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ANSYS中BEAM189使用方法


BEAM189 3 -D 三节点梁 :MP ME ST PR PRN DS DSS < > < > < > < > PP EME MFS 产品限制 BEAM189 元素说明 该 BEAM189 单 元 适 合 于 分 析 细 长 到 中 等粗 短 / 厚 梁 结 构 。 该元 素 是 基 于 Timoshenko 梁理论,其中包括剪

切变形效果。该元件提供无节制的翘曲和横截 面的受限制翘曲的选项。 该元素是在 3 -D 的二次三节点梁单元。用默认设置,六个自由度的发生在每一 个节点,这些包括在 x, y 和 z 方向和旋转围绕 x , y 和 z 方向的平移。一个 可选的第七个自由度(横截面的翘曲)是可用的。该元件是非常适合于线性,大 旋转,和/或大应变非线性应用。 该元件的应力刚,默认情况下,在与 NLGEOM ,ON 任何分析。所提供的应力 刚度使本单元能分析弯曲, 横向及扭转稳定问题(用特征值屈曲或折叠的研究与 弧长方法或非线性稳定) 。 弹性,塑性,蠕变等非线性材料模型的支持。与此元素类型相关联的横截面可以 是内置了部分引用一个以上的材料。 图 189.1 : BEAM189 几何

BEAM189 单元技术和使用建议 BEAM189 是基于 Timoshenko 梁理论, 这是一个一阶剪切变形理论: 横向剪切应 变是通过横截面恒定的,也就是说,横截面保持平面和变形后的失真。 该元件可用于纤细或粗壮的横梁。由于一阶剪切变形理论的局限,细长到中等厚 度的光束可以被分析。使用一个梁结构( GAL2 / (EI) )的长细比,判断该 元素的适用性,其中: ? 剪切模量 一 的横截面的面积 L 该成员的长度(而不是元素的长度) EI 抗弯刚度 使用一些全局距离的措施, 而不是在单个元素的尺寸立足它计算出的比率。下图 显示了悬臂梁受小费荷载横向剪切变形的估计。 虽然结果不能外推到其他应用程 序中,例如可以很好地充当一般准则。一个长细比大于 30 的建议。

图 189.2 :横向,剪切变形预测

长细比( GAL2 / ( EI ) ) 季莫申科δ / δ 欧拉 - 伯努利 25 1.120 50 1.060 100 1.030 1000 1.003 这些元素都支持横向剪切力和横向剪切应变之间的弹性关系。您可以使用 SECCONTROL 命令覆盖的横向剪切刚度的默认值。 BEAM189 不使用高阶的理论来解释变化的剪切应力的分布。使用固体元素,如 果这种影响必须加以考虑。 BEAM189 支持“内敛翘曲”分析,通过提供在每个梁节点第七自由度。默认情 况 下 , BEAM189 单 元 假 定 一 个 横 截 面 的 翘 曲 是 足 够 小 , 它 可 能 被 忽 略 ( KEYOPT(1) = 0) 。您可以通过使用 KEYOPT ( 1 ) = 1 激活自由的翘 曲程度。 随着自由激活的翘曲度, 每个节点有七个自由度: UX , UY , UZ , ROTX , ROTZ , ROTY 和翘曲。用 KEYOPT(1) = 1,双力矩和 bicurvature 输出。 不像其他的立方(埃尔米特)基于多项式的元素, BEAM189 是基于二次多项 式,因此,在规范的分布式压力负荷的偏移量是不 allowed.BEAM189 具有线性 弯曲力矩的变化。网格的细化建议,以适应这种负荷。 BEAM189 是计算效率 高,并具有超收敛性质对于网格细化。例如,二次光束具有 2 点高斯积分是已知 的相同的精度为埃尔米特元件。 在实践中, 当两个元素 “抑制翘曲” 走到一起成锐角, 则需要夫妇的位移和旋转, 但离开了面外翘曲脱钩。 这通常是由具有两个节点的物理位置和使用的适当的约 束实现的。这个过程是由 ENDRELEASE 命令,该命令解耦平面翘曲的出用于与 横截面相交的角度大于 20 度的任意的相邻的元件变得更容易(或自动) 。 BEAM189 允许改变在截面惯性属性轴向伸长的功能。默认情况下,该横截面面 积的变化,使得该元件的体积变形后得以保留。默认值是适用于弹塑性应用。通 过使用 KEYOPT ( 2 ) ,您可以选择保留的横截面不变或刚性。缩放不是一 般的非线性梁截面( SECTYPE , GENB )的选项。 为一致的负载向量, 比用于刚度矩阵采用较高阶积分规则质量矩阵和评价。这些 元素同时支持一致和集中质量矩阵。避免使用 LUMPM , ON 作为 BEAM189 是一个高阶的元素。 一致质量矩阵默认情况下使用。每单位长度的附加质量可以 是输入与 ADDMAS 部分控制。请参见“ BEAM189 输入汇总” 。 为扭转行为圣维南翘曲函数在未变形状态决定的, 是用来甚至屈服后确定剪切应 变。 没有选项可用于在变形的构造重新计算分析和可能的局部塑性屈服的横截面

中的横截面的扭转剪切配送。 因此, 大的非弹性变形, 由于扭转载荷应及时治疗, 并证实慎用。在这种情况下,使用固体或壳单元另类造型建议。 BEAM189 输入数据 几何形状,节点位置,坐标系和压力指示此元素如图 189.1 : BEAM189 几何。 BEAM189 是由节点 I,J 和 K 在全局坐标系中定义的。 节点 L 是一个优选的方式来定义的元素的定向。有关定位节点和梁划分网格的 信息,请参阅生成梁网凭借在建模和分网指南取向的节点。此外,请参阅二次单 元(中间节点)在同一手册,对用中间节点的。见 LMESH 和 LATT 命令描述的 自动生成●节点的详细信息。对于低阶光束的描述,请参阅 BEAM188 。 该元素也可以不朝向节点 L。在这种情况下所定义,该元素 x 轴是从节点 I(结 束 1)朝向节点 J 的(结束 2)定向。当无取向节点时,该元素 y 轴的默认方向 是自动计算的,以平行于全球 XY 平面。对于其中元件是平行于总体 Z 轴(或它 的 0.01 %的坡度范围内)的情况下,该元素 y 轴方向平行于全局 Y 轴(如图所 示) 。对于单元方向有关元素的 x 轴的用户控件,使用 L 节点选项。如果两个 都定义,定向节点选项优先。方向节点 L,如果使用的话,定义包含元素 x 和 z 轴(如图所示)的平面(与 I 和 J) 。如果在一个大的偏转分析使用该元件,应 注意的取向节点的 L 的位置仅用于初始定向元件。 的自由度的数目取决于 KEYOPT 的值 (1) 。 当 KEYOPT ( 1 ) = 0 (默认) , 六个自由度发生在每一个节点。这些包括在 x, y 和 z 方向和旋转围绕 x , y 和 z 方向的平移。当 KEYOPT ( 1 )= 1 ,自由度(横截面的翘曲)的第七度 也被认为是。 该元件是在空间中的一维的线元素。经由 SECTYPE 和 SECDATA 命令分开设置 的横截面细节。 (见梁分析和横截面的结构分析指南中的说明。 ) A 节与梁 单元通过指定截面号( SECNUM )相关联。 A 节数是一个独立的属性。除了 恒定的横截面,你也可以通过使用锥选项上 SECTYPE 命令定义一个锥形截面。 (有关详细信息,请参阅定义变截面梁。 ) BEAM189 忽略了与 6.0 版以后的任何真正的常量数据。用于限定所述横向剪切 刚度看到 SECCONTROL 命令,附加质量。 单元输入摘要如下在“ BEAM189 输入汇总” 。 BEAM189 横断面 BEAM189 可以与这些横截面类型相关联: 它定义梁截面( SECTYPE , BEAM )的几何结构标准库部分类型或用户的 网格。梁的材料被定义成元素的属性(MAT ) ,或作为第积累部分(用于多材料 的横截面) 。 广义束横截面( SECTYPE , GENB ) ,其中广义应力广义应变的关系是直接 输入。 锥形束横截面( SECTYPE ,锥) ,其中一个标准库部分或用户定义网格梁的两 端。 标准库章节 BEAM189 是在使用 SECTYPE 和 SECDATA 若干节点数自动地设置有部分相关 的量(面积整合,位置等) 。每个部分被假定为九个节点的单元的预定数量的组 件。各横截面单元具有四个积分点和每一个都可以与一个独立的材料类型相关

