ANSYS_Beam188单元应用
beam188不能用于计算单轴对称截面梁的弯扭失稳问题(参考模板)
beam188不能用于计算单轴对称截面梁的弯扭失稳问题?题:用beam188单元求单轴对称H型截面梁在纯弯作用下的线性屈曲特征值。
题目条件:截面高度:300mm上翼缘:150*12mm下翼缘:80*12mm腹板厚度:10mm构件长度:3000mm弹性模量:E=68000MPa泊松比:0.315两端铰接,简支,端部可自由翘曲打开Beam188的翘曲自由度计算结果:Mcr=50.17 kN*m根据经典弹性理论,βy=97.25mm(正值,由于上翼缘较大,受压),Mcr=85.93kN*m结果明显错误。
于是将上下翼缘颠倒,再计算之。
即:上翼缘:80*12mm下翼缘:150*12mm计算结果仍然是:Mcr=50.17 kN*m根据经典弹性理论,βy=-97.25mm(负值,由于上翼缘较小,受压),Mcr=29.22kN*m最后,经典弹性理论的计算公式中,直接取βy=0.0 mm(不考虑Wagnar效应),可得Mcr=50.11kN*m,这样才和Ansys计算结果相近。
结论:beam188不能用于计算单轴对称截面梁的弯扭失稳问题。
(也许我还没有找到某个开关,先暂时下此结论。
望有高手指教)再以板单元建立模型验证:单元采用SHELL63,上翼缘大时,得Mcr=50.12 kN*m颠倒过来,上翼缘小时,得Mcr=29.20 kN*m结论:板单元可以用于计算单轴对称截面梁的弯扭失稳问题。
也再次验证了beam188的计算错误。
2007-12-18 04:30 #1warsheep助理工程师精华 0积分 70帖子 33水位 70技术分 0忘了说明:Ansys版本为8.0支座位置位于截面形心上。
2007-12-18 10:12 #2wilsonweic助理工程师精华 0积分 70帖子 35水位 70技术分 0用beam188/189单元进行线性弯扭屈曲分析,结果不可靠。
除了你所说的单轴对称截面外,事实上,双轴对称截面梁的线性弯扭屈曲分析结果也不准确。
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 3维线性有限应变梁单元
Beam1883维线性有限应变梁单元Beam188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The geometry, node locations, and coordinate system for this element are shown in Figure 188.1: "BEAM188 Geometry". BEAM188 is defined by nodes I and J in the global coordinate system.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。
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。
BEAM188
Beam188 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ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。
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。
ANSYS中BEAM188的使用方法
该单元输入摘要载于“BEAM188输入汇总”。
BEAM188横断面
BEAM188可以与这些横截面类型相关联:
它定义梁截面(SECTYPE,BEAM)的几何结构标准库部分类型或用户的网格。梁的材料被定义成元素的属性(MAT),或作为第积累部分(用于多材料的横截面)。
如果该部分被分配子形状ASEC,只有广义应力和应变(轴向力,弯矩,横剪,曲率,以及剪切应变)可用于输出。3 -D等高线图和变形形状都没有。该ASEC亚型显示只是一道薄薄的长方形来验证梁的方向。
BEAM188是用于分析组合梁有帮助(即,那些制成的两片或多片材料连接在一起形成一个单一的,实心光束)。件被认为是完全粘结在一起,因此,光束表现为一个单一的部件。
的自由度的数目取决于KEYOPT的值(1)。当KEYOPT(1)= 0(默认),六个自由度发生在每一个节点。这些包括在x,y和z方向和旋转围绕x,y和z方向的平移。当KEYOPT(1)= 1,自由度(横截面的翘曲)的第七度也被认为是。
梁元件是在空间中的一维的线元素。经由SECTYPE和SECDATA命令分开设置的横截面细节。(见梁分析和横截面的结构分析指南中的详细信息)。A节与梁单元通过指定截面号(SECNUM)相关联。A节数是一个独立的元素属性。除了恒定的横截面,你也可以通过使用锥选项上SECTYPE命令定义一个锥形截面(见定义变截面梁)。
BEAM188
3 - D 2节点梁
: > < > < > < > PP EME MFS
产品限制
BEAM188元素说明
BEAM188适用于分析细长到中等粗短/厚梁结构。该元素是基于Timoshenko梁理论,其中包括剪切变形效果。该元件提供无节制的翘曲和横截面的受限制翘曲的选项。
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)。
BEAM188
