ANSYS Beam188/189单元中文说明 |
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点击此处查看 ✿水哥原创ANSYS视频教程清单 ✿ 水哥专属答疑服务已开通,点此此处查看详情 1、Beam189 1)、单元几何Beam189为三维二次有限应变单元,为梁单元系列中的高阶单元,主要适用于细长到中等细长的结构,被广泛用于各类分析中。该单元基于铁摩辛柯梁理论,包括剪切变形影响,其节点默认为六个自由度(三个平动和三个转动),如果需要考虑梁的翘曲,需通过设置KEYOPT(1)打开。单元形状如下所示。 该单元由四个节点组成,I节点和J节点为端部节点,L节点为方向点,单元坐标系X轴由I节点和J节点的连线确定,L节点确定单元坐标系的Z轴(通过Z轴可确定梁单元的截面方向),单元坐标系Y轴则通过右手定则通过X轴和Z轴确定。 一般情况下,用户需手动指定方向点以用于确定梁单元截面的方向,若用户没有指定,默认单元坐标系Y轴平行于整体坐标系XOY平面,对于单元坐标系X轴平行于整体坐标系Z轴(或偏角小于0.01%)的情况,单元坐标系Y轴平行于整体坐标系的Y轴。 该单元支持单元生死、科里奥利效应、广义梁单元截面、初始状态、大变形、应力刚化、海洋荷载等,同时也支持多种材料类型,更多关于该单元的理论,可参考官方帮助理论手册。 2)、输入参数 横截面特性:通过SECTYPE、SECDATA输入截面尺寸参数自动计算; 材料参数:通过MP、TB命令等输入 表面荷载:face1(I-J): 单元坐标系Z轴负向为正; face2(I-J): 单元坐标系Y轴负向为正; face3(I-J): 沿单元坐标系X轴轴向线荷载; face4(I): 单元I节点轴向荷载; face4(J): 单元J节点轴向荷载; 3)、常用关键项设置 KEYOPT(1):翘曲自由度控制0:六个自由度,自由扭转(默认值)); 1:七个自由度,打开翘曲自由度,约束扭转; KEYOPT(2):截面缩放控制0:截面为轴向变形的比例函数(默认值),仅在打开大变形时有效; 1:刚性截面; KEYOPT(4):剪应力输出控制0:仅输出扭转剪应力; 1:仅输出横向剪应力; 2:输出前面两者的组合值; KEYOPT(5):单元三维、二维控制0:三维分析(默认值)); 1:二维分析,仅在XOY平面; KEYOPT(6):单元积分点结果输出控制,当前结果只有当使用OUTRES,ESOL或者OUTRES,ALL命令激活单元输出才可,同样适用于以下7~8项关键项。0:输出截面内力、应变和弯矩(默认值); 1:增加截面面积输出; 2:增加单元方向(X\Y\Z)输出; 3:输出截面力和弯矩以及外推至节点的应变和曲率; KEYOPT(7):截面积分点输出控制,采用自定义截面类型ASEC无效0:无(默认值); 1:最大、最小应力和应变; 2:增加每个积分点的应力和应变输出; KEYOPT(8):截面栅格点输出控制,采用自定义截面类型ASEC无效0:无(默认值); 1:最大、最小应力和应变; 2:增加截面表面上栅格点的应力和应变输出; 3:增加截面每个栅格点的应力和应变输出; KEYOPT(10):初应力控制0:无用户子程序提供的初应力(默认值); 1:通过用户子程序USTRESS读入初应力; 4)、输出参数和单元表类目如下表所示。Beam189单元输出说明 输出变量名称 变量说明 O R EL 单元编号 Y Y NODES 单元节点 Y Y MAT 材料编号 Y Y C.G.:X, Y, Z 单元质心点坐标 Y Y Area 单元横截面面积 1 Y SF:y, z 横截面剪力 1 Y SE:y, z 横截面剪切应变 1 Y S:xx, xy, xz 积分点应力 2 Y EPEL:xx, xy, xz 积分点应变 2 Y EPTO:xx, xy, xz 积分点总结构应变(EPEL + EPPL + EPCR) 2 Y EPTT:xx, xy, xz 积分点总应变(EPEL + EPPL + EPCR + EPTH) 2 Y EPPL:xx, xy, xz 积分点塑性应变 2 Y EPCR:xx, xy, xz 积分点蠕变应变 2 Y EPTH:xx 积分点热应变 2 Y NL:SEPL 塑性屈服强度 – 3 NL:SRAT 应力状态率 (1 = 已屈服, 0 = 未屈服) – 3 NL:HPRES 静水压力 – 3 NL:EPEQ 累积等效塑性应变 – 3 NL:CREQ 累积等效蠕变应变 – 3 NL:PLWK 塑性功 – 3 SEND:ELASTIC, PLASTIC, CREEP 应变能量密度 – 3 TQ 