联。 图 189.3 :横截面细胞

细胞在横截面的数目影响的部分特性和非线性应力 - 应变关系通过截面建模能 力的准确性。该元件具有集成的嵌套结构(沿长度和横截面) 。 当与元素相关联的材料具有弹性的行为或当温度在整个截面的变化, 构计算在截 面的积分点进行。 对于更常见的弹性应用,该元素使用的部分在单元积分点的预 先计算的性能。然而,应力和应变计算在输出通在部分节点。 如果该部分被分配子形状 ASEC ,只有广义应力和应变(轴向力,弯矩,横剪, 曲率,以及剪切应变)可用于输出。 3 -D 等高线图和变形形状都没有。该 ASEC 亚型显示只是一道薄薄的长方形来验证梁的方向。 BEAM189 对待 ASEC 如只 用一个横截面的积分点部分类型。 BEAM189 是用于分析组合梁有帮助的, (即,那些制成的两片或多片材料连 接在一起形成一个单一的,实心光束) 。件被认为是完全粘结在一起,因此, 光束表现为一个单一的部件。 多材料截面能力仅适用于其中一个光束行为的假设(季莫申科或伯努利 - 欧拉 梁理论)成立。 换句话说,支持哪些是现有的 Timoshenko 梁理论的简单扩展。它可能的应用, 如用于: 双金属片 梁用金属加固 传感器,其中不同的材料层已沉积 BEAM189 不考虑弯曲和扭转的截面刚度水平的耦合。 横向剪也视为非耦合方式。 这可能对层状复合材料和夹层梁一个显著的效果,如果上篮是不平衡的。 总是验证 BEAM189 的应用,无论是与实验或其他数值分析。由于核实后使用带 建成部分的内敛翘曲选项。 KEYOPT ( 15 )指定。 RST 结果文件的格式。对于 KEYOPT( 15 )= 0 , 该格式只提供一个在每个区段拐角节点平均的结果,因此,此选项通常适用于同 质部分。对于 KEYOPT ( 15 ) = 1 ,格式给出一个结果每个部分的结合点, 因此,这个选项通常适用于建成的部分与多种材料(并产生一个较大的结果文 件) 。 广义梁横断面 当使用一般的非线性梁截面, 无论是几何性质也不是明确指定的材料。广义应力 表示的轴向力,弯矩,扭矩和横向剪切力。同样,广义应变暗示的轴向应变,弯 曲曲率,扭转曲率和横向剪切应变。 (有关详细信息,请参阅一般非线性梁截 面)这是用于表示横截面行为的抽象方法,因此,投入往往由实验数据或其他分 析的结果。 一般来说, BEAM189 支持横向剪切力和横向剪切应变之间的弹性关系。您可 以通过 SECCONTROL 命令覆盖的横向剪切刚度的默认值。 当梁单元与一个广义光束( SECTYPE , GENB )截面类型相关联,横向剪切 力以横向剪切应变的关系可以是非线性弹性或塑料中,特别有用的,当柔性点焊 是能力建模。在这样的情况下, SECCONTROL 命令不适用。

变截面梁横断面 线性锥形束是通过指定在光束的截面的几何形状在全局坐标指定的每一端的标 准库部分或使用网格,然后线性内插,并在该元件进行评估定义。在结束点的部 分必须是拓扑一致的。 (有关详细信息,请参阅定义变截面梁。 ) BEAM189 负载 力施加在节点(其还定义了元素 x 轴) 。如果形心轴是不共线的元素 x 轴,施 加轴向力会引起弯曲。 施加的剪切力将引起扭应变和力矩,如果横截面的形心和 剪心是不同的。该节点,因此应设在哪里你想申请的力量点。使用 SECOFFSET 命令的 OFFSETY 和 OFFSETZ 参数适当。 单元载荷在节点加载中描述。 压力可以作为单元边界上的面载荷所表现出的圆圈 数字上图 189.1 : BEAM189 几何。正正常压力作用的元素。横向压力输入每 单位长度的力。结束“压力”是输入作为力量。 在该元件的两端上,温度可以被输入在这些位置: 在元素 x 轴(T (0,0) ) 在从 x 轴中的元素 y 方向(T (1,0) ) 1 单元 在从 x 轴中的元素 z 方向(T (0,1) ) 1 单元 BEAM189 几何:是元素的位置(T ( Y,Z) )根据图 189.1 中使用的惯例给 出。 对于梁单元,单元体装载命令( BFE )接受的元素数量和值的列表, 1 到 6 的温度德州仪器 ( 0,0 ) , 德州仪器 ( 1,0 ) , 德州仪器 ( 0,1) , TJ ( 0 , 0) ,TJ (1,0) ,和 TJ (0,1) 。这种输入可以用来指定温度梯度线性变化都 在横截面和沿所述元件的长度。 下面的默认值适用于元件温度输入: 之后,如果第一所有温度指定,它们默认为第一个。这种模式适用于均匀的温度 在整个元素。 (第一个坐标下,如果没有指定,默认为 TUNIF 。 ) 如果所有三个温度在节点 I 输入,所有的温度在节点 J 的是不确定的,在节点 J 的温度默认为相应的节点 I 的温度。 这种模式适用于温度梯度线性变化超过截面 而是沿着元件的长度保持恒定。 对于任何其它的输入方式,未指定的温度默认为 TUNIF 。 另外, 在温度节点 I 和 J 可以用结点体载荷 ( BF , NODE , TEMP , VAL1 ) 定义的。 当使用一个节点的身体负荷定义一个温度,温度均匀涂敷于在指定的节 点的横截面。 ( BF 命令输入不被接受在节点 K。 ) 您可以通过 ISTRESS 或 ISFILE 命令应用初始应力状态到此元素。 欲了解更多信 息,请参阅初始状态的基本分析指南中。 压力载荷刚度的影响, 会自动包含此元素。如果一个非对称矩阵是需要压力载荷 刚度效应,使用 NROPT , UNSYM 。 BEAM189 输入摘要 节点 I,J , K,L (定向节点 L 是可选的,但建议使用) 自由度 UX , UY , UZ , ROTX , ROTY , ROTZ 如果 KEYOPT ( 1 ) = 0 UX , UY , UZ , ROTX , ROTY , ROTZ , WARP 如果 KEYOPT ( 1 )

