ANSYS__梁单元
ansys单元-beam3
Beam3二维弹性单元特性Beam3单元描述：Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。
单元的每个节点有三个自由度，即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。
本单元更详细的说明见《ANSYS, Inc. Theory Reference》，其它的二维梁单元还有塑性梁单元Beam23及非对称变截面梁Beam54。
Beam3单元几何图形：Beam3输入数据：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。
如果不计环向作用本单元也可进行轴对称体的分析，如对螺栓、带缝圆柱等。
在轴对称分析时输入的面积和惯性矩应是全截面的。
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（相关细节见Shear Deflection），当然剪切模量（GXY）只有在考虑剪切变形时才起作用。
单元还可在实常数ADDMAS中输入单位长度的附加质量。
“节点与单元荷载”一节对“单元荷载”有专门介绍。
可以在本单元的表面施加面荷载，如上图中带圈数字所示，其中箭头指向为面荷载作用正向。
横向均布压力的单位为力每单位长度，端点作用的压力应以集中力的形式输入。
KEYOPT（10）用来控制线性变化的横向压力相对单元节点的偏移量。
可在单元几何图形的四个角上设定温度值，其被当做体荷载处理。
第一个角上的温度T1的默认值为TUNIF，如其它角的温度未给定时其默认值等于第一个角的温度，如给定了T1和T2则T3的默认值为T2，T4的默认值为T1。
KEYOPT（9）用来控制两节点中间部分相关值的输出情况，值是按平衡条件得出的。
但在下列情况下这些值不能得到：●考虑应力硬化时TIF，ON］；●一个以上的部件作用有角速度时OMEGA]；●通过命令CGOMGA, DOMEGA, or DCG/MG作用了角速度或加速度时。
ANSYS梁壳单元及其在FEA中的应用
ANSYS梁壳单元及其在FEA中的应用ANSYS功能强大的梁壳单元是ANSYS的特色之一，在有限元仿真分析中使用ANSYS提供的梁壳单元，能大大提高求解效率并能保证工程精度要求。
一梁单元特性及应用梁单元用来建立三维结构的数学上理想化的一维有限元模型，与实体单元和壳单元相比，使用梁单元可以提高求解效率。
ANSYS提供了多种梁单元库以适应不同的需要，其中Beam44为3-D 渐变非对称截面梁，Beam188和Beam189为3-D有限应变梁，ANSYS的梁单元在非线性分析方面具有先进性和鲁棒性的独特优势。
1．3D真实描述梁单元在空间上是一维的线单元，单元特性和截面属性是相互独立的，通过指定截面编号，一维的梁单元就可以描述真实的三维空间结构，并且ANSYS可以以三维的形式显示分析结果。
ANSYS提供了11种常用的截面形状，并允许用户定制截面形状，用户可以利用二维建模的方式创建新截面，并可以把定制的截面形状保存在截面形状库中。
2．变截面梁ANSYS允许定义任意截面形状，允许单元的每一端具有不同的不对称几何形状，并允许其端节点从梁的中心轴偏移。
3．梁单元的预应力ANSYS的梁单元可以考虑预应力产生的应力刚化效应。
所谓应力刚化效应对于梁单元来说就是轴向应力引起的垂直轴向的刚度变化。
4．复合材料截面ANSYS可以定义任意几何形状由多个各向同性材料组成的横截面，可以用来模拟层状复合材料梁，长纤维增强复合材料梁和传感器等。
5．考虑剪切变形和翘曲的影响ANSYS的梁单元基于铁木辛柯梁理论，在平面假设的基础上可以考虑剪切变形的影响。
ANSYS的梁单元还可以考虑非圆截面梁扭转时产生的翘曲影响，这时每个端节点有7个自由度，包括3个平动，3个转动和一个翘曲自由度。
Shell188和Shell189单元不仅能模拟直梁的弯曲剪切响应，而且能模拟横向—扭转屈曲行为（特征屈曲和非线性崩塌）。
6．支持非线性材料本构模型ANSYS的梁单元支持弹性（线弹性和非线性弹性），塑性和蠕变等材料本构模型。
ansys梁单元的使用
ansys梁单元的使用在建筑结构中最常用的简化单元有三种分别是梁单元、杆单元和板壳单元。
其中梁单元是用有限元法进行梁柱分析时最常用的单元目前各种流行的大型有限元软件基于不同的力学模型针对不同的问题提供了多种梁单元。
那么分析具体问题时如何进行选择选择的依据是什么选用不同的单元对分析结果会带来多大的影响这些问题直接影响到分析结果的有效性和准确因而需对梁单元的力学模型和如何使用进行探讨。
梁单元是一种几何上一维而空间上二维或三维的单元主要用于模拟一个方向长度大于其它两方向的结构形式。