.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。
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”。
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。
Beam188讲解
Beam1883 维线性有限应变梁单元Beam188 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ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。
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。
ansys栓钉模拟
ansys中对组合结构栓钉的模拟对于组合结构,钢梁与混凝土板协同工作程度与结构的极限承载力和变形、及其各项力学性能有着非常密切的关系,而钢梁与混凝土板的连接主要是靠剪力连接件,比如栓钉,因此在用ansys进行有限元分析时,如何有效的模拟栓钉是至关重要的。
这段时间看了不少有关组合结构有限元分析方面的文献,栓钉在ansys 分析中的模拟总结如下:1.采用beam188单元模拟,模型中栓钉位置与实际结构中栓钉的设置一致,栓钉沿长度方向分为n段单元(可根据实际砼网格划分情况确定n),将各节点与最近的砼节点进行x,y,z三个方向的平移自由度耦合,保证栓钉与混凝土块体共同工作。
采用弹簧单元combin39,将栓钉与相应位置处的钢梁节点建立弹簧单元,此时交界面上有3点重合,分别是钢梁节点,砼节点和栓钉根部节点,先将栓钉节点与砼节点合并,再将其与钢梁节点建立弹簧单元。
2.栓钉采用实体单元solid65单元,钢梁采用solid45单元,将栓钉根部节点与钢梁节点进行合并,混凝土采用solid65单元,剪力连接件与其周围的混凝土采用面一面接触(Targetl70单元和Contactl74)进行模拟,考虑了混凝土与剪力连接件之间的滑移和摩擦。
3.通过控制钢梁与混凝土板得网格划分,在相应栓钉处,直接在钢梁与混凝土节点上(为两个重合节点)建立弹簧单元combine39单元,并采用合适的荷载滑移曲线模拟,钢梁与混凝土的黏结滑移。
我对接触一块没有什么了解,方法2也主要针对专门模拟栓钉作用,分析栓钉受力行为而采用的方法,对于一般的组合结构栓钉的模拟采用方法3就足够了。
针对方法3,建模时只模拟组合结构梁的栓钉作用,对于钢梁与混凝土板得粘结作用是非常小的,不予考虑。
应注意在栓钉位置处钢梁节点与混凝土节点是重合的,采用combine39单元,先定义合适的荷载-滑移关系曲线,再在两个重合节点上建立0长度的弹簧单元,该弹簧单元可以模拟x、y、、z三个方向的位移,应按照实际受力情况选取。
ansys有限元BEAM188单元
第七章练习3.钢架结构有限元分析。
单元类型:BEAM188。
1.定义文件名Utility Menu→File→Change Jobname…2.定义单元类型⑴设置分析类型:Main Menu→Preferences,→Structural。
⑵定义单元类型:Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete,BEAM188。
3.定义材料力学参数Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models,Structural→Linear→Elastic→Isotropic,弹性模量EX=2.1e5(N/mm2即MPa),泊松比PRXY=0.3。
4.定义BEAM188截面形状Main Menu:Preprocessor→Sections→Beam→Common Sectns,使ID=1,Name=S1,在Sub-Type中选择匚(槽形)截面形状。
按所给截面参数输入W1、W2、W3、t1、t2、t3。
截面单元网格精度:coarse即0。
5.创建几何模型⑴Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Actice CS,定义关键点1(0,0,0),2(0,1000,0),3(1200,1000,0),4(1200,0,0) 。
打开关键点号及线号:Utility Menu→PlotCtrls→Numbering,KP= On;LINK=On。
⑵Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Straight Line,连接点1-2,2-3,3-4,生成三条线。
⑶Main Menu:Preprocessor→Modeling→Copy→Lines,沿Z正向拷贝上面三条线,ITIME=2,DZ=800。
⑷Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Straight Line,连接点2—6,3—7,生成二条线。
ANSYS中BEAM188的使用方法
ANSYS中BEAM188的使用方法1.创建几何模型:首先,在ANSYS中创建几何模型。
这可以通过使用ANSYS的几何设计工具或导入外部CAD文件来完成。
确保模型的尺寸和形状符合实际情况,并且需要考虑到适当的边界条件。
2.定义材料属性:在使用BEAM188元素之前,需要为梁材料定义适当的材料属性。