=1 部分中的控件 TXZ , TXY , ADDMAS (见 SECCONTROL ) ( TXZ 与 TXY 默认为 A * GXZ 和 A * GXY ,分别为,其中 A =横截面积) 材料特性 TB 命令:请参阅元素支持的材料模型,此元素。 MP 命令: EX , ( PRXY 或 NUXY ) , GXY , GXZ , ALPX , (或 CTEX ,或 THSX ) ,窝点, ALPD , BETD 面载荷 压力 面 1 ( I- J) ( -Z 法线方向) 面对 2(I -J ) ( -Y 法线方向) 面 3 (I- J) ( + X 切线方向) 面 4(I) (+ X 轴方向) 面 5 (J) (-X 轴方向) --I 和 J 分别表示端节点。 用于载入负值相反的方向。 发出 SFBEAM 命令来指定表面负荷。 分布式压力补偿不适用于脸部 1 , 2 ,和 3 。 体载荷 温度 T( 0,0) ,T (1,0) T( 0,1)在每个末端节点 特色 出生和死亡(需要 KEYOPT ( 11 ) = 1 ) 单元技术自动选择 广义的横截面 初始状态 大挠度 大应变 线性扰动 非线性稳定 应力刚化 KEYOPT ( 1 ) 翘曲自由度: 0六度每个节点自由,奔放的翘曲(默认) 1七度每个节点(包括翘曲)的自由。双力矩和 bicurvature 输出。 KEYOPT ( 2 ) 断面比例: 0断面调整为轴向拉伸(默认)的函数;仅适用于 NLGEOM , ON 已被调用 1-

部分被认为是刚性的(经典梁理论) KEYOPT ( 4 ) 剪切应力输出: 0只输出扭力相关的剪应力(默认) 1只输出弯曲相关的横向剪切应力 2输出先前的两种类型的结合状态。 KEYOPT( 6) , KEYOPT( 7)和 KEYOPT(9) 仅在 OUTPR , ESOL 处于激活状态: KEYOPT ( 6 ) 输出控制部分力量/力矩和应变/曲率: 0输出部分力量/力矩和应变/曲率沿长度(默认)集成点 1同 KEYOPT ( 6 ) = 0 ,加上当前部分地区 2同 KEYOPT ( 6 ) = 1 加元的基础方向(X, Y,Z ) 3外推到元素节点输出部分力量/力矩和应变/曲率 KEYOPT ( 7 ) 输出控制在截面的积分点(不可用时,部分亚型= ASEC) : 0无(默认) 1最大和最小应力/应变 2同 KEYOPT ( 7 )= 1 加应力和应变在每一节点 KEYOPT ( 9 ) 输出控制外推到元素和部分节点的值(不可用时,部分亚型= ASEC) : 0无(默认) 1最大和最小应力/应变 2相同 KEYOPT(9) = 1 加应力和应变沿横截面的外边界 3同 KEYOPT ( 9 ) = 1 加应力和应变在所有节点上节 KEYOPT ( 11 ) 设置部分属性: 0自动确定是否可以使用预先集成截面特性(缺省) 1-

使用部分的数值积分 KEYOPT ( 12 ) 锥形段处理: 0线性锥形截面分析;截面特性在每个高斯点(默认值)进行评估。这是更准确的, 但计算强度。 1平均横截面分析;带锥部分元素,截面特性仅在质心进行评估。这是目大小的顺 序的近似,然而,它比较快。 KEYOPT ( 15 ) 结果文件格式: 0在每一节角节点(默认)店铺平均结果。 1在每一部分的结合点存储非平均的结果。 (数据量可能会过度。此选项仅用于 有多种材料建成的部分通常是很有用的。 ) BEAM189 输出数据 与这些元素有关的结果输出有两种形式: 节点位移和反应包括在整个节点解 如表 189.1 所述附加的单元输出: BEAM189 单元输出定义 要查看 3 -D 变形形状 BEAM189 ,发出 OUTRES , MISC 或者 OUTRES ,静 态或瞬态分析 ALL 命令。 要查看 3 - D 模式的形状为一个模式或特征值屈曲分析, 必须扩大与元素的计算结果主动模式(通过 MXPAND 命令的 Elcalc = YES 选 项) 。 线性化应力 习惯上在梁设计采用了向轴向负荷,并分别在各个方向弯曲的轴向应力的部件, 因此, BEAM189 提供了一种线性应力输出作为其 SMISC 输出结果的一部分, 如下面的定义所示: SDIR 是应力分量由于轴向载荷。 SDIR = FX / A,其中 fx 是轴向负荷( SMISC 数量 1 和 14) ,A 为横截面的面 积。 SByT 和 SByB 被弯曲应力分量。 SByT = -MZ * YMAX /伊茨 SByB = -MZ * YMIN /伊茨 SBzT =我* ZMAX / IYY SBzB =我* ZMIN / IYY 在那里我, Mz 的是弯矩 ( SMISC 数量 2,15,3,16 ) 。 坐标 YMAX , YMIN , ZMAX 和 ZMIN 是最大和最小 Y,Z 坐标中的质心测量的横截面。值 IYY 和伊 茨是的截面惯性矩。 除了 ASEC 类型的光束的横截面, 该程序使用的最大和最小 横截面尺寸。 为 ASEC 型横截面的,在每个 y 和 z 方向上的最大值和最小值被假 定为 0.5 到-0.5 ,分别。 该组件株相应的定义是: EPELDIR =前

EPELBYT = -KZ * YMAX EPELBYB = -KZ * YMIN EPELBZT =肯塔基* ZMAX EPELBZB =肯塔基* ZMIN 其中前, 肯塔基州和 kz 为广义应变和曲率 ( SMISC 数量 7,8,9 , 20,21 和 22) 。 该报告强调严格只适用于成员的弹性行为。 BEAM189 总是采用综合应力,以 支持非线性材料的行为。 当元素与非线性材料相关的组件应力可能充其量算是线 性化近似,应谨慎解读。 单元输出定义表使用如下标记: 冒号( :)在名称列表示该项可以用分量名方法( ETABLE , ESOL )进行访 问。 O 列表示在 Jobname.OUT 文件的可用性。 R 列表示在结果文件的可用性。 无论 O 列或 R 列, “Y”表示该项总是可用的,一个数字指的是描述当该项的 条件表的脚注,而“ - ”表示该项不可用。 表 189.1 : BEAM189 单元输出定义 名称 定义 ? ? EL 单元号 ? ? NODES 单元连接 ? ? 太 物料编号 ? ? C.G. : X,Y ,Z 重力的中心元素 ? ? 区域 横截面的面积 1 ? SF : Y,Z 部分剪力 1 ?