也就是说主要指那些细长的结构只要横截面的尺寸小于长度尺寸就可以选用梁单元来模拟这在一定意义上和壳单元在一个方向上比另外两个方向都薄原理相似。
一般来说横截面尺寸需要小于长度的1/20或1/30这里的长度是指两支撑点间的物理意义上的距离。
梁单元本身可以进行任意的网格划分也就是说物理尺寸和特性将决定选择哪种单元更为合适。
梁柱杆件是指同时承受弯矩或横向力和轴力作用的构件其中以承受弯矩为主的构件称为梁而以承受轴向压力为主的构件称为柱。
所以梁、柱受力分析的理论基础是相同的在本质上一样的因而梁、柱可以用一种单元来计算。
在有限元分析软件ANSYS中梁单元有BEAM3、BEAM23、BEAM54、BEAM4、BEAM24、BEAM44、BEAM188、BEAM189八种。
其中BEAM3、BEAM23、BEAM54是2D梁单元BEAM4、BEAM24、BEAM44、BEAM188、BEAM189是3D梁单元。
有两种基本的梁单元理论Timoshenko剪切变形理论和Euler—Bernoulli两种理论。
其中Euler—Bernoulli梁理论即经典梁理论也称工程梁理论。
其中BEAM3、BEAM23、BEAM54、BEAM4、BEAM24、BEAM44是基于Euler—Bernoulli梁理论BEAM188、BEAM189是基于Timoshenko梁理论。
ansys梁单元残余应力
ansys梁单元残余应力
在ANSYS中，可以使用梁单元（BEAM）来分析梁结构的应力情况，包括残余应力。
梁单元是一种特殊类型的有限元单元，适用于分析细
长结构，如梁、柱等。
要分析梁单元的残余应力，可以按照以下步骤进行操作：
1. 创建梁单元：在ANSYS中，可以使用梁单元命令或者通过界
面选择梁单元类型来创建梁单元。
例如，使用梁单元命令BEAM188可
以创建混凝土梁单元。
2. 定义梁单元的几何和材料属性：在命令行或者界面中输入相
关指令，定义梁单元的几何尺寸、材料属性、截面特性等。
3. 添加约束条件：根据实际情况，在梁单元的节点上添加适当
的约束条件，如固定边界条件、荷载等。
4. 进行静态分析：在ANSYS中，选择适当的静态分析命令或者
界面选项，进行梁单元的应力分析。
5. 查看结果：完成分析后，可以使用ANSYS的后处理工具查看
梁单元的残余应力分布。
可以选择显示应力云图、应力剖面图或者某
个位置的残余应力数值等。
需要注意的是，在进行梁单元的应力分析时，应根据具体情况选
择合适的材料力学模型和加载条件，并对边界约束条件进行正确设置，以获得准确的残余应力结果。
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。
ANSYS中的梁单元
ANSYS中的梁单元ANSYS中的梁单元2010-03-21 20:18:01| 分类：Ansys | 标签：|举报|字号大中小订阅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的梁单元。
ANSYS提供的单元类型中共有9种梁单元，分别为BEAM3, BEAM4, BEAM23, BEAM24, BEAM44, BEAM54, BEAM161, BEAM188, BEAM189。
在结构分析中常用的是BEAM4和BEAM188或BEAM189这三中梁单元。
BEAM4单元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。
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。
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。
第七章ansys梁单元分析和横截面形状
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《ANSYSElements 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（lyy，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GUI菜单路径Mai nMenu >Ge neralPostproc>ListResul命令目的ts>PRSSOSectio nSolutio nUtilityMe nu>打印梁截面结果(BEAM44不支持)SECTYList>Results>Sectio nSolutio nMainMenu >Preprocessor>Secti on s>-Be am-Com mon Sect nsMai nMenu>用SEID关联截面子类PESECDA TASECOF