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 ] |
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