ansys中梁单元的截面和方向问题 (1)

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则

ANSYS中单元类型介绍和单元的选择原则ANSYS中单元类型的选择:初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。

单元类型的选择，跟你要解决的问题本身密切相关。

在选择单元类型前，首先你要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。

1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？这个比较容易理解。

杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。

梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。

如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。

对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：1)beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。

2)beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。

3)beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。

2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果你非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。

而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell单元计算准确。

实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。

shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。

对于一般的问题，选用shell63就足够了。

ANSYS指南之梁分析和横截面形状

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。

在ANSYS中梁单元如何自定义截面

第一步：用cad画图一个箱梁截面并导出.sat文件，假设文件名为cu 1.（1）画出截面（2）尺寸截面导入进ANSYS中，ANSYS截面尺寸大小为cad在测量工具显示下的大小。

与CAD改变单位无关。

（3）建立面域，把线框建立成面CAD面域命令region选中外围轮廓生成面域1再重复一次命令选中内轮廓，生成面域2。

导入到ANSYS中会有两个面用布尔运算（asba）生成箱梁面或者用面域减命令（su），面域1减去面域2，导入后则生箱梁截面。

（4）移动位置截面移动到坐标原点附近，便于在ANSYS中定位。

例如，在cad中的x-z平面画一个矩形面，形心在原点处，其导入后的面在ANSYS总体坐标系的x-z面上，形心在原点处。

（5）将cad中的面域导出为sat文件将sat文件放入到工作目录中第二步：将生成的文件名为cu的.sat文件导入ansys中~SATIN,cu,sat,,all,0 用的时候只需要修改cu这个文件名即可应用1直接利用此截面进行建模FINISH/CLEAR/prep7et,1,solid45mp,ex,1,2.10E11 !钢材mp,dens,1,7850*1.34mp,nuxy,1,0.3~SATIN,section,sat,,all,0k,,,,25l,14,15vdrag,1,,,,,,15VATT,1,,1esize,0.3VSWEEP,all应用2建立梁单元自定义截面Finish/clear/prep7et,1,mesh200 ! 采用mesh200辅助单元进行导入截面的网格划分，不参与计算，只是辅助划分网格。

keyopt,1,1,7 ！设置单元的附加功能，此处为划分的单元为3D八节点四边形单元。

~SATIN,cu,sat,,all,0 !导入截面aatt,1,,1aesize,all,1 ! 对导入的截面划分单元，可以自行调整单元大小amesh,allsecwrite,cu,sect,,1, 这个命令为截面导出命令，cu代表导出文件的名称,会在ANSYS当前工作做目录输cu.sec文件。

总结一下ANSYS中不同单元之间的连接问题

论坛里常有人问不同单元之间的连接问题，我自己也一直被这个问题所困绕,最近从ANＳＹＳ工程分析进阶实例上知道了AＮSYS中不同单元之间的连接原则。

感觉收收获不小，现把它上传与大家共享。

一般来说，按“杆梁壳体”单元顺序，只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度，则只要有公共节点即可,不需要约束方程,否则需要耦合自由度与约事方程。

例如：(1)杆与梁、壳、体单元有公共节点即可，不需要约束方程。

ﻫ（2)梁与壳有公共节点怒可,也不需要约束写约束方程;壳梁自由度数目相同,自由度也相同，尽管壳的ｒoｔz是虚的自由度，也不妨碍二者之间的关系，这有点类同于梁与杆的关系。

(3)梁与体则要在相同位置建立不同的节点,然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。

(４)壳与体则也要相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。

上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的,有一定的局限性,只适用于小位移，下面介绍一种支持大位移算法的方法，ＭＰC法。

MPC即Mｕｌtiｐoint Conｓtraｉｎt,多点约束方程,其原理与前面所说的方程的技术几乎一致,将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来,不需要连接边界上的节点完全一一对应。

MPC能够连接的模型一般有以下几种。

ﻫsolid 模型-ｓoｌid模型ﻫsｈelｌ模型-ｓheｌｌ模型ｓolｉｄ模型-shell 模型ｓolｉd 模型-beaｍ模型shelｌ模型-bｅam模型ﻫ在ＡNSＹS中,实现上述MPC技术有三种途径。