FSET型Preprocessor>Secti on s>-Beam-Custom Sectns>ReadSectMeshMainMenu >Preprocessor>Secti on s>-Be am-Common Sect nsMainMenu >Preprocessor>Secti on s>-Be am-Common Sect nsMai nMenu>定义截面几何数据定义梁截面的截面偏SECCO NTROLSSECNU M离Preprocessor>Secti on s>-Beam-Custom Sectns>ReadSectMeshMainMenu >Preprocessor>Secti on s>-Beam-Add/Edit 值Mai nMenu >Preprocessor>-Attributes-D efine>DefaultAttribsMai nMenu>覆盖程序计算的属性SECPL OT的Preprocessor>-Modeli ng-Create>Eleme nts>ElemAttributesMainMenu >Preprocessor>Secti on s>-Be am-PlotSecti on识别关联到一个单元SECID按比例显示梁截面的几何形状-Beam-CustomSect ns>ReadSectMesh MainMenu >Preprocessor>Sectio ns>Lis tSectio nsUtilityMe nu>SLIST List>Properties>Sectio nPropertiesUtilit汇总截面特性 yMe nu >List>Properties>SpecifiedSection PropertiesSDELE Mai nMen u>Preprocessor>Sectio ns>Del TE eteSecti on 参阅《ANSYS Comma nds Refere nee 可以得到横截面命令的完整描述。
ansys-apdl中梁单元施加温度作用的研究
ansys-apdl中梁单元施加温度作用的研究温度在结构力学研究中同样具有重要地位，它可以直接引起材料力学特性的质变，从而影响结构的力学行为。
ANSA软件基于ANSYS APDL（ANSYS主程序语言）平台，可以有效的模拟多种有限元结构的温度功能，在求解梁受温度作用的问题时也同样有相当强大的能力。
ANSA软件可以模拟温度的渐变变化和瞬态温度的变化，同时还可以进行多场温度边界条件的考虑，以实现更精确的计算。
一般情况下，在使用ANSA软件进行梁单元施加温度作用的分析时，首先进行有限元计算模型的构建，采用相应的单元、刚度矩阵和荷载参数，对梁结构进行有限元求解。
然后建立相应的Heat Transfer （温度传递）模型，建立单元类型、荷载类型以及温度类型等参数，进行温度传递属性的设定。
通过设置初始温度、热流密度和外界热源，梁单元的温度状态就可以确定。
当符合热传导方程式的热传导属性参数设定完成之后，梁单元就可以施加外界温度作用。
求解过程中，可以采用多种数值解法，从而获得准确的温度应力场分析结果。
以上是ANSA软件中梁单元施加温度作用的研究的基本步骤，其优势在于精确的温度分析、可视图形及统计分析结果、求解时间低等，这些特性让ANSA软件在求解梁受温度作用的问题上极具优势。
另外，在进行梁受温度作用的研究时还需要关注数理模型的准确性。
不同的材料受温度作用所产生的温度应力分布和变形表现会有差异，并且温度应力分布复杂，这就要求ANSA软件在考虑温度作用时必须采用精细的有限元网格结构以及多元数学模型，以便更加确切地确定温度应力场，为有效分析考虑多因素影响作准确的辅助。
因此，ANSA软件在求解梁单元受温度作用的问题方面有其独特的优势，其具有准确的热学模型、高效的求解技术以及准确的数学分析，使其成为求解梁受温度作用的有力工具。
在梁受温度作用的研究中，ANSA软件通过应用有限元计算技术、考虑温度边界条件和多因素影响，可以实现复杂的温度应力分析，为结构力学研究发挥十分重要的作用。
ANSYS软件中常用的单元类型
ANSYS软件中常用的单元类型一、单元（1）link(杆)系列：link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架，注意一根杆划一个单元。
link10用来模拟拉索，注意要加初应变，一根索可多分单元。
link180是link10的加强版，一般用来模拟拉索。
（2）beam(梁)系列：beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元，用来模拟框架中的梁柱，画弯据图用etab 读入smisc数据然后用plls命令。