SE : Y,Z 部分剪切应变 1 ? S: XX , XY,XZ 部分点讲 2 ? EPEL : XX , XY,XZ 弹性应变 2 ? EPTO : XX , XY,XZ 部分点机械应变计( EPEL + EPPL + EPCR ) 2 ? EPTT : XX , XY,XZ 部分的总点数株( EPEL + EPPL + + EPCR EPTH ) 2 ? EPPL : XX , XY,XZ 部分点的塑性应变 2 ? EPCR : XX , XY,XZ 部分点蠕变应变 2 ? EPTH : XX 部分点热应变 2 ? NL : EPEQ 累计等效塑性应变 4 NL : CREQ 累计等效蠕变应变 4 NL : SRAT 塑性屈服( 1 =主动屈服, 0 =不屈服) 4

NL : PLWK 塑性功/卷 4 NL : EPEQ 累计等效塑性应变 4 SEND :弹性,塑性,蠕变 应变能量密度 4 天晴 扭矩 ? ? TE 扭转应变 ? ? KY,装置 Kz 曲率 ? ? 防爆 轴向应变 ? ? FX 轴向力 ? ? 我, Mz 的 弯矩 ? ? BM 翘曲双力矩 3 3 BK 翘曲 bicurvature 3 3

SDIR 轴向正应力 1 SByT 该元素+梁 Y 侧的弯曲应力 ? SByB 上的光束的元件-Y 侧的弯曲应力 ? SBzT 该元素+梁 Z 侧的弯曲应力 ? SBzB 上的光束的元件-Z 侧的弯曲应力 ? EPELDIR 轴向应变在年底 ? EPELByT 的光束的元件+ Y 侧上的弯曲应变。 ? EPELByB 上的光束的元件-Y 侧弯曲应变。 ? EPELBzT 光束的元素+ Z 侧上的弯曲应变。 ? EPELBzB 上的光束的元件-Z 侧弯曲应变。 ? 温度 温度在所有部分角节点。 ?

LOCI : X,Y ,Z 集成点位置 5 SVAR :1 ,2,... ,N 状态变量 6

见 KEYOPT ( 6 )说明 见 KEYOPT ( 7 )和 KEYOPT ( 9 )说明 见 KEYOPT ( 1 )的说明 可如果元素具有非线性材料。 仅当 OUTRES , LOCI 命令被使用。 仅当 USERMAT 子程序和 TB , STATE 命令的使用。 更多的输出是通过 PRESOL 和* GET , SECR 在 POST1 命令描述。 表 189.2 :梁 189 项和序列号列出使用序列号方法通过 ETABLE 输出可用。请 参阅本手册有关详细信息, 创建一个元素表的基本分析指南中,而该项目和序列 号表。表 189.2 :梁 189 项和序列号使用如下标记: 名称 如表 189.1 中定义的输出量: BEAM189 单元输出定义 项目 对于 ETABLE 预先确定的项目标签 I,J 在节点序列号为数据 I 和 J 表 189.2 :梁 189 项和序列号 输出量名称 ETABLE 和 ESOL 命令输入 项目 我 ? FX SMISC 1 14 我的

SMISC 2 15 MZ SMISC 3 16 天晴 SMISC 4 17 SFZ SMISC 5 18 SFY SMISC 6 19 防爆 SMISC 7 20 奇 SMISC 8 21 KZ SMISC 9 22 TE SMISC 10 23 经济特区 SMISC 11 24 赛克 SMISC 12 25 区域

SMISC 13 26 BM SMISC 27 29 BK SMISC 28 30 SDIR SMISC 31 36 SByT SMISC 32 37 SByB SMISC 33 38 SBzT SMISC 34 39 SBzB SMISC 35 40 EPELDIR SMISC 41 46 EPELByT SMISC 42 47 EPELByB SMISC 43 48 EPELBzT

SMISC 44 49 EPELBzB SMISC 45 50 温度 SMISC 51-53 54-56 S: XX , XY,XZ LS CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPEL : XX , XZ , XY LEPEL CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTH : XX LEPTH AI [3], BI [4] AJ [3] ,BJ [4] EPPL : XX , XZ , XY LEPPL CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPCR : XX , XZ , XY LEPCR CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTO : XX , XY,XZ LEPTO CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTT : XX , XY,XZ LEPTT CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ]

Ci 和 Cj 是用于访问平均线元素的解决方案数量的序列号( LS , LEPEL , LEPPL , LEPCR , LEPTO 和 LEPTT )在 RST 段节点(节角节点,其中结 果是可用的) , 在元素节点 I 和 J 分别。 Ci 和 Cj 是只适用于当 KEYOPT ( 15 )

