梁单元的常用操作Word文档格式.docx
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出现标准截面定义对话框：
在对话框中：
（1）
给截面命名、选择标准截面形状；
（2）
选择节点偏移方法；
（3）
输入截面数据和选择截面网格粗细程度：
如果需要，可以修改截面的横向剪切刚度和添加分布质量（单位是质量/长度）：
然后可以显示截面的形状和截面上的网格划分情况，以及有关的截面参数。
截面上的网格是软件自动划分的，用于计算截面的几何参数。
首先选择要显示的截面和是否显示截面网格：
然后显示所选择的截面形状和几何参数：
也可以对截面列表：
列表结果：
右图显示了列表的部分内容：
对于不能使用截面的梁单元，可以将列表数据作为实常数输入到相应的梁单元类型定义中。
需要时，可以删除已定义的截面：
2.
定义用户截面–需要先绘制相应的截面形状，然后将相应的AREA定义为截面。
操作过程如下：
绘制截面形状-AREAs
对各线段设置网格尺寸：
对本例设置所有线段的单元长度为4
设置网格尺寸之后：
（3）
然后定义用户截面：
ANSYS并不马上生成新的截面，而是将新截面的数据写到一个“截面”文件中，如图，点击OK
后将在工作目录中生成截面文件
2-C18.sec：
（4）
为了使用新定义的截面，需要读入该截面文件：
然后可以绘制该截面：
3.
定义变截面梁（锥形梁）：
定义锥形梁之前，必须先定义锥形梁两端的截面，比如我们先定义两个矩形截面beam-4和beam-5如下：
然后定义锥形（Taper）
截面：
采用
ByXYZLocation方法，定义截面7：
使用截面7对线段划分梁单元：
二、为划分网格设置单元属性
在对实体划分网格之前，需要设置单元属性。
一般有两种方法：
设置默认属性和对实体设置属性。
前者用于此后划分网格的所有实体，直到重新设置默认单元属性为止；
后者只适用于被设置属性的实体。
如果同时采用了这两种设置，对实体设置的属性优先于默认属性设置。
下面分别叙述这两种设置单元属性的方法。
设置默认属性：
设置内容包括：
单元类型、材料编号、实常数号、单元坐标系以及截面号。
其中截面号和实常数号设置一个即可，若同时设置，则以截面号优先。
然后选择线，划分梁单元：
为了显示梁单元的截面形状和方位，执行菜单：
UtilityMenu>
PlotCtrls>
Style>
SizeandShape>
弹出相应的对话框，在其中激活：
DisplayofElement
在显示梁单元时会显示其截面形状：
2
对实体设置单元属性：
下面选择一根线段设置单元属性：
对所选择的实体设置单元属性：
注意：
这里有一个方向点的设置。
激活该选项，在对线段设置单元属性兵点击OK后，将要求用户选择方向KP点。
选择线段的方向KP点：
对该线段划分网格，然后绘制单元，包括其截面形状。
由于定义了线段的方向KP点，所以梁截面的方向与前面是不一样的，二者相差90°
：
看一下截面C-180：
比较可见：
对于本例，由于线段平行x
轴，如果不定义方向点，梁单元截面的y、z
轴分别平行总体坐标系的y、z轴；
如果定义了方向点，则截面z
轴位于线段两端点与方向点组成的平面内。
如果线段是任意方向，不定义方向点，截面的方位较难控制；
定义方向点，则截面的方位很容易确定。
因此，一般情况应该定义方向点，除非截面形状是圆形，则可以不定义方向点。
三、在梁单元上施加分布载荷
虽然梁单元是对线段划分网格得到的，但是在梁单元上施加分布载荷却不是在线段上施加分布载荷，而是直接对梁单元施加分布载荷，菜单如下：
上页的对话框中，点击ok
后出现如下对话框，定义具体的梁单元载荷。
梁单元分布载荷的方式有多种，以下是最简单的，均布载荷：
所定义梁单元均布载荷如下：
以下为在梁单元上施加分布载荷（压力）时的有关选项：
1分布载荷作用位置–上面对话框中的LoadKey
值–压力作用面（face）
编号：
根据帮助文件中的有关内容（如BEAM4）：
face1（I-J）（-Znormaldirection）
face2（I-J）（-Ynormaldirection）
face3（I-J）（+Xtangentialdirection）
face4（I）（+Xaxialdirection）
face5（J）（-Xaxialdirection）
（对于反向载荷使用负值）
或见下页图。
图4.1BEAM4几何
图中带圆圈的数字对应分布载荷定义对话框中的LoadKey；
右下角小图中的T1～T8
为单元节点I
和节点J
处的各四个温度定义值。
2
定义线性变化的分布载荷
在定义梁单元分布载荷的对话框中，如果VALI不等于VALJ，则定义沿梁长度方向成线性变化的分布载荷：
3
分布载荷作用范围及梁单元中间的集中力
梁单元上的分布载荷可以值作用在梁单元的部分长度上，或者是个集中力，由定义梁单元分布载荷对话框中下半部分的三个参数确定：
其中：
Ioffset
表示分布载荷的起始点到节点I
的距离（从节点I
到J
的方向），Joffset
表示分布载荷的结束点到节点J的距离（从节点J
到I
的方向）；
该“距离”可以是实际长度，也可以是与单元长度的比值。
在12
版之前，由相应梁单元的KEYOPT（10）
设置（0表示距离为长度，1表示距离为与单元长度之比）；
版中由参数LENRAT设置。
如果不输入VALJ，默认等于VALI。
如果JOFFSET=-1，则VALI
表示单点集中力，作用位置由Ioffset
确定，而VALJ
则被忽略。
在施加梁压力载荷对话框中设置线性变化的分布载荷：
在施加梁压力载荷对话框中设置单元中间的集中力载荷：
四、梁单元的后处理
梁单元的节点位移可以直接通过PlotResult
输出：
但是梁单元的节点应力不能直接通过PlotResult
同样，梁单元的单元应力也不能直接输出：
梁单元的应力必须以“单元表”的方式输出：
为进行单元表操作，首先需要从相应单元的帮助文件中找到应力项的标识，如BEAM4单元表4.3
中的有关项：
有关项的一些解释如下：
假定要输出单元的最大、最小应力，首先定义单元表，在对话框中点击add
添加单元表项：
注意：
虽然要求输出应力，对梁单元却不能使用Stress对应的项。
从上面的表4.3
中可以查到，Smax、Smin的item（项标识）为NMISC它（以及LS、SMISC）属于“序列项”，以下添加节点I处的最大应力，序列号为NMISC,1：
同样添加节点I处的最小应力，序列号为NMISC,2：
而节点J
处的最大和最小应力的序列号分别为NMISC,2
和NMISC,4。
最终单元表的定义如下：
为了绘制或列表单元表数据，应当先在定义单元表操作中，点击Update按钮，以读取当前单元的结果数据：
然后选择一个单元表数据项进行绘图：
如果选择在节点上不平均，显示为彩色的：
如果选择在节点上平均，显示看不出彩色：
也可以绘制应力变化云图：
或者弯矩沿梁长的变化曲线：
也可以对当前梁单元的单元表数据进行列表–一次可以列出多个数据项：
在列表的最后，会给出各表项的最大和最小值及单元编号：
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