注意：虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图，但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。
该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz，注意方向。
beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件，可用"/eshape,1"显示单元形状。
beam188和beam189号称超级梁单元，基于铁木辛科梁理论，有诸多优点：考虑剪切变形的影响，截面可设置多种材料，可用"/eshape,1"显示形状，截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征，可以考虑扭转效应，可以变截面（8.0以后），可以方便地把两个单元连接处变成铰接（8.0以后，用ENDRELEASE命令）。
缺点是：8.0版本之前beam188用的是一次形函数，其精度远低于beam4等单元，一根梁必须多分几个单元。
8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数，解决了这个问题。
可见188单元已经很完善，建议使用。
beam189与beam188的区别是有3个结点，8.0版之前比beam188精度高，但因此建模较麻烦，8.0版之后已无优势。
(3)shell(板壳)系列shell41一般用来模拟膜。
shell63可针对一般的板壳，注意仅限弹性分析。
它的塑性版本是shell43。
加强版是shell181（注意18*系列单元都是ansys后开发的单元，考虑了以前单元的优点和缺陷，因而更完善），优点是：能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好，偏置中点很方便（比如模拟梁板结构时常要把板中面望上偏置），可以分层，等等。
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各种结构单元介绍
一、单元分类MP - ANSYS/Multiphysics DY - ANSYS/LS-Dyna3D FL - ANSYS/Flotran ME - ANSYS/Mechanical PR - ANSYS/Professional PP - ANSYS/PrepPost ST - ANSYS/Structural EM - ANSYS/Emag 3D ED - ANSYS/EDLINK1—二维杆单元单元描述：LINK1单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、连杆、弹簧等等。
这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动。
就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。
单元的详细特性请参考理论手册。
三维杆单元的描述参见LINK8。
下图是本单元的示意图。
PLANE2—二维6节点三角形结构实体单元单元描述：PLANE2是与8节点PLANE82单元对应的6节点三角形单元。
单元的位移特性是二次曲线，适合于模拟不规则的网格（比如由不同的CAD/CAM系统得到的网格）。
本单元由六个节点定义，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y 方向的平动。
本单元可作为平面单元（平面应力或平面应变）或者作为轴对称单元使用。
本单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。
详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
BEAM3二维弹性梁单元BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。
单元的详细特性请参考理论手册。
其它的二维梁单元是塑性梁单元（BEAM23）和变截面非对称梁单元（BEAM54)。
下图是本单元的示意图。
BEAM4三维弹性梁单元单元描述：BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元具有应力刚化和大变形功能。
在大变形（有限转动）分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。
ANSYS中单元类型的选择
