ANSYSSTRUCTURAL基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、有限元法基礎(chǔ) 有限單元法在50年代起源于航空工程飛機(jī)結(jié)構(gòu)的矩陣分析，結(jié)構(gòu)矩陣分析認(rèn)為，一個結(jié)構(gòu)可以看作是由有限個力學(xué)小單元相互連接而成的集合體，表征單元力學(xué)特性的剛度矩陣可比喻作建筑中的磚瓦。裝配在一起就能提供整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。 應(yīng)用有限元法求解連續(xù)體時，把求解區(qū)域分為有限個單元，并在每個單元上指定有限個節(jié)點。一般可以認(rèn)為相鄰單元在節(jié)點連接成一組單元的集合體，用以模擬或逼近求解區(qū)域進(jìn)行分析，同時選定場函數(shù)的節(jié)點值。例如取節(jié)點位移作為基本未知量。假設(shè)一個插值函數(shù)近似地表示位移分布規(guī)律。再利用變分原理或其它方法建立單元節(jié)點力和位移之間的力學(xué)特性關(guān)系。得到一組以節(jié)點位移為未知量的代數(shù)方程組。從而求

2、解節(jié)點位移分量。下面以小變形彈性靜力問題為例，加以詳細(xì)介紹。幾何方程：eij=1/2(ui,j+uj,i)物理方程：sij=aijklekl平衡方程：sij,j+fi=0邊界條件： 位移已知邊界條件 ui=ui （在邊界u上位移已知） 外力已知邊界條件 sij,j+pi=0（在邊界p上外力已知）簡例（續(xù)）簡例（續(xù)） 上標(biāo)表示單元號碼，下標(biāo)表示節(jié)點號碼。因鉸接不存在力矩，每節(jié)點力和位移各有兩個分量，共四個自由度，用四個方程來描述力位移關(guān)系： F1x1=K11U11+K12V11+K13U21+K14V21 F1y1=K21U11+K22V11+K23U21+K24V21 （1-1） F1x2=K

3、31U11+K32V11+K33U21+K34V21 F1y2=K41U11+K42V11+K43U21+K44V21簡例（續(xù)）即 F 1=K 11在（1-1）中令U11=1，V11=U21=V21=0則F1x1=K11 ，F(xiàn)1y1=K21 ，F(xiàn)1x2=K31 ，F(xiàn)1y2=K41 上式表明，當(dāng)節(jié)點1沿X方向產(chǎn)生一單位位移，而單元1的其余節(jié)點位移為零時，各節(jié)點施于單元1上的力將組成一平衡力系，表示單元1抵抗位移U11的剛度。 根據(jù)節(jié)點間位移協(xié)調(diào)關(guān)系。U11= U22，V11=V22 又根據(jù)各節(jié)點的平衡條件有 F=K有限元分析步驟有限元法可分為幾步： 結(jié)構(gòu)的離散化 選擇位移模式 即假定位移是坐標(biāo)的

4、某種簡單的函數(shù)這種函數(shù)稱為位移模式或插值函數(shù)通常選多項式作為位移模式一般來說，多項式的項數(shù)應(yīng)等于單元的自由度數(shù)。 f=Nf=Ne e (1-9) (1-9) f單元內(nèi)任一點的位移列陣 e 單元的節(jié)點位移列陣 N形函數(shù)矩陣 有限元分析步驟（續(xù)） 分析單元的力學(xué)特性由（1-9）導(dǎo)出節(jié)點位移表示單元應(yīng)變的關(guān)系式 =B=Be e (1-10) (1-10) 單元內(nèi)任一點的應(yīng)變列陣 B單元應(yīng)變矩陣由（1-10）導(dǎo)出 =DB=DBe e 單元內(nèi)任一點的應(yīng)力矩陣 D與單元材料有關(guān)的彈性矩陣?yán)米兎衷?，建立作用于單元上的?jié)點力和位移之間的關(guān)系式 Fe=Kee 有限元分析步驟（續(xù)） 集合所有單元的平衡方程，集