扭矩 Y Y TE 扭转应变 Y Y Ky, Kz 曲率 Y Y Ex 轴向应变 Y Y Fx 轴向力 Y Y My, Mz 弯矩 Y Y BM 翘曲弯矩 4 4 BK 翘曲曲率 4 4 EXT PRESS 积分点外部压力 5 5 EFFECTIVE TENS 有效张力 5 5 SDIR 轴向应力 – 1 SByT 单元+Y侧弯曲应力 – Y SByB 单元-Y侧弯曲应力 – Y SBzT 单元+Z侧弯曲应力 – Y SBzB 单元-Z侧弯曲应力 – Y EPELDIR 端部轴向应变 – Y EPELByT 单元+Y侧弯曲应变 – Y EPELByB 单元-Y侧弯曲应变 – Y EPELBzT 单元+Z侧弯曲应变 – Y EPELBzB 单元-Z侧弯曲应变 – Y TEMP 节点温度 – Y LOCI:X, Y, Z 截面积分点坐标 – 6 SVAR:1, 2, … , N 状态变量 – 7 Beam188单元表类目 输出变量名称 ETABLE和ESOL命令输入类目 Item E I J Fx SMISC — 1 14 My SMISC — 2 15 Mz SMISC — 3 16 TQ [11] SMISC — 4 17 SFz SMISC — 5 18 SFy SMISC — 6 19 Ex SMISC — 7 20 Ky SMISC — 8 21 Kz SMISC — 9 22 TE SMISC — 10 23 SEz SMISC — 11 24 SEy SMISC — 12 25 BM SMISC — 27 29 BK SMISC — 28 30 SDIR SMISC — 31 36 SByT SMISC — 32 37 SByB SMISC — 33 38 SBzT SMISC — 34 39 SBzB SMISC — 35 40 EPELDIR SMISC — 41 46 EPELByT SMISC — 42 47 EPELByB SMISC — 43 48 EPELBzT SMISC — 44 49 EPELBzB SMISC — 45 50 TEMP SMISC — 51-53 54-56 EXT PRESS [1] SMISC — 62 66 EFFECTIVE TENS [1] SMISC — 63 67 S:xx, xy, xz LS — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] EPEL:xx,xz,xy LEPEL — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] EPTH:xx LEPTH — AI[4], BI[7] AJ[4], BJ[7] EPPL:xx,xz,xy LEPPL — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] EPCR:xx,xz,xy LEPCR — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] EPTO:xx, xy, xz LEPTO — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] EPTT:xx, xy, xz LEPTT — CI[2], DI[3] CJ[2], DJ[3] NL: SEPL, SRAT, HPRES, EPEQ, CREQ, PLWK NLIN — EI[5], FI[6] EJ[5], FJ[6] Area NMISC — 29 30 2、Beam188Beam188为3D线性有限应变梁单元,该单元同样基于铁摩辛柯梁理论,包括剪切影响,其主要有三个节点组成,包括端部I节点和J节点以及方向点K节点,单元几何示意图如下图所示。 Beam188大部分属性、关键项设置、输入与输出参数与Beam189相同,该单元默认采用线性多项式插值,单元内部无多余节点,采用单元重心点结果表达I节点和J节点结果,以致于绘制弯矩图时,大多数情况呈现矩形特点,通过设置KEYOPT(3)=2可改为二次函数插值,此时单元内部增加一个节点(用户无法访问),弯矩可呈现线性变化特点,与Beam189相同。 这里之所以介绍Beam188,主要是方便后续联合仿真有可能需要手动创建梁单元,当采用通过节点建立单元的方法时,对于188而言,由于其节点组成较为简单,用户只需定义首尾端部节点以及方向点即可创建,相比较于189,更加简单快捷。
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