实际选用单元类型的时候，到底是选择第一类还是选择第二类呢？也就是到底是选用六面体还是带中 间节点的四面体呢？ 如果所分析的结构比较简单，可以很方便的全部划分为六面体单元，或者绝大部分是六面体，只含有少 量四面体和棱柱体，此时，应该选用第一类单元，也就是选用六面体单元；如果所分析的结构比较复杂， 难以划分出六面体，应该选用第二类单元，也就是带中间节点的四面体单元。 新手最容易犯的一个错误就是选用了第一类单元类型(六面体单元)，但是，在划分网格的时候，由于结 构比较复杂，六面体划分不出来，单元全部被划分成了四面体，也就是退化的六面体单元，这种情况，
Beam44 3 维弹性锥形不对称梁。单轴元素，具有拉压扭和弯曲能力。该元素每个节点有 6 个自由度：x,y,z 和绕 x,y,z 方向。该元素允许每个端点具有不均匀几何特性，并且允许端 点与梁的中性轴偏移。若不需要这些特性，可采用 beam4。该元素的 2 维形式是 beam54。该 元素也提供剪应变选项。还提供了输出作用于单元上的与单元同方向的力的选项。具有应力 强化和大变形能力。
3.实体单元的选择
实体单元类型也比较多，实体单元也是实际工程中使用最多的单元类型。常用的实体单元类型有 solid45, solid92,solid185,solid187 这几种。其中把 solid45,solid185 可以归为第一类，他们都是 六面体单元，都可以退化为四面体和棱柱体，单元的主要功能基本相同,(SOLID185 还可以用于不可压缩 超弹性材料)。Solid92, solid187 可以归为第二类，他们都是带中间节点的四面体单元，单元的主要功 能基本相同。
ANSYS建模ADPL(梁单元)
K,1,0,0,0 !创建关键点
K,2,0,60,0
K,3,0,90,0
K,4,80,130,0
K,5,80,100,0
K,6,80,94,0
K,7,90,136,0
K,8,90,135,0
K,9,90,130,0
K,10,90,105,0
SECTYPE,1,BEAM,RECT,,0
SECOFFSET,CENT
SECDATA,2000,2000,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
SECTYPE,2,BEAM,RECT,,0
SECOFFSET,CENT
SECDATA,1500,2000,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
!施加约束条件
NSEL,S,LOC,X,0 !约束左右边界
D,ALL,UX
NSEL,S,LOC,X,200
D,ALL,UX
NSEL,S,LOC,Y,0 !约束底边
D,ALL,ALL
ACEL,0,9800,0 !沿着-Y方向的重力加速度为9.8M/s2
K,11,90,94,0
K,12,200,190,0
K,13,200,160,0
K,14,200,0,0
LSTR,1,2 !创建直线
LSTR,2,3
LSTR,3,4
LSTR,4,12
LSTR,2,13
LSTR,1,14
LSTR,12,13
LSTR,13,14
A,2,3,4,12,13,10,5
A,1,2,13,14
!定义参数并生成梁单元
TYPE,1
MAT,1
ESYS,0
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_MPC连接梁壳单元实例
ANSYS MPC方法连接shell单元和beam单元详细教程2010-05-21 22:12:04 作者：zhz2004 来源：机械CADl论坛浏览次数：621 网友评论 0 条近日在论坛看到些用ansys的坛友问及beam单元和shell单元、beam单元和solid单元、shell单元和solid单元的连接问题。
其实解决此类问题的方法不只一种，耦合约束方程、绑定接触都是有效的方法。
其中耦合约束方程适用于小变形，而绑定接触即可用于小变形，也可用于大变形的几何非线性分析。
下面，我将本人所做的用MPC方法连接shell单元和b eam单元的详细步骤提供给大家，与各位共勉。
添加shell单元(略)添加beam单元(略)添加shell实常数添加shell实常数：shell厚度0.005添加beam截面：圆钢内经、外径及网格密度预览网格开始建模：转动工作平面工作平面z轴向上建立圆面继续：将面拉伸成体定义拉伸高度：0.5m删除体，留面显示面删除空圆柱的顶面和底面创建点：用于建立梁单元的第一个点。
两点之间创建（正中）。
复制点：用于建立梁单元的第二个点。
复制：Y方向0.5m连接两点，用于创建梁单元。