5、合依據(jù)的是所有相鄰 單元在公共節(jié)點處的位移相等；建立總體的有限元方程組。 引入邊界條件 求解有限元方程組，得到未知節(jié)點位移 計算單元應(yīng)力，對不同的單元，對應(yīng)力的處理還有不同的方法ANSYS文件結(jié)構(gòu)二進(jìn)制文件Jobname.db （數(shù)據(jù)庫文件） Jobname.dbb （備份文件）Jobname.rst （結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件）Jobname.rth （熱分析結(jié)果文件）Jobname.rmg （電磁場分析結(jié)果文件）Jobname.rfl （流體分析結(jié)果文件）Jobname.tri （三角化剛度矩陣文件）Jobname.emat （單元矩陣文件）Jobname.esav （單元保存文件）ANSYS文件

6、結(jié)構(gòu)（續(xù)）文本文件Jobname.log（命令日志文件）Jobname.err（錯誤及警告信息文件）ANSYS6.0可以改變 Jobname Work directoryANSYS內(nèi)存管理ANSYS內(nèi)存管理 (續(xù))WorkspaceANSYS 分析過程 建模 ( /prep7) 加載及求解 (/solu) 觀察結(jié)果 (/post1, /post26)建模 確定工作名和分析標(biāo)題（/TITLE） 定義單位 選單元 定義實常數(shù) 定義材料性質(zhì) 創(chuàng)建幾何模型 建立有限元模型 ANSYS/Structural求解功能 Static - 結(jié)構(gòu)靜力問題（包括線性和非線性問題） Modal - 模態(tài)振動特性計算

7、分析（結(jié)構(gòu)固有頻率和振型） Harmonic - 諧波分析 Transient - 瞬態(tài)分析 Spectrum - 譜分析 Eigen Buckling - 特征值屈曲分析（線性） Substructural - 子結(jié)構(gòu)分析 。ANSYS/Structural求解功能ANSYS非線性 材料非線性 幾何非線性 單元非線性幾何非線性 大應(yīng)變 大撓度 應(yīng)力剛化 旋轉(zhuǎn)軟化材料非線性 速率無關(guān)的塑性 速率相關(guān)的塑性 超彈性 粘彈性 混凝土 非線彈性 蠕變 膨脹材料非線性 流動準(zhǔn)則 屈服準(zhǔn)則 強(qiáng)化準(zhǔn)則單元非線性 接觸 點-點 點-線 點-面 面-面 剛-柔 柔-柔 單元生死 (焊接,土壤開挖) 非線性單元

8、 LINK10, COMBINE40.幾何模型與有限元模型關(guān)鍵點線面體單元節(jié)點幾何模型有限元模型加載載荷的含義（六大類）l 自由度約束（位移，對稱邊界條件，溫度等）l 節(jié)點力（力，力矩，熱流量）l 表面載荷（壓力，對流，熱流量）l 體載荷（結(jié)構(gòu)分析中溫度，熱分析中熱生成率，磁 場分析中電流密度）l 慣性載荷（重力加速度，角加速度）l 耦合場載荷（上述載荷的一種特殊情況，一種分析的結(jié)果作為載荷加于另一種分析中）實體幾何模型載荷優(yōu)點改變網(wǎng)格不影響載荷涉及到的加載實體少缺點生成的單元在當(dāng)前激活的單元座標(biāo)下，節(jié)點為總體直角座標(biāo)，因此實體與有限元模型可能有不同座標(biāo)系統(tǒng)和載荷方向?qū)嶓w載荷在凝聚分析中不方便