ﻫ(1）通过MPC18４单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。

定义MＰC1８4单元模型与定义杆的操作完全一致，而MPC单(2）利用约束元的作用可以是刚性杆（三个自由度的连接关系)或者刚性梁(六个自由度的连接关系)。

ﻫ方程菜单路径Ｍain Meｎｕ>pｒeproceｓsor>Coupliｎｇ/Cｅqn>shelｌ／ｓｏｌid Ｉｎｔerface创建壳与实体模型之间的装配关系。

举例分析ANSYS中梁截面的自定义方法

举例分析ANSYS中梁截面的自定义方法ANSYS中自定义梁截面分析的一个例子2007-11-07 11:33:11| 分类：ANSYS学习|举报|字号订阅关于梁分析的一个例子。

首先是建立截面形式。

为了后面调试中清楚地看到方向关键点的影响，所以截面采用矩形截面。

调试的结果表明：截面的关键点是确定中性轴围绕梁纵轴转动的定位（或者说，无论怎么取方向关键点，截面的法线永远与梁的纵轴线平行，）如果大家为了测试这一点，可以采用与梁纵轴线垂直的面内的若干个关键点实验一下。

如果两个关键点造成截面取向不同，则梁沿纵轴发生扭曲。

前一个方向关键点控制的是梁的起点的方向，后一个则是终点。

而梁的起点则是你在定义梁轴线时候，位于前面的那个关键点。

在本程序中，也就是关键点5。

如果你把其改成l,6,5，则你会发现梁的扭曲方向变化了！finish/clear,nostart/prep7et,1,82 !注意划分截面单元需要用PLANE82单元。

此处千万别用梁单元mp,prxy,1,1/3 !定义泊桑比mp,ex,1,2.07e11 !定义弹性模量k,1,0,0k,2,400,0k,3,400,40k,4,0,40a,1,2,3,4!lsel,all!lesize,all,0,,4!smrtsize,5!其实上面这三条命令这样划分网格也可以，但是没有下面的方法好。

下面更好控制网格质量。

asel,all !选择所有的面esize,,5 !确定划分网格的大小，每边划成5份。

如果你愿意，也可以改变网格数量。

amesh,all !给截面划分网格secwrite,jm2,sect,,1 !将截面命名为jm2.sect写入当前工作目录中去。

!下面开始建立梁中轴线。

注意截面保存后，生成的关键点、面、线等都已经不存在，所以即使不重新开始，!编号也是重新开始。

但是我还是重新开始，清空了内存数据。

finish/clear,nostart/prep7et,1,188 !定义梁单元，该单元必须是支持采用自定义截面的单元类型。

ANSYS在钢筋混凝土梁热分析中的应用

ANSYS在钢筋混凝土梁热分析中的应用【摘要】在火灾荷载的条件下，钢筋混凝土构件内部的温度场分布，对火灾后的构件能否继续使用，具有重要的作用。

ANSYS作为大型有限元软件，在有限元分析中得到了普遍的应用.本文首先从混凝土梁截面热分析入手，然后进行混凝土构件梁整体热分析，从而比较两者在热分析中的误差，从而得出ANSYS 在热分析中方法及思路。

【关键词】ANSYS；热分析；钢筋混凝土梁Reinforced concreted beam in the application of thermal analysis with ANSYS【Abstract】With the fire load conditions, the inside temperature field distribution of concrete beam has an important role on the components. As large-scale finite element software, the finite element analysis has gained widespread application. Comparing the thermal analysis of concrete beam section with the overall thermal analysis of concrete beams, and then draw the differences and similarities, which take thermal analysis in ANSYS in the methods and ideas.【Key words】ANSYS;Thermal analysis;Reinforced concrete beam1. 前言组成钢筋混凝土梁构件的材料，在火灾荷载作用下，其热工性能和力学性能会产生明显的变化，变形也会明显增大，由于构件在受火时，体积膨胀、截面温度不均匀分布，都会使截面产生自平衡的温度应力和构件弯曲变形［1］。