继续定义材料属性，有点晚^_^准备划分壳单元划分壳，映射方法准备划分梁单元划分梁单元选中要划分梁单元的线完成，定义mpc接触ＧＵＩ:ＭａｉｎＭｅｎｕ→Ｐｒｅ-ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ→Ｍｏｄｅｌｉｎｇ→Ｃｒｅａｔｅ→ＣｏｎｔａｃｔＰａｉｒ,进入接触向导,然后按照提示与帮助说明进行选择目标面接触面等操作[4]。
在创建接触对前,单击Ｏｐｔｉｏｎａｌｓｅｔｔｉｎｇ按钮弹出Ｃｏｔａｃｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ对话框,将Ｂａｓｉｃ选项卡中的Ｃｏｎｔａｃｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ即接触算法设置为ＭＰＣａｌｇｏｒｉｔｈｍ即可。
操作完成后,ＡＮＳＹＳ自动定义目标单元与接触单元类型,并生成接触对。
定义主控点选择梁单元的下面一个关键点（当然也可以选择梁单元的最下一个node，相应选项要选pick existing node...）选择梁单元的下面一个关键点?继续下一个：施加集中力x方向10000n计算结果，位移云图显示梁截面的位移云图显示梁单元形状显示梁单元形状应力云图（整体）应力云图（梁壳连接处放大显示）全为壳单元的计算结果的位移云图全为壳单元的计算结果的应力云图这只是shell单元和beam单元连接的示例，beam和solid、shell和solid大同小异。
ANSYS梁单元如何提取应力
ANSYS梁单元如何提取应力问题1：梁BEAM188的应力如何提取？最大、最小应力如何提取？就这个问题我上网找了一下，主要在上找，找了几个帖子，先贴过来看看ANSYS梁单元如何提取应力1、如何取出梁单元中的最大应力作为优化参数值?/forum/viewthread.php?tid=133155&pid2=650360&keywords= beam188%20%E6%A2%81%20%E5%BA%94%E5%8A%9B&searchstyle=3&i ssearch=true#pid650360问：我用的188单元作谐响应分析,求解结束后,我想取出模型中的最大应力值作为参数,然后在接下来的优化当中用该最大应力作为状态变量,请问我应该怎么做啊,注意优化时,对应于每组参数值,最大应力点的位置都可能不同.请高手指点一下谢谢----------以下程序段分别得到目标变量（总体积），约束变量SV的最大应力值。
/POST1SET,NSORT,U,Y*GET,DMAX,SORT,,MAXETABLE,VOLU,VOLUETABLE,SMAX_I,NMISC,1ETABLE,SMAX_J,NMISC,3ssum*GET,VOLUME,SSUM,,ITEM,VOLUESORT,ETAB,SMAX_I,,1 ！按照单元SMAX_I的绝对值大小进行排序*GET,SMAXI,SORT,,MAXESORT,ETAB,SMAX_J,,1*GET,SMAXJ,SORT,,MAXSMAX=SMAXI>SMAXJ ！约束变量SV：SMAX=最大应力值FINISH===============你这个程序段是针对beam3 吧，对 beam188好像不行。
对beam188，要求所有单元的最大、最小应力可以用命令allsel*GET,ZDYL_MAX,SECR,ALL,S,X,MAX*GET,ZDYL_MIN,SECR,ALL,S,X,MAX但是虽然能用图形显示最大、最小应力截面，却不清楚怎么用命令流提取出这个截面和他所在的单元来，盼高手提示！另外也可以用单元表求出轴应力和弯曲应力，然后求最大、最小应力SMAX=Maximum stress (direct stress + bending stress)SMIN=Minimum stress (direct stress - bending stress)命令流ETABLE,SDIR,SMISC,31ETABLE,SBZT,SMISC,34SADD,YL_MAX,SDIR,SBZTSADD,YL_MIN,SDIR,SBZT,,-1*do,K,1,单元数,1*GET,YLMAX(K),ELEM,K,ETABLE,YL_MAX*GET,YLMIN(K),ELEM,K,ETABLE,YL_MIN*ENDDO2、BEAM188单元剪应力怎么查看？BEAM188单元输出中帮助文件的输出序号如下：Table 188.2. BEAM188 Item and Sequence Numbers for the ETABLE and ESOL Co mmandsName Item I JFX SMISC 1 14MY SMISC 2 15MZ SMISC 3 16MX SMISC 4 17SFZ SMISC 5 18SFY SMISC 6 19EX SMISC 7 20KY SMISC 8 21KZ SMISC 9 22KX SMISC 10 23SEZ SMISC 11 24SEY SMISC 12 25Area SMISC 13 26BM SMISC 27 29BK SMISC 28 30请教：怎么没有剪应力SX,SXZ,SXY的输出序号？怎么查看计算结果的剪应力？------------------不需要到ETABLE 定义sx是正应力sy,sz剪应力。
