第七章ansys梁单元分析和横截面形状要点doc文档格式.docx

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　　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（DectionID）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7-1ANSYS横截面命令

命令

GUI菜单路径

目的

PRSSOL

MainMenu>

GeneralPostproc>

ListResults>

SectionSolutionUtilityMenu>

List>

Results>

SectionSolution

打印梁截面结果（BEAM44不支持）

SECTYPE

Preprocessor>

Sections>

-Beam-CommonSectnsMainMenu>

-Beam-CustomSectns>

ReadSectMesh

用SEID关联截面子类型

SECDATA

-Beam-CommonSectns

定义截面几何数据

SECOFFSET

定义梁截面的截面偏离

SECCONTROLS

-Beam-Add/Edit

覆盖程序计算的属性值

SECNUM

-Attributes-Define>

DefaultAttribsMainMenu>

-Modeling-Create>

Elements>

ElemAttributes

识别关联到一个单元的SECID

SECPLOT

-Beam-PlotSection

按比例显示梁截面的几何形状

SECWRITE

-Beam-WriteSecMesh

建立一个包含用户网格自定义截面的ASCII文件

/SECLIB

SectionLibrary>

LibraryPath

设置SECREAD缺省截面库路径

SECREAD

ImportLibraryMainMenu>

读入用户定义的截面库、网格、自定义截面

SLIST

ListSectionsUtilityMenu>

Properties>

SectionPropertiesUtilityMenu>

SpecifiedSectionProperties

汇总截面特性

SDELETE

DeleteSection

删除横截面

参阅《ANSYSCommandsReference》可以得到横截面命令的完整描述。

7.3.1定义截面并与截面号关联

使用SECTYPE命令定义截面并与截面号关联。

下面的命令将截面号2与已定义的横截面形状（圆柱体）关联：

　　命令：

SECTYPE,2,BEAM,CSOLID

　　GUI:

MainMenu>

-Beam-CommonSectns

　　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Iyy和Izz的横截面，使用子形状ASEC。

7.3.2定义横截面几何特性和设置截面属性点

　　接着如上所示的SECTYPE命令之后，使用SECDATA命令来定义横截面的几何特性。

注意CSOLID子形状有两个尺寸：

半径和沿周向的格数。

这样，下面的SECDATA命令指定圆截面梁的半径为5，周向的格数为8。

通过SECNUM命令设置截面的属性点为2。

命令：

SECDATA,5,8

SECNUM,2

GUI：

MainMenu>

DefaultAttribs

7.3.2.1确定要定义的格数

通常，在建立横截面时，用户不需要设置格数。

ANSYS将通过缺省的积分规则，计算截面值，如截面面积、对坐标轴的惯性矩，并将得出数值上精确的结果。

由于扭转常数从网格中导出，所以扭转常数的精度，与截面网格尺寸成正比。

ANSYS应用的缺省网格的精度符合工程应用要求。

对于常用的截面，可用两种方法指定网格尺寸。

应用[SECTYPE,REFINEKEY]来设置薄璧截面的网格加密水平（CTUBE,CHAN,I,Z,L,T,HATS,HREC）。

应用SECDATA命令指定实体截面（RECT,QUAD,CSOLID）的划分数。

薄璧截面在厚度上最少有2个积分点，所以应用薄璧截面所得到的结果，对于材料非线性分析，应当是可接受的。

但是，在进行塑性分析时，对于实体截面的缺省格数可能需要改变。

下面是ANSYS生成的实体截面网格，以及用户可能希望用它们进行的分析类型。

图7-2截面网格的类型

7.3.3用BEAM44,BEAM188,BEAM189单元模拟线模型

在用BEAM44、BEAM188、BEAM189单元划分线实体前，要定义一些属性，包括：

生成梁单元的材料设置属性点；

要划分线的梁单元类型；

以梁单元的轴向为基准的截面定位；

参见《ANSYSModelingandMeshingGuide》§

7.5.2；

生成梁单元的截面号。

　　使用LATT命令将这些属性与选择的线实体关联：

LATT,MAT,,TYPE,,KB,,SECID

PickedLines

其中：

　　MAT--与所选择的尚未划分网格的线关联的材料号；

　　TYPE--与所选择的尚未划分网格的线关联的类型号；

　　KB--对应于模型中的关键点号。

所生成的梁单元的横截面按这样定向，梁的Z轴将位于由线的两端点和该关键点定义的平面；

　　SECID--与SECTYPE命令定义的梁横截面相对应，截面号由SECNUM指定。

7.4建立截面

有两类梁截面：

一般截面；

自定义截面。

自定义截面可用标准的几何形状和单个材料来描述。

自定义截面可由任意几何形状定义，还可以包含若干各向同性材料。

7.4.1使用梁工具生成通用横截面

　　SECTYPE、SECDATA和SECOFFSET命令（MainMenu>

Preprocessor>

-Beam-CommonSectns），都与GUI上的梁工具（BEAMTOOL）关联。

梁工具的样式取决于所选择的梁横截面子形状：

图7-3梁工具对话框（包括子类型下拉框）

　　梁工具的顶部，是截面形状号（以及截面名）[SECTYPE]，中部是需要时定义截面偏移的信息[SECOFFSET]，底部是截面几何形状信息[SECDATA]。

SECDATA命令定义的尺寸取决于所选子类型。

可以单击梁工具下的Help按钮获取所选截面的帮助信息。

在SECDATA命令描述中，也有对截面形状尺寸的说明。

7.4.2通过用户定义网格建立自定义截面

　　如果用户要定义不常用的截面，必须建立用户网格文件。

为了建立用户网格文件，首先要建立一个2D实体模型，然后用SECWRITE命令保存（MainMenu>

Sections>

-Beam-WriteSecMesh）。

下面讨论这一过程：

　　1、建立所有的区域（MainMenu>

-Areas-）。

2、把区域重叠（MainMenu>

-Modeling-Operate>

-Booleans-Overlap>

Areas），或粘合在一起（MainMenu>

-Modeling-Operate>

-Booleans-Glue>

Areas）。

3、保存模型。

4、对所有线设置划分数（MainMenu>

-Meshing-SizeCntrls>

-Lines-PickedLinesorusetheMeshTool）。

5、选择“MainMenu>

-Beam-WriteSecMesh”，出现拾取框，拾取格子的面。

6、ANSYS在该面建立格子。

在分网期间，ANSYS可能显示不佳形状的信息，可以忽略这些信息。

但是也可能看到“Unabletomesharea....”信息。

如果这样，把所有面上的单元清除（MainMenu>

-Meshing-Clear>

Areas），并重复第4、5步。

7、在“WriteSectionLibraryFile”对话框中，用一个唯一的文件名保存“.SECT”文件。

然后按“OK”。

8、读入用户网格文件（MainMenu>

Secti