如何在ANSYS中实现自定义梁截面

通过上述过程就能实现截面区格的划分，使ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体结构分析得以顺利进行。
!"
建模实例
以工字形梁截面为例，该梁材料为 #!$% 钢，截面尺寸（见图 &）为：翼缘宽 ’ ( %) **、厚 +& ( % **；
腹板高 ,) ( -) **、梁截面高 , ( &)) **、厚为 +. ( /0 % **；材料的弹性模量 1 ( !)2))) 3 4 **! ，泊松比（即泊松系数）为 ! ( )0 $ 。具体步骤如下： !0 &" 在 53676 下创建文档
&/ （ !80 !% ， &)) ， )）；&% （ !!0 8% ， )， )）； &2 （ !80 !% ， )， )）。（$）创建直线：选择主菜单中的 CD;ND><;::>D O A>R;J=?K O VD;@+; O W=?;: O W=?;: O 6+D@=K,+ W=?; 命令，弹出拾取对话框。在图形显示区依次选择 & 、 !； !、 $； $、 /； %、 2； 2、 U； U、 8； 8、 %； -、 &) ； &) 、 && ； && 、 &! ； &! 、 - 关键点，创建直线完成后，单击 LM 按钮关闭对话框。（/）创建面：选择主菜单中的 CD;ND><;::>D O A>R;J=?K O VD;@+; O 5D;@: O 5D’=+D@DQ O TQ W=?;: 命令，弹出拾取对话框。在图形显示区依次选择直线，创建面完成后，单击 LM 按钮关闭对话框。 !0 %" 布尔操作（ & ）利用粘接运算将各截面连接为整体：选择主菜单中的 CD;ND><;::>D O A>R;J=?K O LN;D@+; O T>>J;[ @?: O FJB; O 5D;@: 命令，弹出拾取对话框，单击 C=<\ 5JJ 按钮，再单击 LM 按钮关闭对话框。（ ! ）创建分隔直线：同 !0 8 ，连接关键点 8 、 &$ ； U、 &/ ； %、 &% ； 2、 &2 。（ $ ）选择主菜单中的 CD;ND><;::>D O A>R;J=?K O LN;D@+; O T>>J;@?: O S=Z=R; O 5D;@ ’Q W=?; 命令，弹出拾万方数据・ 2-・