这些属性可以包括弹性模量、泊松比和密度等。
3.划分网格:应用BEAM188元素之前,需要对几何模型进行网格化。
使用ANSYS的网格划分工具,如Meshing,来划分合适的网格。
确保梁的划分足够细致以获得准确的结果。
4.定义截面属性:对于每个梁段,需要定义横截面的几何属性。
这包括梁截面的宽度、高度以及其他几何参数,如惯性矩等。
这些参数可以通过实验或计算获得。
5.定义边界条件:在模拟过程中,必须为梁结构定义适当的边界条件。
这包括约束和加载条件。
约束可以是固定端、铰接端或其他约束类型。
加载条件可以是点载荷、均布载荷或其他载荷。
6.定义材料非线性性质(如果适用):如果所模拟的材料具有非线性属性,如应力-应变曲线的非线性,在此步骤中需要定义这些属性以获得准确的结果。
7.定义分析类型:根据所需的分析类型,选择适当的分析类型,如静力分析、动力分析或稳态热传导分析等。
确保正确设置分析参数和求解选项。
8.指定BEAM188元素类型:在ANSYS中,BEAM188元素需要明确地指定为杆单元类型。
使用ANSYS的ELEMENTTYPE命令以及对应的单元类型编号来指定BEAM188元素。
9.定义杆单元属性:在ANSYS中,BEAM188元素具有多个属性,如截面属性、杆单元的长度、杆单元的方向等。
使用ANSYS的REALCONSTANT命令定义这些属性。
10.获取结果:设置求解选项后,使用ANSYS的求解器来解决模型。
求解过程可能需要一定的时间,具体取决于模型的复杂性和计算机性能。
完成求解后,可以使用ANSYS的后处理工具来查看和分析结果。
Beam188 单元描述
Beam1883 维线性有限应变梁单元Beam188 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ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。
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。
ANSYS中BEAM188的使用方法
当梁单元与一个广义光束(SECTYPE,GENB)截面类型相关联,横向剪切力以横向剪切应变的关系可以是非线性弹性或塑料中,特别有用的,当柔性点焊是能力建模。在这样的情况下,SECCONTROL命令不适用。
BEAM188也可以不定向节点K。在这种情况下所定义,该元素x轴是从节点I(结束1)朝向节点J的(结束2)定向。如果没有定位节点时,该元素y轴的默认方向是自动计算的,以平行于全球XY平面。对于其中元件是平行于总体Z轴(或它的0.01%的坡度范围内)的情况下,该元素y轴方向平行于全局Y轴(如图所示)。控制元件取向有关元素的x轴,使用方向节点的选项。如果两个都定义,定向节点选项优先。方向节点K,如果使用,定义包含元素x轴和z轴(如图所示)的平面(与I和J)。如果在一个大的偏转分析使用该元件,应注意的取向节点k的位置仅用于初始定向元件。
两个局限性与BEAM188二次方程和三次股权相关:
虽然元件采用高阶插值,BEAM188的初始几何被视为直。
由于内部节点是无法访问的,没有边界/加载/初始条件允许在这些内部节点。
作为与二次和三次选项相关的限制的结果,你会发现差异的结果BEAM189和BEAM188的二次选项之间如果BEAM189模型的中间节点指定边界/加载/初始条件和/或边中节点是不完全的元素中点位置。同样,BEAM188的立方选项可能无法等同于传统的立方(埃尔米特)梁单元。
单元载荷在节点加载中描述。压力可输入作为元素上的面载荷所表现出的圆圈数字图188.1:BEAM188几何。正正常压力作用的元素。横向压力输入每单位长度的力。结束“压力”是输入作为力量。
在该元件的两端上,温度可以被输入在这些位置:
港航工程CAD与数值分析:利用Ansys进行简支梁受力分析(Beam188)
自由度
位移 温度 电位 压力 磁位
节点自由度是随连接该节点 单元类型变化的
J 三维杆单元 (铰接) UX, UY, UZ
I
L
K
I
三维四边形壳单元 J UX, UY, UZ,
ROTX, ROTY, ROTZ
J 三维梁单元 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ
I
P M
L
I
O 三维实体结构单元
Shear Center Z 剪切中心Z坐标
Shear Correction-yy 剪切修正系数
Shear Correction-yz 剪切修正系数
Shear Correction-zz 剪切修正系数
3.1 截面特性输入方法
(1)内置标准截面,通过参数定义截面 (2)利用其它软件计算,然后将特性值输入(任意截面) (3)由创建的面生成截面(自定义截面)
Ansys在创建单元前要先设定当前的特性值
(2) 由结点创建梁单元
6 施加约束
7 施加荷载
(1) 结点集中荷载
7 施加荷载
(2) 梁单元均布荷载
8 求解
9 后处理 (1) 位移(列表显示位移值)
9 后处理 (2) 位移(显示变形图)
9 后处理 (3) 内力(列表显示弯矩、剪力与轴力)
利用ANSYS进行简支梁受力分析
实例:简支梁
(1)结构与荷载
(2)材料特性
材料:C50混凝土 弹性模量:3.45E7 kN/m2(或34.5GPa或3450N/mm2) 泊松比:0.2 (3)计算要求
分析过程
