第七章 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.
下图是一个标准的Z横截面,示出了截面的质心和剪切中心以及计算的横截面特性:
图8-1 Z向横截面图
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:
定义截面并与代表相应截面形状的截面号关联.
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,CSOLID
SECDATA,5,8
SECNUM,2
GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common Sects
Main 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.下面的命令将用SECTYPE命令定义的尺寸赋值给横截面.CSOLID形状有两个尺寸:半径和周长上的格栅数目.
命令:SECDATA,4,6
GUI: Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects
用BEAM188/BEAM189单元划分线实体
在用BEAM188/BEAM189单元划分线实体前,要定义一些属性,包括:
要划分线的梁单元类型
生成梁单元的横截面特性号
以梁单元轴向为基准的横截面定位
生成梁单元的材料特性号
使用LATT命令将这些属性与线实体关联:
命令:LATT,MAT,,TYPE,,KB,,SECID
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs
MAT
与MP命令定义的材料特性相对应,材料号由MAT号指定.
TYPE
与ET命令定义的单元类型相对应,类型号由TYPE号指定.
KB
对应于模型中的关键点号.所生成梁单元的横截面与梁的

下一页