Beam3二维弹性单元特性

Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。单元的每个节点有三个自由度,即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。本单元更详细的说明见《ANSYS, Inc. Theory Reference》,其它的二维梁单元还有塑性梁单元Beam23及非对称变截面梁Beam54。

Beam3单元是一种可承受拉、压、弯作用的单轴单元。单元的每个节点有三个自由度,即沿x,y方向的线位移及绕Z轴的角位移。本单元更详细的说明见《ANSYS, Inc. Theory Reference》,其它的二维梁单元还有塑性梁单元Beam23及非对称变截面梁Beam54。

Beam3单元几何图形

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Beam3输入数据

上图给出了单元的几何图形、节点位置及坐标系统。单元由两个节点、横截面面积、横截面惯性矩、截面高度及材料属性定义。。初始应变通过Δ/L给定,Δ为单元长度L(由I,J节点坐标算得)与0应变单元长度之差。

如果不计环向作用本单元也可进行轴对称体的分析,如对螺栓、带缝圆柱等。在轴对称分析时输入的面积和惯性矩应是全截面的。剪切变形量(SHERAR)是可选的,如给SHERAR赋值为0则表示忽略剪切变形(相关细节见Shear Deflection),当然剪切模量(GXY)只有在考虑剪切变形时才起作用。单元还可在实常数ADDMAS中输入单位长度的附加质量。

“节点与单元荷载”一节对“单元荷载”有专门介绍。可以在本单元的表面施加面荷载,如上图中带圈数字所示,其中箭头指向为面荷载作用正向。横向均布压力的单位为力每单位长度,端点作用的压力应以集中力的形式输入。KEYOPT(10)用来控制线性变化的横向压力相对单元节点的偏移量。可在单元几何图形的四个角上设定温度值,其被当做体荷载处理。第一个角上的温度T1的默认值为TUNIF,如其它角的温度未给定时其默认值等于第一个角的温度,如给定了T1和T2则T3的默认值为T2,T4的默认值为T1。

KEYOPT(9)用来控制两节点中间部分相关值的输出情况,值是按平衡条件得出的。但在下列情况下这些值不能得到:

  1. 考虑应力硬化时TIF,ON];
  2. 一个以上的部件作用有角速度时OMEGA];
  3. 通过命令CGOMGA, DOMEGA, or DCG/MG作用了角速度或加速度时。

BEAM3输入参数汇总

节点:I, J

自由度:UX, UY, ROTZ

实常数:

  1. AREA – 横截面面积
  2. IZZ – 截面惯性矩
  3. HEIGHT – 截面高
  4. SHEARZ – 剪切变形系数
  5. ISTRN – 初始应变
  6. ADDMAS – 每单位长度附加质量

说明:剪切变形系数=0,则在单元的Y方向没有剪切变形。

材料属性:EX, ALPX, DENS, GXY, DAMP

表面荷载:

  1. 压力-(括号内为压力正值作用方向)
  2. face 1 (I-J) (-Y法线方向)
  3. face 2 (I-J) (+X切线方向)
  4. face 3 (I) (+X 轴向)
  5. face 4 (J) (-X 轴向)

(如输入的压力为负值表示与几何模型图中方向反向作用)

体荷载:

温度作用 : T1, T2, T3, T4

特性:

  1. 应力强化
  2. 大变形
  3. 单元生、死

单元选项:

  1. KEYOPT(6) 控制杆件力和力矩输出的选项:
  2. 0 -- 不输出力和力矩
  3. 1 -- 在单元坐标系中输出力和力矩
  4. KEYOPT(9) 用于控制该单元位于节点I,J中间点的数据输出
  5. N -- 输出N个中间位置数据(N = 0, 1, 3, 5, 7, 9)
  6. KEYOPT(10) 用于控制SFBEAM指令时线性变化的压力的偏移量的输入方法:
  7. 0 -- 以长度为单位,直接输入压力相对于I,J节点的偏移量
  8. 1 – 以偏移量与单元长度的比值为单位(0~1),用相对值形式输入偏移



  • 发表于 2017-08-10 10:54
  • 阅读 ( 220 )
  • 分类:软件计算

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