1. 选择工作目录,新建数据库文件; 2. 选择单元类型; 3. 定义梁单元截面 4. 定义材料 5. 创建分析模型(创建结点与单元) 6. 施加约束 7. 施加荷载 8. 求解 9. 后处理(输出计算结果)
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 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)。
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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。
(比如土木工程结构中的个别框架构件用单个单元模拟时)Beam188单元的二次和三次选项有两个限制:1)虽然单元采用高阶内插,但是beam188的初始几何按直线处理;2)因为内节点是不可影响的,所以在这些节点上不允许有边界(或荷载或初始)条件。
由于这些限制,所以如果beam189模型的中间节点作用有边界(或荷载或初始)条件或者中间节点不在单元中点时,需要注意beam188的二次选项和beam189的差异。
同样,beam188的三次选项不同于传统三次(Hermitian艾尔米特)梁单元。
未变形的状态决定了计算扭转作用的St.Venant 翘曲函数,该翘曲函数用来定义屈服后的剪应变。
Ansys在没有提供选项来重新计算在分析过程中变形状态的横截面扭转剪力分布和横截面可能的部分塑性屈服。
因此,由扭转作用引起的大的非弹性变形需要谨慎处理和验证。
在这样的情况下,推荐采用solid 或者sh ell 单元来模拟。
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仅仅在定义初始单元方向的时候有效。
Beam188/beam189 提供在积分点和界面节点输出的选项。
你可以要求仅仅在截面的外表面输出。
(PR SSOL 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 亚类仅仅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。
如果所有i 节点的温度均输入了,j 节点的都没有指明,那么j 节点的温度默认的是等于i 节点的温度。
对于其他的输入模式,没有指明的温度默认的是TUNIF。
你可以对该单元通过istress 和isfile 命令来定义初始应力状态。
要获取更多的信息,可以参考ANSY S Basic Analysis Guide的Initial Stress Loading。
可以替换的,你可以设置keyopt(10)=1 来从用户的子程序ustress 来读取出初始应力。
关于用户子程序的详细资料,参见ANSYS User Programmable Features 的指南。
应力刚化作用在单元中没有自动计算,如果对应力刚化作用需要非对称矩阵,使用nropt,unsym。
在"BEAM188 Input Summary"给出单元的输入总结。
BEAM188 Input Summary节点I, J, K (K, 方向点,可选但被要求)自由度UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ if KEYOPT(1) = 0 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ, WA RP if KEYOPT(1) = 1 Section Controls截面控制TXZ, TXY, ADDMAS (See SECCONTROLS) (TXZ and TXY default to A*GXZ and A*GXY, res pectively, where A = cross-sectional area) TXZ 和TXY 默认分别是A×GXZ 和A×GXY,这里A 是截面面积Material Properties材料属性EX, (PRXY or NUXY), ALPX, DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP表面力压力face 1 (I-J) (-z normal direction),face 2 (I-J) (-y normal direction),face 3 (I-J) (+x tangential direction),face 4 (J) (+x axial direction),face 5 (I) (-x direction).(用负数表示作用方向相反)I 和j 是端节点体力温度T(0,0), T(1,0), T(0,1) at each end node特殊特征Plasticity 塑性Viscoelasticity 粘弹性Viscoplasticity 粘弹性Creep 蠕变Stress stiffening 应力刚化Large deflection 大挠曲Large strain 大应变Initial stress import 初始应力引入Birth and death (requires KEYOPT(11) = 1) 单元的生死(要求keyopt(11)=1) Automatic selection of element technology 自动选择单元技术。