ansys workbench例题

Ansys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决各种结构力学、流体动力学、电磁场等问题。

本文将以Ansys Workbench为例，介绍一个结构力学的例题，并详细讲解解题过程。

1. 问题描述假设有一个悬臂梁，在梁的自由端施加一个集中力，要求计算梁的应力分布和挠度。

2. 建模打开Ansys Workbench软件，新建一个静力学分析项目。

在几何模型中，画出悬臂梁的截面，并确定梁的长度、宽度和厚度。

在材料属性中，选择梁的材料，并输入对应的弹性模量和泊松比。

在约束条件中，将梁的支座固定，模拟悬臂梁的真实工况。

在外部荷载中，施加一个与梁垂直的集中力，确定力的大小和作用位置。

3. 网格划分在建模结束后，需要对悬臂梁进行网格划分。

在Ansys Workbench 中，可以选择合适的网格划分方式和密度，以保证计算结果的准确性和计算效率。

通常情况下，悬臂梁的截面可以采用正交结构网格划分，梁的长度方向可以采用梁单元网格划分。

4. 设置分析类型在网格划分完成后，需要设置分析类型为结构静力学。

在分析类型中，可以选择加载和约束条件，在求解器中，可以选择计算所需的结果类型，如应力、应变、位移等。

5. 求解和结果分析完成以上步骤后，可以提交计算任务进行求解。

Ansys Workbench软件会自动进行计算，并在计算完成后给出计算结果。

在结果分析中，可以查看悬臂梁的应力分布图和挠度图，进一步分析梁的受力情况和变形情况。

6. 参数化分析除了单一工况下的分析，Ansys Workbench还可以进行参数化分析。

用户可以改变材料属性、外部加载、几何尺寸等参数，快速地进行批量计算和结果对比分析，以得到最优的设计方案。

7. 结论通过Ansys Workbench对悬臂梁的结构分析，可以得到悬臂梁在外部加载下的应力分布和挠度情况，为工程设计和优化提供重要参考。

Ansys Workbench还具有丰富的后处理功能，可以绘制出直观的分析结果图，帮助工程师和研究人员更好地理解和使用分析结果。

ANSYS杆单元,梁单元简介

ANSYS中提供的杆单元简介LINK1 二维杆单元，应用于平面桁架，杆件，弹簧等结构，承受轴向的拉力和压力，不考虑弯矩，每个节点具有X和Y位移方向的两个自由度，单元不能承受弯矩，只用于铰链结构应力沿单元均匀分布。

具体应用时存在如下假设和限制：1．杆件假设为均质直杆，在其端点受轴向载荷。

2．杆长应大于0，即节点i,j不能重合3．杆件必须位于x-y平面且横截面积要大于04．温度沿杆长方向线性变化5．位移函数的设置使得杆件内部的应力为均匀分布6．初始应变也参与应力刚度矩阵的计算LINK8 三维杆单元，应用于空间桁架，是 LINK2的三维情况，用来模拟桁架，缆索，连杆，弹簧等，这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有三个自由度，即沿节点坐标系x，y，z，方向的平动，就像在铰链结构中表现的一样，本单元不承受弯矩。

本单元具有塑性，蠕变，膨胀、应力刚化、大变形和大应变等功能。

具体应用时存在如下假设和限制：1.杆单元假定为直杆，轴向载荷作用在末端，自杆的一端至另一端均为统一属性2.杆长应大于0，即节点i,j不能重合3.横截面积要大于04.温度沿杆长方向线性变化5.位移函数暗含着在杆上有相同的应力6.即便是对于第一次累计迭代，初始应变也被用来计算应力刚度矩阵LINK10 三维仅受压或仅受拉杆单元，应用于悬索，它具有独一无二的双线性刚度矩阵特性，使用只受拉选项时，如果单元受压，刚度就消失，以此来模拟缆索的松弛或是链条的松弛，这一特性对于整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用，当需要松弛单元的性能，而不关心松弛单元的运动时，他也可用于动力分析（带有惯性和阻尼效应）。

如果分析的目的是研究单元的运动（没有松弛单元），那那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元，如LINK8或PIPE59。

对于最终收敛结果是紧绷状态的结构，如果迭代过程中可能出现松弛状态，那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。

而使用其他单元。

ansys教程——梁

– 或使用SFBEAM 命令
– 重力或离心力 • 作用在整个结构上
January 30, 2001 Inventory #001443 5-17
梁
... 加载, 求解，结果
• 获取解答:
– 先保存数据库文件.
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
梁
C. 加载, 求解，结果
• 梁的典型加载包括:
– 位移约束
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
• 施加在节点或关键点上
– 力 • 施加在节点或关键点上 – 压力 • 施加在单位长度上 • 施加在单元表面上 • Solution > Apply > Pressures > On Beams
梁
B. 梁网格划分
• 用梁单元对几何模型做网格划分包括三个主要步骤:
– 指定线的属性
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
– 指定线分隔
– 划分网格
•
MeshTool 提供了上述三个步骤的便利操作
January 30, 2001 Inventory #001443 5-9
横截面 • 对 BEAM188 和 189单元的完整定义包括对横截面属性的定义。 • BeamTool提供了方便的操作.
– Preprocessor > Sections > Common Sectns...
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2

Ansys梁的关键点方向和横截面方向问题

梁单元的如何定义方向关键点问：
我使用beam189单元建模，要确定梁的放置方向，但是不知道怎么定义方向关键点，即不会确定单元坐标系z轴的方向，请求高手指点答：
例如：
先定义两个点：
k,1,0,0,0k,2,100,0,0定义第三个点为方向点：
k,1000,0,100,0定义直线：
l,1,2在mesh直线时，把方向点加上就行了latt,1,1,1, ,1000, ,1在梁单元内，截面和梁单元的单元坐标系的关系如图，适用于中所有的梁单元Ansys如图所示，单元坐标系的z轴指向梁的高度方向，用LATT对梁进行属性分配时，LATT,MAT,REAL,TYPE,--,KB,KE,SECNUM其中KB为该梁的单元坐标系的z方向。