9、，因載荷加在主自由度上施加關(guān)鍵點約束較繁鎖 不能顯示所有實體載荷有限元載荷優(yōu)點凝聚分析加載方便不用考慮約束擴(kuò)展缺點網(wǎng)格改變后需重新加載圖形拾取加載不方便ANSYS坐標(biāo)系種類 總體坐標(biāo)系 局部坐標(biāo)系 節(jié)點坐標(biāo)系 單元坐標(biāo)系 結(jié)果坐標(biāo)系 顯示坐標(biāo)系A(chǔ)NSYS坐標(biāo)系類型 直角坐標(biāo)系 圓柱坐標(biāo)系 球坐標(biāo)系 環(huán)形坐標(biāo)系誤差估計SERR SERR 單元能量范數(shù)誤差 e ei i e ei i=1/2=1/2volvolDDT T-1-1 d(vol) d(vol) PRERRPRERR能量范數(shù)百分比誤差 E E E=100e/ E=100e/（U+eU+e） 1/21/2 U U整個模型應(yīng)變能SDSG S

10、DSG i i連接單元的節(jié)點中，最大應(yīng)力差值的絕對值 i in n=a an n-i in n 選擇單元策略 對線性結(jié)構(gòu)（應(yīng)力）分析，建議采用高階單元 對非線性應(yīng)力分析，用低階單元采用較密網(wǎng)格，而不用較粗網(wǎng)格高階單元 對場分析，低階單元通常與高階單元一樣可以取得好的結(jié)果 對應(yīng)力分析，四邊形比三角形結(jié)果要好ANSYS單元介紹ANSYS單元分類*ANSYS常用單元 介紹 ANSYS單元介紹ANSYS單元分類*ANSYS常用單元 介紹*ANSYS常用單元 推薦 ANSYS單元介紹ANSYSANSYS的單元按形狀可分為以下三類：質(zhì)點單元（如質(zhì)量單元）線單元（如桿、梁、管單元）面單元（二維平面 、殼等）

11、體單元（如SOLIDSOLID等）其它輔助單元下面就這些類型中常用的單元作簡要介紹。ANSYS單元分類 ANSYS單元分類1. 桿單元，包括二維桿單元和三維桿單元，線性調(diào)節(jié)元，主要包括：LINK1，LINK8，LINK10，LINK11，LINK180等。 2. 彈簧阻尼單元，包括COMBIN系列：COMBIN7,COMBIN14,COMBIN37,COMBIN40等。3. 質(zhì)量元，MASS21。 ANSYS單元分類4 . 梁單元，分為二維和三維單元，彈性和塑性；可定 義各種截面。主要包括：BEAM3，BEAM4，BEAM23，BEAM24，BEAM44，BEAM188，BEAM189。5.

12、管單元，分為彈性和塑性管元，直管、彎管、T 形管。主要包括：PIPE系列。6. 二維/三維預(yù)拉單元PRET179，可以處理預(yù)緊螺栓。7. 結(jié)構(gòu)實體單元，分為二維和三維，彈性和塑性， 低階 單元和高階單元。 主要包括：PLANE系列，SOLID系列。 ANSYS單元分類8. 殼單元，分為薄殼、中厚殼，彈性殼元，塑性殼單 元，膜單元。主要包括：SHELL系列。9. 流體單元，F(xiàn)LUID系列。10. 超彈單元，HYPER系列。11. 粘彈性單元，VISCO系列。 12. 二維、三維表面效應(yīng)單元。 熱表面效應(yīng)單元：SURF151，SURF152； 結(jié)構(gòu)表面效應(yīng)單元：SURF153，SURF154。 A

13、NSYS單元分類13. 接觸單元， 分為二維和三維點-點接觸、點-面接觸、面-面接觸。接觸單元和目標(biāo)單元在某些情況下成對使用。主要包括：接觸單元：CONTA系列；目標(biāo)單元：TRAGE系列。 14. 網(wǎng)格劃分輔助單元，MESH200。與求解無關(guān)， 不 影響計算結(jié)果。在用低級單元創(chuàng)建高級單元等 狀態(tài)時使用，例如拖拉。 15. 其它單元 超單元：MATRIX50，主要用于子結(jié)構(gòu)分析等方面； 剛度、阻尼、質(zhì)量單元：MATRIX27， 可用于彈性運動學(xué)響應(yīng)分析等方面。ANSYS單元介紹ANSYS單元分類常用單元 介紹* ANSYS常用單元推薦ANSYS常用單元介紹Link8 3維桿單元，可用來模擬桁架、

