1、梁,第 18 章,January 30, 2001 Inventory #001443 5-2,5. 梁,梁单元 是线单元，是3-D结构的一维理想化模型 梁单元比实体和壳单元更有效，尤其常用于下列工业领域中: 建筑结构 桥梁和道路 公共交通 (有轨电车,火车, 公共汽车) 等,January 30, 2001 Inventory #001443 5-3,.梁,本节将通过如下的主题对梁做简要介绍: A. 梁的属性 B. 梁网格划分 C. 加载,求解, 结果 D. 专题,January 30, 2001 Inventory #001443 5-4,梁 A. 梁的属性,建立梁的第一步，同任何分析一样
2、，先建立几何模型 通常是由关键点和线组成的框架结构。 然后定义如下的梁的属性: 单元类型 横截面 材料特性,January 30, 2001 Inventory #001443 5-5,梁 .梁的属性,单元类型 选择下面类型中的一个: BEAM188 3-D, 线性 (2-node) BEAM189 3-D, 二次函数 (3-node) ANSYS 有许多其它梁单元，但推荐使用 BEAM188 和 189 对绝大部分梁结构都适合 支持线性和非线性分析,包括塑性，大变形和非线性失稳 具有包括用多种材料模拟层状材料，复合材料，截面加强的能力 具有用户定义截面几何尺寸的能力 在前、后处理过程中容易使
3、用,January 30, 2001 Inventory #001443 5-6,梁 .梁属性,横截面 对 BEAM188 和 189单元的完整定义包括对横截面属性的定义。BeamTool提供了方便的操作. Preprocessor Sections Common Sectns. 选择想要的形状，然后输入尺寸 按 Preview 按钮观看形状,然后按 OK. 若有多个横截面，必须给每个横截面指定编号（任意定义名称）,January 30, 2001 Inventory #001443 5-7,梁 .梁属性,1-1梁横截面的样本预览如下 (SECPLOT) 除了预先定义好的横截面形状之外， AN
4、SYS允许用户通过建立二维实体模型来建立自己的“自定义”横截面形状,同标准横截面一样，可以把自定义的横截面和想要的尺寸保存到横截面库中以便日后使用。 参阅ANSYS 结构分析手册第15章获取详细信息,January 30, 2001 Inventory #001443 5-8,梁 .梁属性,材料属性 线性和非线性材料属性均可 所有梁的属性定义好以后，下一步是对几何模型进行网格划分,January 30, 2001 Inventory #001443 5-9,梁 B. 梁网格划分,用梁单元对几何模型做网格划分包括三个主要步骤: 指定线的属性 指定线分割 划分网格MeshTool 提供了上述三个步
5、骤的便利操作,January 30, 2001 Inventory #001443 5-10,梁 .梁网格划分,步骤1: 线属性 梁网格划分的线属性包括: 材料号 横截面号 方向关键点 相对于梁轴线，横截面是怎样放置 所有横截面类型都需要指定 单个关键点可以分配给多条线 ( 即不需要为每条线指定独立关键点) 每条线的端点都有它的方向关键点，允许横截面绕梁轴线扭转。,January 30, 2001 Inventory #001443 5-11,梁单元 .梁网格划分,使用方向关键点的例子:,January 30, 2001 Inventory #001443 5-12,梁 .梁网格划分,使用Me
6、sh Tool的单元属性指定线属性 (或选择想要的线和使用 LATT 命令),拾取线,BEAM188 & 189单元的附加属性,January 30, 2001 Inventory #001443 5-13,梁 .梁网格划分,步骤2 :线分割 对 BEAM188 和 189 单元，建议不要把整个梁当作一个单元 使用 Mesh Tool的 “Size Controls”指定想要的线分割数 (或用 LESIZE 命令).,January 30, 2001 Inventory #001443 5-14,梁 .梁网格划分,步骤3:生成网格 先保存数据库文件 (Toolbar SAVE_DB 或使用SA
7、VE 命令). 按下Mesh Tool中的 Mesh 按钮 (或执行 LMESH,ALL命令) 生成网格,拾取线,January 30, 2001 Inventory #001443 5-15,梁 .梁网格划分,在单元绘图中显示横截面形状, 激活显示单元形状: Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape 或使用命令 /ESHAPE,1,January 30, 2001 Inventory #001443 5-16,梁 .梁网格划分,网格划分完成后,接着施加荷载并求解,January 30, 2001 Inventory #001443 5-17,梁
8、C. 加载, 求解， 结果,梁的典型加载包括: 位移约束 施加在节点或关键点上 力 施加在节点或关键点上 压力 施加在单位长度上 施加在单元表面上 Solution Apply Pressures On Beams 或 使用SFBEAM 命令 重力或旋转速度 作用在整个结构上,January 30, 2001 Inventory #001443 5-18,梁 . 加载, 求解，结果,获取解答: 先保存数据库文件. 求解. (或把载荷写入载荷步文件，然后求解所有载荷步) 查看结果的方法同应力分析相同: 观察变形 观察反力 画应力、应变图 BEAM188 和 189 单元的主要优势是应力可以直接在
9、单元上观看 （同壳和实体单元），必须激活单元形状显示。,January 30, 2001 Inventory #001443 5-19,梁 . 加载, 求解，结果,演示: 恢复数据库文件(包括线，关键点，载荷，单元类型, 材料和两个横截面) 画出两个已定义的横截面 (SECPLOT,1 命令EPLOT 和命令 /ESHAPE,1 对关键点9施加fy方向的大小为-10000lb的载荷，约束4个底部关键点的所有自由度 求解, 接着观察结果：变形图，反力，应力SX (= 轴向 +弯曲).选择横截面编号是3的单元，再画应力图。对2号横截面重复上面的操作。,January 30, 2001 Inventory #001443 5-20,梁 D. 专题,梁单元练习,