如上图所示的梁截面，均以竖直向上为单元坐标系的z方向。

1/ 1。

ANSYS结构分析指南梁分析和横截面形状

ANSYS结构分析指南第七章梁分析和横截面形状7.1 梁分析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，梁单元求解效率更高。

本章的内容只适用于BEAM44(三维变截面单元)和另两种有限元应变单元BEAM188 和BEAM189 (三维梁单元)。

这些梁单元与ANSYS 的其他梁单元相比，提供了更健壮的非线性分析能力，显著地改进了截面数据定义功能和可视化特性。

参阅《ANSYS Elements Reference》中关于BEAM44、BEAM188 和BEAM189 单元的描述。

注意--如要对BEAM44 单元采用本章论述的横截面定义功能，必须清楚不能应用这些功能来定义斜削的截面。

此外，本章所述的后处理可视化功能不能应用于BEAM44 单元。

注意--用户定义横截面功能可能不能应用CDWRITE命令。

7.2 何为横截面横截面定义为垂直于梁轴的截面的形状。

ANSYS提供有11种常用的梁横截面库，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节点的数值模型来确定梁的截面特性(Iyy，Izz 等)，并求解泊松方程得到扭转特征。

图7-1是一个标准的Z型横截面，示出了截面的质心和剪切中心，以及计算得到的横截面特性。

图7-1 Z型横截面图横截面和用户自定义截面网格将存储在横截面库文件中。

如果用BEAM44、BEAM188、BEAM189 单元来模拟线实体，可用LATT命令将梁横截面属性赋予线实体。

7.3 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(Dection ID)关联。

2、定义截面的几何特性数值。

ANSYS 提供了表7-1 所列出的命令，可以完成横截面生成、查看、列表和操作横截面库的功能。

表7-1 ANSYS 横截面命令参阅《ANSYS Commands Reference》可以得到横截面命令的完整描述。

7.3.1 定义截面并与截面号关联使用SECTYPE命令定义截面并与截面号关联。

ansys材料力学问题地模拟

目录引言 (2)一杆件受拉压的内力、应力、变形 (2)1.1轴向拉压的内力、轴力图 (2)1.2 轴向拉压杆横截面上的应力 (5)1.3 轴向拉压杆横截面上的变形 (7)1.4 圣维南原理 (9)1.5 工程结构实例分析 (11)二圆轴扭转 (15)2.1、扭转的力学模型及ANSYS建模 (15)2.2、圆轴扭转时，横截面上的内力偶矩------扭矩 (15)2.3、圆轴扭转时，横截面上的应力、强度条件 (15)(1) 横截面上的切应力 (15)(2) 极惯性矩与抗扭截面系数 (15)三、梁弯曲的内力、变形、应力 (20)3.1 梁的弯曲内力、变形 (20)3.2 弯曲应力 (27)3.3 工程实例： (31)四、压杆稳定 (35)4.1、压杆稳定的概念 (35)4.2、临界压力 (35)4.3、三类压杆的临界载荷 (36)4.4、压杆稳定性计算 (36)4.5 工程实例4 (38)引言《材料力学》是机械、土木类工科学生重要的技术基础课，其计算方法和思想在工程计算中应用非常广泛。

为了使学生对课内知识体系有一个比较清晰的感性认识，锻炼学生的求真精神和实践动手能力，进一步培养学生的综合创造力，兴趣小组的学生们在教师的指导下基于ANSYS 有限元分析软件对《材料力学》的某些知识点进行数值计算与模拟，得到相关的数据、云图或动画，从而对理论公式进行形象验证，更开阔了学生的视野，提高了学生的CAE 水平。

本研究内容包括三部分：（1）对《材料力学》课程中的基本内容，包括拉压、剪切、扭转、弯曲的内力、应力、变形、压杆稳定、动载荷、疲劳强度、圣维南原理等重要理论知识点情况通过ANSYS 进行分析，得到内力、变形、应力、应变相关的数据、云图或动画；（2）对重要知识点的典型例题通过ANSYS 进行计算，并与理论计算结果进行对比验证。