= 0。对于给定的截面角节点 nn 时, Ci 和 Cj 给出如下: CI = ( NN - 1 ) * 3 + COMP CJ = ( nnMax + NN - 1 ) * 3 + COMP 其中 nnMax 是 RST 节节点的总数量, 并 COMP 是应力或应变组分 (1 - XX , 2 - XY , 3 - XZ) 。 RST 节节点的位置可以被可视化与 SECPLOT , 6 。 DI 和 DJ 是用于访问非平均线元素的解决方案数量的序列号( LS , LEPEL , LEPPL , LEPCR , LEPTO 和 LEPTT )在 RST 截面的积分点(截面的积分 点, 其中结果是可用的), 分别为元素节点 I 和 J 的 DI 和 DJ 仅适用于当 KEYOPT ( 15 )= 1 。为第 i 个结合点(I = 1,2, 3,或 4 )在第细胞 NC, DI 和 DJ 给出如下: DI = ( NC - 1 ) * 12 + ( I - 1 ) * 3 + COMP DJ = ( ncMax + NC - 1 ) * 12 + ( I - 1 ) * 3 + COMP 其中 ncMax 是 RST 节细胞的总数,和 COMP 是应力或应变组分(1 - XX , 2 XY , 3 - XZ) 。 RST 节细胞的位置,可以可视化与 SECPLOT , , 7 。 Ai 和 Aj 分别用于访问平均线元件热应力数量 LEPTH 在 RST 段节点 (节角节点, 其中结果是可用的) ,在元素节点 I 和 J 的序列号。 Ai 和 Aj 是只适用于当 KEYOPT( 15 )= 0 。对于给定的截面角节点 nn 时, Ai 和 Aj 给出如下: AI = NN AJ = nnMax + NN 其中 nnMax 是 RST 节节点的总数。 RST 节节点的位置可以被可视化与 SECPLOT , 6 。 BI 和 BJ 是用于访问非平均线元件热应力数量 LEPTH 在 RST 截面的积分点(截 面的积分点,其中结果是可用的) ,分别为元素节点 I 和 J 的序列号。 BI 和 BJ 适用,只有当 KEYOPT ( 15 )= 1 。为第 i 个结合点(I = 1,2, 3,或 4 ) 在第细胞 NC, BI 和 BJ 给出如下: BI = ( NC - 1 ) * 4 + I BJ = ( ncMax + NC - 1 ) * 4 + I 其中 ncMax 是 RST 节细胞的总数。 RST 节细胞的位置,可以可视化与 SECPLOT , , 7 。 欲了解更多使用详情,请参阅打印和查看科成绩和悬臂梁例题。 横向剪应力输出 该 BEAM189 配方是基于三个应力分量: 一个轴向 2 剪切应力 的剪切应力被扭转和横向负荷引起的。 BEAM189 是基于一阶剪切变形理论, 也俗称为 Timoshenko 梁理论。横向剪切应变是恒定的横截面,因此,剪切的能 量是基于横向剪切力。 剪切力是通过在光束截面预定的剪切应力分布系数重新分 配,并可供输出的目的。默认情况下,该程序只输出所造成的扭转载荷的剪切应 力。使用 KEYOPT(4 ) ,以激活所引起的弯曲或横向载荷的剪切应力的输出。 横向切变分布的精度成正比的横截面造型(测定翘曲,剪切中心和其它部分的几

何属性) 的网格密度。在横截面的边缘牵引自由状态是满足仅在横截面的一个良 好的精制模型。 默认情况下,程序使用一个网格密度(为横截面模型) ,提供准确的结果扭转刚 度,翘曲刚度,惯性特性和剪切中心的决心。采用默认的网格也适用于非线性材 料的计算,但是,更精致的横截面模型可能是必要的,如果剪应力分布,由于横 向载荷必须非常准确地捕捉到。增大横截面网格尺寸并不意味着较大的计算量, 如果横截面是均匀的和相关的材料是线性的。使用 SECTYPE 和 SECDATA 命令 来调整横截面的网格密度。 横向剪切分布计算忽略了泊松比的影响。 泊松比影响剪切修正系数和剪切应力的 分布程度,并且这种影响将被忽略。 BEAM189 假定和限制 梁不能有长度为零。 在默认情况下( KEYOPT(1) = 0) ,翘曲抑制的效果被认为是微不足道的。 横截面故障或折叠不占。 正在转动自由度不包括在集中质量矩阵,如果节点位置偏移都存在。 该元件允许弯曲成员定义和线性弯曲力矩的变化。但是,如果一个立方为代表的 横向位移是必要的,成员最初直, ANSYS 公司推荐使用 BEAM188 与立方选项 ( KEYOPT ( 3 ) = 3 ) 。 该元件包括横向剪切的影响,并占束的初始曲率。 元素效果最好的全牛顿 - 拉夫逊解决方案计划(也就是默认选择的解决方案控 制) 。

BEAM189 3 -D 三节点梁 :MP ME ST PR PRN DS DSS < > < > < > < > PP EME MFS 产品限制 BEAM189 元素说明 该 BEAM189 单 元 适 合 于 分 析 细 长 到 中 等粗 短 / 厚 梁 结 构 。 该元 素 是 基 于 Timoshenko 梁理论,其中包括剪切变形效果。该元件提供无节制的翘曲和横截 面的受限制翘曲的选项。 该元素是在 3 -D 的二次三节点梁单元。用默认设置,六个自由度的发生在每一 个节点,这些包括在 x, y 和 z 方向和旋转围绕 x , y 和 z 方向的平移。一个 可选的第七个自由度(横截面的翘曲)是可用的。该元件是非常适合于线性,大

旋转,和/或大应变非线性应用。 该元件的应力刚,默认情况下,在与 NLGEOM ,ON 任何分析。所提供的应力 刚度使本单元能分析弯曲, 横向及扭转稳定问题(用特征值屈曲或折叠的研究与 弧长方法或非线性稳定) 。 弹性,塑性,蠕变等非线性材料模型的支持。与此元素类型相关联的横截面可以 是内置了部分引用一个以上的材料。 图 189.1 : BEAM189 几何

BEAM189 单元技术和使用建议 BEAM189 是基于 Timoshenko 梁理论, 这是一个一阶剪切变形理论: 横向剪切应 变是通过横截面恒定的,也就是说,横截面保持平面和变形后的失真。 该元件可用于纤细或粗壮的横梁。由于一阶剪切变形理论的局限,细长到中等厚 度的光束可以被分析。使用一个梁结构( GAL2 / (EI) )的长细比,判断该 元素的适用性,其中: ? 剪切模量 一 的横截面的面积 L 该成员的长度(而不是元素的长度) EI 抗弯刚度 使用一些全局距离的措施, 而不是在单个元素的尺寸立足它计算出的比率。下图 显示了悬臂梁受小费荷载横向剪切变形的估计。 虽然结果不能外推到其他应用程 序中,例如可以很好地充当一般准则。一个长细比大于 30 的建议。 图 189.2 :横向,剪切变形预测

长细比( GAL2 / ( EI ) ) 季莫申科δ / δ 欧拉 - 伯努利 25 1.120 50 1.060 100 1.030 1000 1.003 这些元素都支持横向剪切力和横向剪切应变之间的弹性关系。您可以使用