14、纜索、連桿、彈簧等。沿杠的軸向承受拉壓，不承受彎矩。每個節(jié)點有3個自由度（沿節(jié)點坐標(biāo)系x、y、z的平動）。具有塑性、蠕變、膨脹、應(yīng)力剛化、大變形、大應(yīng)變等功能。單元無選項要求。所需實常數(shù)：截面積和初始應(yīng)變。同類型單元有Link1(2D)、Link10、Link11等。Combin14 彈簧阻尼單元，可用于一維、二維、三維中的軸向拉壓和扭轉(zhuǎn)。 具有軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)能力。 單元選項：K1-線性、非線性求解選項； K21D自由度選項（包括平動自由 度和轉(zhuǎn)動自由度） K3-2D、3D自由度選項 （包括平動自由度和轉(zhuǎn)動自由度） 實常數(shù)： K-彈簧剛度； CV1-阻尼系數(shù)； CV2-非線性阻尼系數(shù)。ANSY

15、S常用單元介紹ANSYS常用單元介紹BEAM4 三維彈性梁單元 可承受軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲，每個節(jié)點六個自由度 （三個平動和三個轉(zhuǎn)動自由度） 具有應(yīng)力剛化和大變形功能。 單元選項：k2剛化矩陣選項（主矩陣或一致矩陣）； k6是否輸出單元力和力矩； k7是否計算回轉(zhuǎn)矩陣； k9額外中間選項輸出； k10按長度單位還是按長度比例進(jìn)行載 荷偏移處理。 實常數(shù)定義：可以通過截面參數(shù)按截面圖形輸入和 定義截面尺寸、截面類型。 同類型的單元：BEAM3、BEAM23、BEAM24、 BEAM44、BEAM188、BEAM189等。ANSYS常用單元介紹PLANE42 2D結(jié)構(gòu)實體單元。 可用于平面應(yīng)力、平

16、面應(yīng)變、軸對稱。有四個節(jié)點，每個節(jié)點兩個平動自由度。具有塑性、蠕變、膨脹、應(yīng)力剛化、大變形和大應(yīng)變功能。單元選項：K1單元坐標(biāo)系定義（平行于總體坐標(biāo)系或以IJ邊為基準(zhǔn)）；K2是否包括額外的位移形狀；K3-單元行為（平面應(yīng)力、應(yīng)變、軸對稱等）K4額外的應(yīng)力輸出（沒有、積分點、節(jié)點）K5額外的表面輸出選項。實常數(shù)：無實常數(shù)要求（單元厚度按單位厚度考慮） 對應(yīng)的高階單元是PLANE82，接受非軸對稱載荷的 軸對稱單元是PLANE25。 同類型的單元還有PLANE182、PLANE183等。ANSYS常用單元介紹SOLID95 D20節(jié)點結(jié)構(gòu)實體單元。 是3D八節(jié)點實體單元SOLID45的高階單元。該

17、單元在保證精度的同時允許使用不規(guī)則的形狀。具有相容的位移形式，適用于曲線邊界的建模。具有塑性、蠕變、膨脹、應(yīng)力剛化、大變形和大應(yīng)變功能。單元選項：單元坐標(biāo)系；額外單元輸出選項；額外表面輸出選項；積分原則。同類型的單元還有：SOLID185、SOLID186等。ANSYS常用單元介紹SHELL93 八節(jié)點結(jié)構(gòu)殼單元。 每個節(jié)點有六個自由度（三個平動和三個轉(zhuǎn)動自 由 度）。在平面的兩個方向上，變形的形狀都是 二次的。 具有塑性、應(yīng)力剛化、大變形和大應(yīng)變功能。 單元選項：單元坐標(biāo)系；額外應(yīng)力輸出選項； 非線性積分點輸出選項等。 實常數(shù)：單元各點的厚度；單元X軸的轉(zhuǎn)角； 增加的單位質(zhì)量面等。 同類型的