（3）对《材料力学》理论知识能够解决的典型工程实际问题进行建模、分析与计算。

一杆件受拉压的内力、应力、变形1.1轴向拉压的内力、轴力图在工程结构和机械中，发生轴向拉伸或压缩的构件是很常见的。

ANSYS应用实例：钢筋混凝土简支梁数值模拟

（ii ）纵向钢筋：PIPE20 （iii ）横向箍筋：PIPE202.2 材料性质（i ）、混凝土材料表5-4 混凝土材料的输入参数一览表[16~19]·单轴受压应力-应变曲线（εσ-曲线）在ANSYS ○R程序分析中，需要给出混凝土单轴受压下的应力应变曲线。

在本算例中，混凝土单轴受压下的应力应变采用Sargin 和Saenz 模型[17,18]：221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=c c s c c E E E εεεεεσ （5-30）式中取4'4')108.0028.1(c c c f f -=ε；断面图配筋图断面图配筋图断面图配筋图RCBEAM-01 RCBEAM-02 RCBEAM-03图5-12 各梁FEM模型断面图（a）单元网格图（b）钢筋单元划分图图5-13 算例（一）的FEM模型图2.4 模型求解在ANSYS○R程序中，对于非线性分析，求解步的设置很关键，对计算是否收敛关系很大，对于混凝土非线性有限元分析，在计算时间容许的情况下，较多的求解子步（Substeps）或较小的荷载步和一个非常大的最大子步数更容易导致收敛[2]。

在本算例中，设置了100个子步。

最终本算例收敛成功，在CPU为P41.6G、内存为256MB的微机上计算，耗时约为8小时。

2.5 计算结果及分析2.5.1 荷载—位移曲线图5-14为ANSYS○R程序所得到的各梁的荷载-跨中挠度曲线，从图中可以看出：（i）、梁RCBEAM-01：曲线形状能基本反映钢筋混凝土适筋梁剪切破坏的受力特点，而且荷载-跨中挠度曲线与钢筋混凝土梁的弯剪破坏形态非常类似，即当跨中弯矩最大截面的纵筋屈服后，由于裂缝的开展，压区混凝土的面积逐渐减小，在荷载几乎不增加的情况下，压区混凝土所受的正应力和剪应力还在不断增加，当应力达到混凝土强度极限时，剪切破坏发生，荷载突然降低。

（ii）、梁RCBEAM-02：荷载-跨中挠度曲线与超筋梁的试验荷载-跨中挠度曲线很相似，在荷载达到极限情况下，没有出现屈服平台，而是突然跌落。

ANSYS梁单元

18
20. 画出"girder"梁的应力 (ID = 2)SX。
19
21. 画出"beam"梁的应力 (ID = 3)SX。
20
22. 画出“peak”梁的应力 (ID = 4)SX。 23. 最后, 退出ANSYS，表面效应单元施加压力荷载。 – 选择实体: • 按单元类型号 Min, Max = 3选择实体 • 从全部中选择,按 [Apply],按 [Replot] – Main Menu > Solution > -Loads- Apply > Pressure > On Elements + • [Pick All] • LKEY = 5 • VALUE = 0.25 • VAL2, VAL3, VAL4 = 0, 0, -1 • 按 [OK] – Utility Menu > PlotCtrls > Symbols … • /PBC = All Applied BC's • /PSF = Pressures • 用箭头显示压力和对流 • 按 [OK]
?按y坐标minmax480选择线?从全部中选择按apply按plot?设定minmax240?追加选择按apply按replot?minmax0?追加选择按apply按replot?设置z坐标
ANSYS梁单元梁单元
1
梁模型
建筑框架
2
• 确定建筑物框架由于重力和0.25 psi的“雪载荷”引起的变形和应力。 • 假定: 数据库文件含几何模型和已定义的材料特性。
10
7. 指定“beam”梁截面，剖分其余网格。 – 选择实体: • 按截面 ID号， Min, Max = 1,4选择线。 • 从全部中选择, 按 [Apply],按 [Invert],按 [Plot] – 网格工具: • 单元特性: [Lines]: 按 [Set] – [Pick All] – 设置MAT = 1, TYPE = 1, SECT = 3, Pick Orientation keypoints = Yes, 按 [OK] – 键入定位关键点号103，按 Enter 键 ,然后按 [OK] • 网格尺寸控制: Lines: 按 [Set] – [Pick All] – 在对话框中设定NDIV = 6, 然后按 [OK] • 按 [Mesh] – [Pick All]