SECCONTROL 命令覆盖的横向剪切刚度的默认值。 BEAM189 不使用高阶的理论来解释变化的剪切应力的分布。使用固体元素,如 果这种影响必须加以考虑。 BEAM189 支持“内敛翘曲”分析,通过提供在每个梁节点第七自由度。默认情 况 下 , BEAM189 单 元 假 定 一 个 横 截 面 的 翘 曲 是 足 够 小 , 它 可 能 被 忽 略 ( KEYOPT(1) = 0) 。您可以通过使用 KEYOPT ( 1 ) = 1 激活自由的翘 曲程度。 随着自由激活的翘曲度, 每个节点有七个自由度: UX , UY , UZ , ROTX , ROTZ , ROTY 和翘曲。用 KEYOPT(1) = 1,双力矩和 bicurvature 输出。 不像其他的立方(埃尔米特)基于多项式的元素, BEAM189 是基于二次多项 式,因此,在规范的分布式压力负荷的偏移量是不 allowed.BEAM189 具有线性 弯曲力矩的变化。网格的细化建议,以适应这种负荷。 BEAM189 是计算效率 高,并具有超收敛性质对于网格细化。例如,二次光束具有 2 点高斯积分是已知 的相同的精度为埃尔米特元件。 在实践中, 当两个元素 “抑制翘曲” 走到一起成锐角, 则需要夫妇的位移和旋转, 但离开了面外翘曲脱钩。 这通常是由具有两个节点的物理位置和使用的适当的约 束实现的。这个过程是由 ENDRELEASE 命令,该命令解耦平面翘曲的出用于与 横截面相交的角度大于 20 度的任意的相邻的元件变得更容易(或自动) 。 BEAM189 允许改变在截面惯性属性轴向伸长的功能。默认情况下,该横截面面 积的变化,使得该元件的体积变形后得以保留。默认值是适用于弹塑性应用。通 过使用 KEYOPT ( 2 ) ,您可以选择保留的横截面不变或刚性。缩放不是一 般的非线性梁截面( SECTYPE , GENB )的选项。 为一致的负载向量, 比用于刚度矩阵采用较高阶积分规则质量矩阵和评价。这些 元素同时支持一致和集中质量矩阵。避免使用 LUMPM , ON 作为 BEAM189 是一个高阶的元素。 一致质量矩阵默认情况下使用。每单位长度的附加质量可以 是输入与 ADDMAS 部分控制。请参见“ BEAM189 输入汇总” 。 为扭转行为圣维南翘曲函数在未变形状态决定的, 是用来甚至屈服后确定剪切应 变。 没有选项可用于在变形的构造重新计算分析和可能的局部塑性屈服的横截面 中的横截面的扭转剪切配送。 因此, 大的非弹性变形, 由于扭转载荷应及时治疗, 并证实慎用。在这种情况下,使用固体或壳单元另类造型建议。 BEAM189 输入数据 几何形状,节点位置,坐标系和压力指示此元素如图 189.1 : BEAM189 几何。 BEAM189 是由节点 I,J 和 K 在全局坐标系中定义的。 节点 L 是一个优选的方式来定义的元素的定向。有关定位节点和梁划分网格的 信息,请参阅生成梁网凭借在建模和分网指南取向的节点。此外,请参阅二次单 元(中间节点)在同一手册,对用中间节点的。见 LMESH 和 LATT 命令描述的 自动生成●节点的详细信息。对于低阶光束的描述,请参阅 BEAM188 。 该元素也可以不朝向节点 L。在这种情况下所定义,该元素 x 轴是从节点 I(结 束 1)朝向节点 J 的(结束 2)定向。当无取向节点时,该元素 y 轴的默认方向 是自动计算的,以平行于全球 XY 平面。对于其中元件是平行于总体 Z 轴(或它 的 0.01 %的坡度范围内)的情况下,该元素 y 轴方向平行于全局 Y 轴(如图所 示) 。对于单元方向有关元素的 x 轴的用户控件,使用 L 节点选项。如果两个 都定义,定向节点选项优先。方向节点 L,如果使用的话,定义包含元素 x 和 z -

轴(如图所示)的平面(与 I 和 J) 。如果在一个大的偏转分析使用该元件,应 注意的取向节点的 L 的位置仅用于初始定向元件。 的自由度的数目取决于 KEYOPT 的值 (1) 。 当 KEYOPT ( 1 ) = 0 (默认) , 六个自由度发生在每一个节点。这些包括在 x, y 和 z 方向和旋转围绕 x , y 和 z 方向的平移。当 KEYOPT ( 1 )= 1 ,自由度(横截面的翘曲)的第七度 也被认为是。 该元件是在空间中的一维的线元素。经由 SECTYPE 和 SECDATA 命令分开设置 的横截面细节。 (见梁分析和横截面的结构分析指南中的说明。 ) A 节与梁 单元通过指定截面号( SECNUM )相关联。 A 节数是一个独立的属性。除了 恒定的横截面,你也可以通过使用锥选项上 SECTYPE 命令定义一个锥形截面。 (有关详细信息,请参阅定义变截面梁。 ) BEAM189 忽略了与 6.0 版以后的任何真正的常量数据。用于限定所述横向剪切 刚度看到 SECCONTROL 命令,附加质量。 单元输入摘要如下在“ BEAM189 输入汇总” 。 BEAM189 横断面 BEAM189 可以与这些横截面类型相关联: 它定义梁截面( SECTYPE , BEAM )的几何结构标准库部分类型或用户的 网格。梁的材料被定义成元素的属性(MAT ) ,或作为第积累部分(用于多材料 的横截面) 。 广义束横截面( SECTYPE , GENB ) ,其中广义应力广义应变的关系是直接 输入。 锥形束横截面( SECTYPE ,锥) ,其中一个标准库部分或用户定义网格梁的两 端。 标准库章节 BEAM189 是在使用 SECTYPE 和 SECDATA 若干节点数自动地设置有部分相关 的量(面积整合,位置等) 。每个部分被假定为九个节点的单元的预定数量的组 件。各横截面单元具有四个积分点和每一个都可以与一个独立的材料类型相关 联。 图 189.3 :横截面细胞

细胞在横截面的数目影响的部分特性和非线性应力 - 应变关系通过截面建模能 力的准确性。该元件具有集成的嵌套结构(沿长度和横截面) 。 当与元素相关联的材料具有弹性的行为或当温度在整个截面的变化, 构计算在截 面的积分点进行。 对于更常见的弹性应用,该元素使用的部分在单元积分点的预 先计算的性能。然而,应力和应变计算在输出通在部分节点。 如果该部分被分配子形状 ASEC ,只有广义应力和应变(轴向力,弯矩,横剪, 曲率,以及剪切应变)可用于输出。 3 -D 等高线图和变形形状都没有。该 ASEC 亚型显示只是一道薄薄的长方形来验证梁的方向。 BEAM189 对待 ASEC 如只 用一个横截面的积分点部分类型。 BEAM189 是用于分析组合梁有帮助的, (即,那些制成的两片或多片材料连 接在一起形成一个单一的,实心光束) 。件被认为是完全粘结在一起,因此,