18、單元： ANSYS常用單元介紹SHELL63 線性單元（4節(jié)點）， 具有應(yīng)力剛化、大變形功能。SHELL143 四節(jié)點塑性殼單元，具有塑性、蠕變、 膨脹、應(yīng)力剛化、大變形和大應(yīng)變功能。 可處理薄殼和中厚度的殼單元。 SHELL181 有限應(yīng)變殼單元。特別適用于具有線性、 大角度轉(zhuǎn)動/或非線性大應(yīng)變特性的應(yīng)用問題。 非線性分析中考慮了殼厚度的變化。 單元內(nèi)積分可用完全積分和縮減積分。 采用SHELL43有收斂困難的問題可用 SHELL181代替。SHELL43 塑性大應(yīng)變殼單元。ANSYS常用單元介紹SURF153 2D表面效應(yīng)單元SURF154 3D表面效應(yīng)單元 單元選項：單元特點（平面應(yīng)力、

19、應(yīng)變、軸對稱等）， 是否有中間節(jié)點、壓力載荷法向等。 實常數(shù)：基礎(chǔ)剛度、表面張力、厚度ANSYS常用單元介紹接觸單元： 目標(biāo)面；接觸面； 可以通過接觸導(dǎo)向來定義接觸對； 單元選項：單元自由度、接觸算法、接觸檢查點、 CNOF的自動調(diào)節(jié)、接觸時間（載荷）預(yù)報、 偽接觸預(yù)報、接觸初期滲透/間隙考慮否、 接觸剛度修正。 實常數(shù)：接觸剛度（KFN）、穿透容差值（FTOLN）、 摩擦系數(shù)等。表面效應(yīng)單元表面效應(yīng)單元（Surf154Surf154）應(yīng)用簡介單元定義：4-84-8個節(jié)點及材料特性單元退化實常數(shù) 厚度等，厚度缺損為單位厚度。 質(zhì)量和體積的計算要使用單元厚度。 ADMSUADMSU，附加質(zhì)量（單

20、位面積） EFSEFS， 基礎(chǔ)剛度 . .表面效應(yīng)單元表面效應(yīng)單元（Surf154)Surf154)的加載節(jié)點和單元載荷對于faceface為1 1，2 2，3 3，4 4，壓力的正值作用在單元坐標(biāo)系的正面（除非在Z Z的負(fù)方向作用法向壓力）；正或負(fù)根據(jù)Keyopt(6)Keyopt(6)可以移動到流體約束的自由表面；face=1face=1，壓力作用在表面的法向；face=2face=2，壓力作用在表面的切向（X) X)；face=3face=3，壓力作用在表面的切向（Y) Y)；表面效應(yīng)單元Face=4Face=4，法向壓力 在每個積分點，壓力的大小是Pi+xPj+yPk+ZPlPi+xP

21、j+yPk+ZPl 其中，Pi,Pj,Pk,PlPi,Pj,Pk,Pl是用SFESFE命令輸入的 VAL1,VAL2,VAL3,VAL4 VAL1,VAL2,VAL3,VAL4，X,Y,ZX,Y,Z是當(dāng)前 位置的笛卡兒系下的坐標(biāo)值表面效應(yīng)單元Face=5Face=5，與表面成一定的角度的壓力 壓力值的大小是Pi Pi； 壓力的方向是： （P PjjX+PX+Pk kY+PlZ)/(PjY+PlZ)/(Pj2 2+Pk+Pk2 2+Pl+Pl2 2) )1/21/2壓力值可以根據(jù)Keyopts(11)Keyopts(11)和Keyopts(12)Keyopts(12)調(diào)整，但，當(dāng)使用SffunS

