal direction) face 2 (I-J) (-Y normal direction) face 3 (I-J) (+X tangential direction) face 4 (I) (+X axial direction) face 5 (J) (-X axial direction) (对于反向载荷使用负值) 或见下页图。

图 4.1 BEAM4 几何

图中带圆圈的数字对应分布载荷定义对话框中的 Load Key；

右下角小图中的 T1～T8 为单元节点 I 和节点 J 处的各四个温度定义值。

2 定义线性变化的分布载荷

在定义梁单元分布载荷的对话框中，如果 VALI 不等于 VALJ，则定义沿梁长度方向成线性变化的分布载荷：

3 分布载荷作用范围及梁单元中间的集中力

梁单元上的分布载荷可以值作用在梁单元的部分长度上，或者是个集中力，由定义梁单元分布载荷对话框中下半部分的三个参数确定：

其中：

Ioffset 表示分布载荷的起始点到节点 I 的距离(从节点 I 到 J 的方向)，Joffset 表示分布载荷的结束点到节点 J 的距离 (从节点 J 到 I 的方向)；该“距离”可以是实际长度，也可以是与单元长度的比值。在 12 版之前，由相应梁单元的 KEYOPT(10) 设置 (0 表示距离为长度，1 表示距离为与单元长度之比)；在 12 版中由参数 LENRAT 设置。如果不输入 VALJ，默认等于 VALI。

如果 JOFFSET = -1，则 VALI 表示单点集中力，作用位置由 Ioffset 确定，而 VALJ 则被忽略。

在施加梁压力载荷对话框中设置线性变化的分布载荷：

在施加梁压力载荷对话框中设置单元中间的集中力载荷：

梁单元的常用操作 (5)

2011-02-28 08:07:03| 分类： ANSYS 入门基础 | 标签：梁单元 常用 操作 后处理 |字号大中小 订阅

四、梁单元的后处理

梁单元的节点位移可以直接通过 Plot Result 输出：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dty7.html