光束表现为一个单一的部件。 多材料截面能力仅适用于其中一个光束行为的假设(季莫申科或伯努利 - 欧拉 梁理论)成立。 换句话说,支持哪些是现有的 Timoshenko 梁理论的简单扩展。它可能的应用, 如用于: 双金属片 梁用金属加固 传感器,其中不同的材料层已沉积 BEAM189 不考虑弯曲和扭转的截面刚度水平的耦合。 横向剪也视为非耦合方式。 这可能对层状复合材料和夹层梁一个显著的效果,如果上篮是不平衡的。 总是验证 BEAM189 的应用,无论是与实验或其他数值分析。由于核实后使用带 建成部分的内敛翘曲选项。 KEYOPT ( 15 )指定。 RST 结果文件的格式。对于 KEYOPT( 15 )= 0 , 该格式只提供一个在每个区段拐角节点平均的结果,因此,此选项通常适用于同 质部分。对于 KEYOPT ( 15 ) = 1 ,格式给出一个结果每个部分的结合点, 因此,这个选项通常适用于建成的部分与多种材料(并产生一个较大的结果文 件) 。 广义梁横断面 当使用一般的非线性梁截面, 无论是几何性质也不是明确指定的材料。广义应力 表示的轴向力,弯矩,扭矩和横向剪切力。同样,广义应变暗示的轴向应变,弯 曲曲率,扭转曲率和横向剪切应变。 (有关详细信息,请参阅一般非线性梁截 面)这是用于表示横截面行为的抽象方法,因此,投入往往由实验数据或其他分 析的结果。 一般来说, BEAM189 支持横向剪切力和横向剪切应变之间的弹性关系。您可 以通过 SECCONTROL 命令覆盖的横向剪切刚度的默认值。 当梁单元与一个广义光束( SECTYPE , GENB )截面类型相关联,横向剪切 力以横向剪切应变的关系可以是非线性弹性或塑料中,特别有用的,当柔性点焊 是能力建模。在这样的情况下, SECCONTROL 命令不适用。 变截面梁横断面 线性锥形束是通过指定在光束的截面的几何形状在全局坐标指定的每一端的标 准库部分或使用网格,然后线性内插,并在该元件进行评估定义。在结束点的部 分必须是拓扑一致的。 (有关详细信息,请参阅定义变截面梁。 ) BEAM189 负载 力施加在节点(其还定义了元素 x 轴) 。如果形心轴是不共线的元素 x 轴,施 加轴向力会引起弯曲。 施加的剪切力将引起扭应变和力矩,如果横截面的形心和 剪心是不同的。该节点,因此应设在哪里你想申请的力量点。使用 SECOFFSET 命令的 OFFSETY 和 OFFSETZ 参数适当。 单元载荷在节点加载中描述。 压力可以作为单元边界上的面载荷所表现出的圆圈 数字上图 189.1 : BEAM189 几何。正正常压力作用的元素。横向压力输入每 单位长度的力。结束“压力”是输入作为力量。 在该元件的两端上,温度可以被输入在这些位置: 在元素 x 轴(T (0,0) ) 在从 x 轴中的元素 y 方向(T (1,0) ) 1 单元

在从 x 轴中的元素 z 方向(T (0,1) ) 1 单元 BEAM189 几何:是元素的位置(T ( Y,Z) )根据图 189.1 中使用的惯例给 出。 对于梁单元,单元体装载命令( BFE )接受的元素数量和值的列表, 1 到 6 的温度德州仪器 ( 0,0 ) , 德州仪器 ( 1,0 ) , 德州仪器 ( 0,1) , TJ ( 0 , 0) ,TJ (1,0) ,和 TJ (0,1) 。这种输入可以用来指定温度梯度线性变化都 在横截面和沿所述元件的长度。 下面的默认值适用于元件温度输入: 之后,如果第一所有温度指定,它们默认为第一个。这种模式适用于均匀的温度 在整个元素。 (第一个坐标下,如果没有指定,默认为 TUNIF 。 ) 如果所有三个温度在节点 I 输入,所有的温度在节点 J 的是不确定的,在节点 J 的温度默认为相应的节点 I 的温度。 这种模式适用于温度梯度线性变化超过截面 而是沿着元件的长度保持恒定。 对于任何其它的输入方式,未指定的温度默认为 TUNIF 。 另外, 在温度节点 I 和 J 可以用结点体载荷 ( BF , NODE , TEMP , VAL1 ) 定义的。 当使用一个节点的身体负荷定义一个温度,温度均匀涂敷于在指定的节 点的横截面。 ( BF 命令输入不被接受在节点 K。 ) 您可以通过 ISTRESS 或 ISFILE 命令应用初始应力状态到此元素。 欲了解更多信 息,请参阅初始状态的基本分析指南中。 压力载荷刚度的影响, 会自动包含此元素。如果一个非对称矩阵是需要压力载荷 刚度效应,使用 NROPT , UNSYM 。 BEAM189 输入摘要 节点 I,J , K,L (定向节点 L 是可选的,但建议使用) 自由度 UX , UY , UZ , ROTX , ROTY , ROTZ 如果 KEYOPT ( 1 ) = 0 UX , UY , UZ , ROTX , ROTY , ROTZ , WARP 如果 KEYOPT ( 1 ) =1 部分中的控件 TXZ , TXY , ADDMAS (见 SECCONTROL ) ( TXZ 与 TXY 默认为 A * GXZ 和 A * GXY ,分别为,其中 A =横截面积) 材料特性 TB 命令:请参阅元素支持的材料模型,此元素。 MP 命令: EX , ( PRXY 或 NUXY ) , GXY , GXZ , ALPX , (或 CTEX ,或 THSX ) ,窝点, ALPD , BETD 面载荷 压力 面 1 ( I- J) ( -Z 法线方向) 面对 2(I -J ) ( -Y 法线方向) 面 3 (I- J) ( + X 切线方向) 面 4(I) (+ X 轴方向) 面 5 (J) (-X 轴方向) ---

I 和 J 分别表示端节点。 用于载入负值相反的方向。 发出 SFBEAM 命令来指定表面负荷。 分布式压力补偿不适用于脸部 1 , 2 ,和 3 。 体载荷 温度 T( 0,0) ,T (1,0) T( 0,1)在每个末端节点 特色 出生和死亡(需要 KEYOPT ( 11 ) = 1 ) 单元技术自动选择 广义的横截面 初始状态 大挠度 大应变 线性扰动 非线性稳定 应力刚化 KEYOPT ( 1 ) 翘曲自由度: 0六度每个节点自由,奔放的翘曲(默认) 1七度每个节点(包括翘曲)的自由。双力矩和 bicurvature 输出。 KEYOPT ( 2 ) 断面比例: 0断面调整为轴向拉伸(默认)的函数;仅适用于 NLGEOM , ON 已被调用 1部分被认为是刚性的(经典梁理论) KEYOPT ( 4 ) 剪切应力输出: 0只输出扭力相关的剪应力(默认) 1只输出弯曲相关的横向剪切应力 2输出先前的两种类型的结合状态。 KEYOPT( 6) , KEYOPT( 7)和 KEYOPT(9) 仅在 OUTPR , ESOL 处于激活状态: KEYOPT ( 6 ) 输出控制部分力量/力矩和应变/曲率: 0输出部分力量/力矩和应变/曲率沿长度(默认)集成点 1-