ANSYS结构分析单元的分类
ANSYS结构分析单元的分类林少玲 陈铭年 徐健全 李进彬(福建农林大学 福州 350014)摘要：ANSYS软件的结构分析单元类型众多，可选择的范围较大。
本文分类介绍了ANSYS软件的结构分析单元，包括结构分析单元的特性和用途等，以供使用者在建模时参考。
关键词：结构分析 ANSYS 单元类型1前言制造业要在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须要不断保持产品创新。
CAD/CAM技术是实现创新的关键手段，而CAE技术是实现创新的最主要技术保障。
计算机辅助工程技术CAE（Computer Aided Engineering—简称CAE）是以有限元分析技术为基础而形成的一门综合性、知识密集型技术[1]。
ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用CAE软件，它是世界范围内增长最快的CAE软件。
ANSYS的功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年FEM评比中都名列第一。
中国100多所理工院校已采用ANSYS软件进行有限元分析，或作为标准教学软件。
福建也有不少企业和高校采用ANSYS软件。
但是ANSYS软件结构单元类型众多，初学者要掌握并不容易。
本文根据作者对ANSYS软件的帮助文件的学习体会，将结构分析单元分门别类进行介绍，以期对初学者有所帮助。
2结构分析单元的分类单元类型决定单元的自由度设置(如：热单元有一个自由度，而结构单元有6个自由度)、单元形状(六面体，三角形等)、维数(二维或三维)、位移形函数(线形及二次函数)。
在ANSYS数据库中有超过190种的不同单元类型可供选择。
因此确定单元类型是很重要的，应根据不同特性的工程系统选用不同类型的单元型号，并了解单元特性，才能得出正确的结果[2]。
本文按单元的特点将结构分析单元分为：线单元、管单元、实体单元、壳单元、接触单元、特殊单元六大类，分类进行介绍。
2.1线单元线单元主要有：杆单元、梁单元。
2.1.1杆单元杆单元主要用于桁架和网格计算。
ansys单元介绍
ansys单元介绍ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于各种工程领域。
它提供了丰富的单元类型，以满足各种复杂的分析需求。
下面将介绍一些常用的ANSYS 单元类型及其特点。
1. 杆单元（Link）：用于模拟杆状结构，如梁、柱等。
该单元具有三个自由度：轴向拉伸/压缩、弯曲和扭转。
可以通过设置截面属性来定义杆的截面特性。
2. 梁单元（Beam）：用于模拟梁结构，具有六个自由度：轴向拉伸/压缩、弯曲、扭转和三个平动位移。
梁单元可以承受弯矩、剪力和轴力等载荷。
3. 壳单元（Shell）：用于模拟薄壁壳体结构，如圆筒、管道等。
壳单元具有平面内和平面外的刚度，适用于分析壳体的弯曲、屈曲和振动等问题。
4. 实体单元（Solid）：用于模拟三维实体结构，如块体、球体等。
实体单元具有任意方向的刚度，可以承受各种复杂载荷，如压力、温度和位移等。
5. 表面单元（Surface）：用于模拟二维表面结构，如板、薄膜等。
表面单元可以承受平面内和平面外的载荷，适用于分析表面效应和接触问题。
6. 流体单元（Fluid）：用于模拟流体结构和流体行为，如管道流动、流体振动等。
流体单元可以模拟流体的压力、速度和温度等参数。
7. 热单元（Thermal）：用于模拟热传导、对流和辐射等热力学问题。
热单元可以模拟温度场、热流密度和热梯度等参数。
8. 电单元（Electrical）：用于模拟电场、电流和电压等电磁学问题。
电单元可以模拟电场强度、电流密度和电势等参数。
除了以上介绍的单元类型外，ANSYS还提供了其他多种特殊单元类型，如弹簧单元、质量单元、阻尼器单元等，以满足特定领域的分析需求。
在使用ANSYS 进行仿真分析时，选择合适的单元类型是至关重要的，以确保分析的准确性和可靠性。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B. 梁网格划分
• 使用定位关键点的例子:
B. 梁网格划分
• 使用Mesh Tool的单元属性指定线属性 (或选择想要的 线和使用 LATT 命令).