ansys自定义截面及方向节点实例

自定义截面及方向节点实例问题描述：为什么在用BEAM188和189单元划分单元时会有许多额外的节点？可不可以将它们删除？答：BEAM188和189是ANSYS从5.5版本开始起增加的新的梁单元，它的最大特点是支持梁截面形状显示，可以考虑剪切变形和翘曲，同时也支持大转动和大应变等非线性行为，而且也可以直接显示梁截面上的应力和变形。

在用BEAM188和189建模时必须先定义截面形状，而且必须指定一个方向点，在形成的每个梁单元中都会生成一个方向节点（即额外节点），它是梁单元的组成部分，所以不能被删除。

如何定制Beam188/189单元的用户化截面？ANSYS提供了几种通用截面供用户选用，但有时不能满足用户的特殊需求。

因此ANSYS提供了用户创建截面的方法具体方法是，首先创建一个2-D实体模型，然后利用SECWRITE命令将其保存。

实例：一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由，在自由端施加载荷。

（悬臂梁截面自定义为梯形）问题特性参数：弹性模量=1.0X10e4psi 泊松比=0.0本例使用如下的几何特性： L=100in H=5in B=2in本例的载荷为： P=1lb步骤：（1）清除内存，开始一个新分析。

选取菜单Utility Menu>file>clear&start new 弹出clears database and start new对话框，采用默认设置，单击ok按钮弹出verify确认对话框，单击yes按钮。

（2）进入前处理器。

选择菜单路径Utility Menu>Preprocessor。

(3)定义单元类型1：面单元PLANE82。

选择菜单路径Utility Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 弹出Element Type对话框，单击Add按钮，接着弹出Library of Element Type 对话框，在右侧列表框下方框中输入82,在Element type reference number 项输入1，单击OK按钮返回Element Type对话框单击Close 按钮。

桥梁结构ANSYS建模原则及常见问题

理论上，实体元和板壳元模型可以真实的模拟任何复杂的结构的各种受力行为，如弯曲、扭转及局部变形等。但除运算成本过大之外，板壳元、实体元模型在应用于大跨桥梁结构时，需要整理大量的输入输出数据，不便于对计算结果及结构受力行为作出正确评价，且难以给出与现行规范有直接联系的内力结果。此外，过于复杂的模型在进行结构动力特性计算时会得出许多结构局部的振动模态，这是十分没有必要的。因此，板壳元、实体元模型多用于分析受力复杂的局部结构，以进行结构合理的配筋设计，如承台、牛腿、斜拉桥塔柱及主梁锚固段等。
4 基于 APDL 的编程及 ANSYS 新模块的实现 ......................... 34
4.1 APDL 的特点 ...................................................... 34 4.2 APDL 的编程 ...................................................... 34 4.2.1 APDL 的参数化变量及函数 ................................... 34 4.2.3 宏命令 ................................................... 37 4.2.4 APDL 常用命令详解 ......................................... 38 4.3 ANSYS 新功能 ..................................................... 39
5 实用技巧 .................................................... 43

ansys杆、梁和管单元讲解

（1）杆单元，适用于弹簧、螺杆、预应力螺杆和薄膜桁架等，常用的杆单元有LINK8/LINK11/LINK180.LINK180：三维杆单元，根据各种情况可以看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等，本单元是一个轴向拉伸---压缩单元，每个节点有三个自由度：节点坐标系的X、Y、Z方向的平动。

