ANSYS APDL BEAM单元截面设置指南

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

  /prep7

  et,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,1,0,0

  k,2,400,0

  k,3,400,40

  k,4,0,40

  a,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

  /prep7

  et,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。

  mp,prxy,1,1/3  !定义泊桑比

  mp,ex,1,2.07e11  !定义弹性模量

  sectype,1,beam,mesh !指定读入的截面类型在后面使用中编号

  secoffset,cent !指定截面在梁纵轴上的偏移量

  secread,'jm2','sect',,mesh  !读入截面。如果截面保存在其他路径,可以采用绝对路径的方法确定

  SECPLOT,1,1                  !画出截面,并显示截面的网格划分。


  k,5,1,10000

  k,6,1,0

  k,7,1,0,5000

  k,8,5000,0,0              !前两个关键点是为了建立梁,后两个作为方向关键点使用

  l,5,6

  lsel,s,line, ,1,5,1      !选择梁单元的轴线

  latt,1,,1,,7,8,1          !将材料号、截面参考号、实常数(如果有的话)、方向关键点等信息分配给

            !上面已经选择好的还没有划分单元的梁轴线/

  lesize,all,,,10          !指定梁纵向划分网格的尺寸。由于前面已经用LSEL命令选择好了的线就是梁的中轴线

                            !所以不需要再次选择(ANSYS里,选择好的实体会有个标志,除非你用命令改变了它们)

  lmesh,all                !划分网格,好了,你可以再改变参数,增加荷载项并求解啦。

【附注】

把在ansys中使用梁单元的主意事项列于下:

1. beam188、beam189在section中设定参数;而beam3、beam4则必须在实常数中设置,其中横截面积、弯曲惯性矩以及扭转惯性矩是必须填入的,截面厚度(TKY、TKZ)只在图形显示中有用,计算的时候并不用到它,看一下梁单元刚度矩阵的推导就可明白,ansys的理论手册也有梁单元刚度阵元素的详细介绍。beam188、beam189 是从ansys5.5版本开始出现的两种新的梁单元,基于Timoshenko梁理论,适于细长梁的计算分析,考虑了剪切变形的影响。

2. 梁单元以实体的形式显示。大家知道,在ansys中,梁单元默认都是显示的线条。但是我们可以将赋予了section属性的梁显示成实体,这样做的好处是,更加形象,直观,可以对梁的布置正确与否作出准确的判断。方法是:在Utility Menu->PlotCtrls->Style->Size and Shape菜单下,将Display of element后的单选打开,即使其为on的状态。

3. 单元弯矩图的绘制。使用plls命令,或则GUI:main menu—general postproc—plot result—contour plot—line elem res.

ANSYS APDL BEAM 单元的截面设置的图1

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