拾取线
BEAM188 & 189 单元的附加属性
B. 梁网格划分
步骤2 :线分隔 • 对 BEAM188 和 189 单元,不主张把整个梁当作一个单元 • 使用 Mesh Tool的 “Size Controls”指定想要的线分隔数 (或用 LESIZE 命令).
单元分类
• 1 点单元：MASS
• 2 线单元：LINK、BEAM、PIPE、COMBIN • 3 面单元：PLANE、SBiblioteka ELL • 4 体单元：SOLID
梁单元
梁单元
• 梁单元是三维结构的一维理想化线单元 • 比实体及壳单元更加高效，应用于:
– – – – 建筑结构 桥及路面 运载工具(吊车、有轨车、公共汽车) 等等
– 能用于大多数梁结构 – 支持线性及非线性分析，包括塑性、大变形及非线性 屈曲 – 前后处理阶段都易于使用 – 允许不同材料梁截面,可以施加初应力 KEYOPTIONS: KEYOPT(3)
A. 梁属性
梁截面
• 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... – 选择想要的形状，然后输入尺寸 – 按 Preview 按钮观看形状,然后按 OK. – 若有多个横截面，必须给每个横截 面指定编号（任意定义名称）
C.加载, 求解， 结果
• 获取解答: – 先保存数据库文件. – 求解. (或把载荷写入载荷步文件，然后求解所有载荷 步) • 查看结果的方法同应力分析相同: – 观察变形 – 观察反力 – 画内力、应力、应变图
截面结果：*get,par,secr,
B. 梁网格划分
步骤1: 线属性 • 梁网格划分的线属性包括: – 材料号 – 横截面号 – 定位关键点 （截面z方向） • 相对于梁轴线，横截面是怎样定位。 • 必须指定所有横截面类型. • 单个关键点可以分配给多条线 ( 即，不需要为每条 线指定单个关键点)。 • 每条线的端点都有它的定位关键点，允许横截面绕 梁轴线扭转。
B. 梁网格划分
• 网格划分完成后,接着施加荷载并求解
C.加载, 求解， 结果
• 梁的典型加载包括: – 位移约束 • 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 – 或 使用SFBEAM 命令 – 重力或离心力 • 作用在整个结构上
A. 梁属性
预览梁截面属性
自定义梁截面属性
A. 梁属性
材料属性
• 线性和非线性材料属性均可 • 所有梁的属性定义好以后，下一步是对几何模型进行网 格划分
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 – 指定线分隔 – 划分网格 • MeshTool 提供了上述三个步骤的便利操作
A. 梁属性
• 首先形成几何模型－通常是关键点和线的框架 • 然后定义下列梁属性: – 单元类型 – 截面特性 – 材料
A. 梁属性
单元类型
– BEAM188 — 3-D, 线性 (2-node) – BEAM189 — 3-D, 二次 (3-node)
• ANSYS 有多种梁，建议采用BEAM188 & 189
B. 梁网格划分
步骤3:生成网格 • 先保存数据库文件 (Toolbar > SAVE_DB 或使用SAVE 命令). • 按下Mesh Tool中的 Mesh 按钮 (或执行 LMESH,ALL命令) 生成网格
拾取线
B. 梁网格划分
• 在单元绘图中显示横截面形状, 激活显示单元形状: – Utility Menu > PlotCtrls > Style > Size and Shape… – 或使用命令 /ESHAPE,1