本单元是一种顶端铰链结构，不考虑单元弯曲。

本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形和大应变功能。

当考虑大变形时（NLGEOM，ON）任何分析中LINK180单元都包括应力刚化选项。

本单元支持弹性、各向同性强化塑性、随动强化塑性、Hill各向异性强化、Chaboche 非线性强化塑性和蠕变。

LINK10与之类似仅压缩或仅拉伸。

输入参数：节点：I,J 自由度：UX、UY、UZ 实常数：AREA为面积，ADDMAS质量，TENSKEY 拉压选项，0为可以受拉压，1为只受拉，-1为只受压。

材料属性：EX，（PRXY或NUXY），ALPX（CTEX或THSX），DENS，GXY，ALPD，BETD 面载荷：无体载荷：温度T(I)、T（J）特殊属性：单元生死、初始状态、大挠度、大应变、线性扰动、非线性稳定、塑性、应力刚化、用户自定义材料、粘弹性、粘弹性/蠕变、（2）梁单元，用于螺栓（杆）、薄壁管件，C形截面构建，角钢或狭长薄膜构建（只有膜应力和弯应力）梁单元有弹性梁、塑性梁、渐变不对称梁、薄壁梁等，此处介绍BEAM188BEAM188：三维线性有限应变梁单元，适用于分析从细长到中等短粗的梁结构，基于铁木辛哥梁结构理论，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6或者7个自由度，自由度的个数取决与KEYOPT(1)=0（默认）,每个节点有6个自由度，即节点坐标系的X,Y,Z方向的平动和绕X,Y,Z轴的转动，当KEYOPT(1)=1时，7个自由度，引入横截面的翘曲。

这个单元非常适合线性、大角度转动和并非大应变问题。

ANSYS应用-简支梁分析

第一章简支梁有限元结构静力分析0前言本文利用ANSYS软件中BEAM系列单元建立简支梁有限元模型，对其进行静力分析与模态分析，来比较建模时不同单元类型的选择和网格划分精细程度不同所带来的不同结果，以便了解和认识ANSYS对于分析结果准确性的影响。

1.1梁单元介绍梁是工程结构中最为常用的结构形式之一。

ANSYS程序中提供了多种二维和三维的梁单元，分别具有不同的特性，是一类轴向拉压、弯曲、扭转单元，用以模拟各类结构中的平面以及空间的梁构件。

常用的梁单元中BEAM3、BEAM23和BEAM54为二维梁单元，BEAM4、BEAM24、BEAM344、BEAM188和BEAM189为三维梁单元。

下文将简单介绍常用的梁单元BEAM3、BEAM4、BEAM44、BEAM188以及BEAM189。

1.1.1BEAM3单元：图1.1Beam3单元几何图形BEAM3是具有拉伸、压缩和弯曲的单轴2-D弹性梁单元。

上图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。

单元由两个节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。

初始应变通过Δ/L给定，Δ为单元长度L（由I，J节点坐标算得）与0应变单元长度之差。

该单元在每个节点处有三个自由度，可以进行忽略环箍效应的轴对称分析，例如模拟螺栓和槽钢等。

在轴对称分析中，单元的面积和惯性矩必须给出360°范围内的值。

剪切变形量SHERAR是可选的，如给SHERAR赋值为0则表示忽略剪切变形，当然剪切模量（GXY）只有在考虑剪切变形时才起作用。

同时可以运用实常数中的ADDMAS命令为单位长度梁单元施加附加质量。

1.1.2BEAM4单元：图1.2Beam4单元几何图形BEAM4是具有拉伸、压缩、扭转和弯曲的单轴3-D弹性梁单元。

关于本单元的几何模型，节点座标及座标系统详见上图。

该单元在每个节点处有六个自由度。

单元属性包括应力刚化与大变形。

单元方向由两或三个节点确定，实常数有横截面面积，两个方向的惯性矩（IZZ和IYY），梁的高和宽，与单元轴X轴的方向角和扭转惯性矩（IXX），如果没有给出IXX的值或赋予0时，程序自动假设IXX=IYY+IZZ，IXX必须为正同时一般情况下小于弯曲惯性矩，因此最好能够给出IXX的值。