22、ffun或SfgradSfgrad命令時，方向是不會調(diào)整的。 表面效應(yīng)單元Suuf154Suuf154的輸入單元名 SURF154SURF154節(jié)點：i,j,k,l if keyopt(4)=1 i,j,k,l if keyopt(4)=1 （無中間節(jié)點） I,j,k,l,m,n,o,p if keyopt(4)=0 I,j,k,l,m,n,o,p if keyopt(4)=0 （有中間節(jié)點）自由度：ux uy uzux uy uz實常數(shù)：材料特性：Dens,Visc,DampDens,Visc,Damp表面效應(yīng)單元 Surface LoadsSurface Loads Pressures:

23、Face=1 (I,J,K,L ) Pressures: Face=1 (I,J,K,L ) 表面法向 Face=2 (I,J,K,L) Face=2 (I,J,K,L) 切向（+X)+X) Face=3 (I,J,K,L) Face=3 (I,J,K,L) 切向（+Y)+Y) Face=4 (I,J,K,L) Face=4 (I,J,K,L) 法向 （錐形) ) Face=4 (I,J,K,L) Face=4 (I,J,K,L) 根據(jù)輸入的矢量* ANSYS單元分類* ANSYS常用單元 介紹 ANSYS常用單元推薦ANSYS單元介紹實體單元推薦幾乎不可壓縮材料 (塑性) 可忽略彎曲的體結(jié)構(gòu)

24、變形采用 Plane182, Solid185 選擇縮減積分 (B-Bar)。 對于小應(yīng)變應(yīng)用采用非協(xié)調(diào)模式單元 Plane42, Solid45。 對于大應(yīng)變應(yīng)用采用具有URI(特別對于大模型)的Plane182 和 Solid185 或具有URI的 Solid95 。也可以采用 Visco106, Visco107 和 Visco108 單元(甚至對于與速率無關(guān)的塑性)。實體單元推薦不可壓縮材料 (超彈性) 類似橡膠材料的不可壓縮條件約束需要 U-P 混合公式，可采用單元 Hyper56, Hyper58, Hyper158 或 Hyper74 。殼單元 - 概述 當(dāng)結(jié)構(gòu)的總體厚度相對于典

25、型長度很小時可使用殼單元，長度比厚度大十倍以上的問題可決定使用殼單元。 公開的文獻(xiàn)中有各種殼理論，這源于對殼位移的不同近似描述。 ANSYS 中的殼單元根據(jù)要求解的問題類型采用不同的公式，三個基本的殼公式包括: 薄膜理論,“薄”殼理論和“ 厚”殼理論。殼單元 - 概述薄膜理論 Shell41 采用薄膜理論。Shell41 忽略彎曲和橫向剪切，只包含薄膜效應(yīng)。經(jīng)典 Love-Kirchhoff 理論 Shell63 是“ 薄”殼單元。Shell63 包含彎曲和薄膜效應(yīng)但忽略橫向剪切變形。Reissner/Mindlin 理論 Shell43, 143, 181, 91, 93 和 99 是“ 厚

26、”殼單元。其包含彎曲、薄膜和橫向剪切效應(yīng)。橫向剪切被表示為整個厚度上的常剪切應(yīng)變,這種一階近似只適用于“ 中等厚度”殼體。平面變形中的殼單元 平面內(nèi)殼的響應(yīng)可認(rèn)為是平面應(yīng)力狀態(tài)，因此對于殼單元不會出現(xiàn)體積鎖定問題。 ( (當(dāng)絕對不可壓縮，泊松比 = 0.5 = 0.5 時Shell181 Shell181 支持超彈性) ) 對于薄膜現(xiàn)象，殼單元的平面公式與平面實體單元的公式相似( (非協(xié)調(diào)模式) )。Shell41, 43, 63 Shell41, 43, 63 和 181 181 對于平面內(nèi)變形支持非協(xié)調(diào)模式。Shell181Shell181 也支持具有沙漏控制的一致縮減積分 (缺省選項)。

