Nastran梁单元应力输出.docx
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Nastran梁单元应力输出
1.Nastran梁单元
1.1.CBAR单元卡片
CBAR单元属性卡
1.2.CBEAM单元卡片
CBEAM单元属性卡
(1)PBEAM属性卡
(2)PBEAML属性卡
2.Nastran梁单元应力输出
一维梁单元中的内力或应力可以通过单元力或单元应力输出(如FORCE或者ELFORCE)来进行输出,并且梁单元只输出应力恢复点的应力。
如果梁截面是标准库中的截面(PBARL,PBEAML定义的截面),则应力恢复点已经由程序根据不同的截面形状进行定义,不需要用户定义。
如果是自己定义的梁截面(PBAR,PBEAM定义的截面),则用户必须自行定义应力恢复点(属性卡片中的C1,C2、D1,D2、E1,E2、F1,F2)。
此时beamelements的应力需要选择recoverypointonthebeamcrosssection,然后在stressrecoverypointC/D/E/F-Element-Nodal中可以看到对应的应力分析结果。
2.1.CBAR梁单元的单元力和应力
下图是CBAR梁单元力(elementforce)的正方向。
real或者complex形式(取决于输出格式)的单元力的输出包括下面几项:
M1a,M1b,M2a和M2b是分别在两个参考平面中,两个端点处的弯矩。
V1和V2是在两个参考平面中的剪力,Fx是平均的轴向力,T是绕x轴的扭矩。
输出中可以要求输出CBAR单元下面的real形式单元应力(elementstress):
(1)平均轴向应力(averageaxialstress):
axialstress
(2)由在两个端点A、B处横截面上的4个应力恢复点的弯矩引起的张性应力(extensionalstressduetobending):
SA1、SA2、SA3、SA4,SB1、SB2、SB3、SB4。
仅当用户在PBAR卡片中输入了应力恢复点,才计算该弯曲应力。
(3)两个端点A、B处的最大和最小的张性应力(maximumandminimumextensionalstressatbothends):
SA-MAX、SA-MIN、SB-MAX、SB-MIN。
该最大和最小的张性应力是由每端轴向应力和弯曲张性应力的合成。
(4)拉伸安全系数和压缩安全系数(Marginsofsafetyintensionandcompression)。
仅当用户在MAT1卡片中输入了应力极限(stresslimits)时,才计算该安全系数。
拉伸应力为正值,压缩应力为负值。
只有平均轴向应力和弯曲张性应力可以是复数应力(complexstrss)。
对于梁单元的应力输出,patran04中有以下选项:
(1)轴向(barstresses,axial)(atcenter)
(2)barstresses,bending position(AtpointCDEF)
(3)最大、最小合成(atcenter)
(4)Maxshear
在Hyperview后处理Nastran的CBAR单元时,梁单元CBAR中的单元力和单元应力的输出如下:
elementID
SA1
SA2
SA3
SA4
AXIALSTRESS
SA-MAX
SA-MIN
(safetymargintension)
SB1
SB2
SB3
SB4
SB-MAX
SB-MIN
(safetymarginCompression)
其中:
A,B表示梁的两个端面。
1-4是用户指定的用来计算应力的截面上的四个点。
SA1-SA4,SB1-SB4是仅由纯弯曲所引起的正应力(NormalStressDuetoBendingOnly),
AXIALSTRESS是仅有轴向载荷所引起的正应力(NormalStressDuetoAxialLoadOnly),
SA-MAX,SA-MIN,SB-MAX,SB-MIN是弯曲与轴向载荷组合情况下的两个端面的最大、最小正应力(CombinedAxialandBendingStress)。
是拉伸安全系数,是压缩安全系数。
2.2.CBEAM梁单元的单元力和应力
CBEAM单元的应力输出与CBAR单元有些不同。
对于CBAR单元,SAi和SBi列只是弯曲应力,而轴向应力单独列出。
但是对于CBEAM单元,SXC、SXD、SXE和SXF是在CBEAM中横截面上应力恢复点C、D、E、F处的弯曲应力和轴向应力的组合。
在CBEAM的每个端点进行应力恢复,还可以在任何由PBEAM输入卡片确定的中间位置进行应力恢复。
在Hyperview后处理Nastran的CBEAM单元时,梁单元CBEAM中的单元力和单元应力的输出如下:
elementID
CBEAMlongstressatpointC1
CBEAMlongstressatpointD1
CBEAMlongstressatpointE1
CBEAMlongstressatpointF1
CBEAMMaximumstress1
CBEAMMinmumstress1
marginofsafetytension1
marginofsafetycompression1
CBEAMlongstressatpointC2
CBEAMlongstressatpointD2
CBEAMlongstressatpointE2
SCBEAMlongstressatpointF2
CBEAMMaximumstress2
CBEAMMinmumstress2
marginofsafetytension2
marginofsafetycompression2
其中:
1,2表示梁的两个端面。
Ci、Di、Ei、Fi是用户指定的用来计算应力的截面上的四个点。
CBEAMlongstressatpointC1(SXC)、CBEAMlongstressatpointD1(SXD)、CBEAMlongstressatpointE1(SXE)、CBEAMlongstressatpointF1(SXF)是一个端面上4个应力恢复点处的弯曲应力与轴向应力的组合应力。
CBEAMMaximumstress1是4个应力恢复点处应力SXC、SXD、SXE和SXF中的最大应力。
CBEAMMinimumstress1是4个应力恢复点处应力SXC、SXD、SXE和SXF中的最小应力。
marginofsafetytension1是拉伸安全系数。
marginofsafetycompression1是压缩安全系数。
3.ANSYS梁单元应力输出
梁工具中的三种应力:
直接应力、最小组合应力、最大组合应力
直接应力是轴向应力;
最小弯曲应力是四个弯曲应力的最小值:
顶层/底层的弯矩MY、MZ;
最大弯曲应力与最小弯曲应力相反;
最小组合应力是直接应力和最小弯曲应力的线性组合;
最大组合应力是直接应力和最大弯曲应力的线性组合;