27、殼單元推薦線性分析 如殼的厚度非常小采用 Shell63Shell63，Shell63Shell63單元不包含橫向剪切效應(yīng)。 如橫向剪切變形重要，對于均勻材料采用 Shell43, Shell93Shell43, Shell93或 Shell143Shell143 ，對于復(fù)合材料采用 Shell91 Shell91 或 Shell99Shell99 。 注意具有一致縮減積分( (缺省) )的單元 Shell181Shell181 對大模型較快，但將需要較細(xì)的網(wǎng)格。殼單元推薦非線性分析 等向強(qiáng)化塑性和超彈性采用 Shell181Shell181。 其優(yōu)勢包括：較小的 . .esav esav 文

28、件，較少的 CPU CPU 時間，壓力載荷剛度效果，可以導(dǎo)入初始應(yīng)力，接觸分析中厚度變化。運動強(qiáng)化塑性，蠕變采用 Shell143, Shell43 Shell143, Shell43 和 Shell93Shell93。 Shell43 Shell43 和 Shell143 Shell143 適用于小應(yīng)變塑性，Shell93Shell93是彎曲的殼 ( (高階) )。梁單元 - 概述梁單元可用于分析主要受側(cè)向或橫向載荷的結(jié)構(gòu)，典型的梁應(yīng)用包括：機(jī)器主軸，房屋構(gòu)架，橋梁等。 ANSYSANSYS中可用的兩個梁單元公式為：Euler/Bernoulli Euler/Bernoulli 梁 Beam

29、3 Beam3 和 Beam4Beam4 包括彎曲、軸向和扭轉(zhuǎn)變形。橫向剪切變形不包括于單元公式中 ( (但可作為柔性因子應(yīng)用) )。Timoshenko Timoshenko 梁 Beam188 Beam188 和 Beam189Beam189 在單元公式中包括彎曲、軸向、扭轉(zhuǎn)和橫向剪切變形。梁單元推薦線性分析 對于線性模型采用 Beam3, Beam4, Beam188 Beam3, Beam4, Beam188 或 Beam189Beam189。 Beam3 Beam3 和 Beam4 Beam4 采用 Hermitian Hermitian 多項式作為形函數(shù)并且在彎曲中具有三次響應(yīng)。B

30、eam188 Beam188 采用線性多項式作為形函數(shù)，Beam189 Beam189 采用二次多項式作為形函數(shù) ( (可作為彎曲梁) )。 注意有限應(yīng)變梁需要更細(xì)化的網(wǎng)格，然而，Beam188 Beam188 和 Beam189Beam189 具有許多優(yōu)秀的前后處理特色，使其非常適于處理線性模型。梁單元推薦非線性分析 采用 Beam188 Beam188 和 Beam189 Beam189 模擬各向同性強(qiáng)化塑性、大應(yīng)變、屈曲 ( (特征值和非線性坍塌) ) 和/ /或大轉(zhuǎn)動問題。 用作殼加強(qiáng)單元，Beam188 Beam188 與 Shell181 Shell181 完全兼容，并且 Beam

31、189 Beam189 與 Shell93 Shell93 完全兼容。 注意所有梁單元假定無約束的斷面扭曲，當(dāng)扭曲約束是重要的時，采用殼單元來模擬梁結(jié)構(gòu)。Beam188 和 Beam189 由于 Beam188Beam188 和 Beam189Beam189 對剪切變形采用一次近似 ( (厚度方向為常剪切應(yīng)力) )，故其只應(yīng)用于比較細(xì)長的梁。可用如下方法近似估計，( (GALGAL2 2)/(EI) )/(EI) 30, 30, 其中 L L 是所有單元的總體長度 ( ( 不是單個單元的長度)。因彎曲響應(yīng)是線性或二次的，故長度方向采用多個單元L位移約束方程 方程式 CONST=c1*Lab1(NOD1)+c2*Lab2(NOD2)+c3*Lab3(NOD3) 命令 CE，NEQN，CONST，NOD1，Lab1，C1，NOD2，Lab2，C2.自由度耦合 命令格式 CP，NSET，Lab，NOD1，NOD2，NOD3，NOD4，NOD5.Got Questions? Get ANSYS ANSYS 總部網(wǎng)站（美國） WWW.ANSYS.COM A