同 KEYOPT ( 6 ) = 0 ,加上当前部分地区 2同 KEYOPT ( 6 ) = 1 加元的基础方向(X, Y,Z ) 3外推到元素节点输出部分力量/力矩和应变/曲率 KEYOPT ( 7 ) 输出控制在截面的积分点(不可用时,部分亚型= ASEC) : 0无(默认) 1最大和最小应力/应变 2同 KEYOPT ( 7 )= 1 加应力和应变在每一节点 KEYOPT ( 9 ) 输出控制外推到元素和部分节点的值(不可用时,部分亚型= ASEC) : 0无(默认) 1最大和最小应力/应变 2相同 KEYOPT(9) = 1 加应力和应变沿横截面的外边界 3同 KEYOPT ( 9 ) = 1 加应力和应变在所有节点上节 KEYOPT ( 11 ) 设置部分属性: 0自动确定是否可以使用预先集成截面特性(缺省) 1使用部分的数值积分 KEYOPT ( 12 ) 锥形段处理: 0线性锥形截面分析;截面特性在每个高斯点(默认值)进行评估。这是更准确的, 但计算强度。 1平均横截面分析;带锥部分元素,截面特性仅在质心进行评估。这是目大小的顺 序的近似,然而,它比较快。 KEYOPT ( 15 ) 结果文件格式: 0在每一节角节点(默认)店铺平均结果。 1在每一部分的结合点存储非平均的结果。 (数据量可能会过度。此选项仅用于 有多种材料建成的部分通常是很有用的。 )

BEAM189 输出数据 与这些元素有关的结果输出有两种形式: 节点位移和反应包括在整个节点解 如表 189.1 所述附加的单元输出: BEAM189 单元输出定义 要查看 3 -D 变形形状 BEAM189 ,发出 OUTRES , MISC 或者 OUTRES ,静 态或瞬态分析 ALL 命令。 要查看 3 - D 模式的形状为一个模式或特征值屈曲分析, 必须扩大与元素的计算结果主动模式(通过 MXPAND 命令的 Elcalc = YES 选 项) 。 线性化应力 习惯上在梁设计采用了向轴向负荷,并分别在各个方向弯曲的轴向应力的部件, 因此, BEAM189 提供了一种线性应力输出作为其 SMISC 输出结果的一部分, 如下面的定义所示: SDIR 是应力分量由于轴向载荷。 SDIR = FX / A,其中 fx 是轴向负荷( SMISC 数量 1 和 14) ,A 为横截面的面 积。 SByT 和 SByB 被弯曲应力分量。 SByT = -MZ * YMAX /伊茨 SByB = -MZ * YMIN /伊茨 SBzT =我* ZMAX / IYY SBzB =我* ZMIN / IYY 在那里我, Mz 的是弯矩 ( SMISC 数量 2,15,3,16 ) 。 坐标 YMAX , YMIN , ZMAX 和 ZMIN 是最大和最小 Y,Z 坐标中的质心测量的横截面。值 IYY 和伊 茨是的截面惯性矩。 除了 ASEC 类型的光束的横截面, 该程序使用的最大和最小 横截面尺寸。 为 ASEC 型横截面的,在每个 y 和 z 方向上的最大值和最小值被假 定为 0.5 到-0.5 ,分别。 该组件株相应的定义是: EPELDIR =前 EPELBYT = -KZ * YMAX EPELBYB = -KZ * YMIN EPELBZT =肯塔基* ZMAX EPELBZB =肯塔基* ZMIN 其中前, 肯塔基州和 kz 为广义应变和曲率 ( SMISC 数量 7,8,9 , 20,21 和 22) 。 该报告强调严格只适用于成员的弹性行为。 BEAM189 总是采用综合应力,以 支持非线性材料的行为。 当元素与非线性材料相关的组件应力可能充其量算是线 性化近似,应谨慎解读。 单元输出定义表使用如下标记: 冒号( :)在名称列表示该项可以用分量名方法( ETABLE , ESOL )进行访 问。 O 列表示在 Jobname.OUT 文件的可用性。 R 列表示在结果文件的可用性。 无论 O 列或 R 列, “Y”表示该项总是可用的,一个数字指的是描述当该项的 条件表的脚注,而“ - ”表示该项不可用。 表 189.1 : BEAM189 单元输出定义

名称 定义 ? ? EL 单元号 ? ? NODES 单元连接 ? ? 太 物料编号 ? ? C.G. : X,Y ,Z 重力的中心元素 ? ? 区域 横截面的面积 1 ? SF : Y,Z 部分剪力 1 ? SE : Y,Z 部分剪切应变 1 ? S: XX , XY,XZ 部分点讲 2 ? EPEL : XX , XY,XZ 弹性应变 2 ? EPTO : XX , XY,XZ 部分点机械应变计( EPEL + EPPL + EPCR ) 2 ?

EPTT : XX , XY,XZ 部分的总点数株( EPEL + EPPL + + EPCR EPTH ) 2 ? EPPL : XX , XY,XZ 部分点的塑性应变 2 ? EPCR : XX , XY,XZ 部分点蠕变应变 2 ? EPTH : XX 部分点热应变 2 ? NL : EPEQ 累计等效塑性应变 4 NL : CREQ 累计等效蠕变应变 4 NL : SRAT 塑性屈服( 1 =主动屈服, 0 =不屈服) 4 NL : PLWK 塑性功/卷 4 NL : EPEQ 累计等效塑性应变 4 SEND :弹性,塑性,蠕变 应变能量密度 4 天晴 扭矩 ? ?

TE 扭转应变 ? ? KY,装置 Kz 曲率 ? ? 防爆 轴向应变 ? ? FX 轴向力 ? ? 我, Mz 的 弯矩 ? ? BM 翘曲双力矩 3 3 BK 翘曲 bicurvature 3 3 SDIR 轴向正应力 1 SByT 该元素+梁 Y 侧的弯曲应力 ? SByB 上的光束的元件-Y 侧的弯曲应力 ? SBzT 该元素+梁 Z 侧的弯曲应力 ?

SBzB 上的光束的元件-Z 侧的弯曲应力 ? EPELDIR 轴向应变在年底 ? EPELByT 的光束的元件+ Y 侧上的弯曲应变。 ? EPELByB 上的光束的元件-Y 侧弯曲应变。 ? EPELBzT 光束的元素+ Z 侧上的弯曲应变。 ? EPELBzB 上的光束的元件-Z 侧弯曲应变。 ? 温度 温度在所有部分角节点。 ? LOCI : X,Y ,Z 集成点位置 5 SVAR :1 ,2,... ,N 状态变量 6

见 KEYOPT ( 6 )说明 见 KEYOPT ( 7 )和 KEYOPT ( 9 )说明 见 KEYOPT ( 1 )的说明

可如果元素具有非线性材料。 仅当 OUTRES , LOCI 命令被使用。 仅当 USERMAT 子程序和 TB , STATE 命令的使用。 更多的输出是通过 PRESOL 和* GET , SECR 在 POST1 命令描述。 表 189.2 :梁 189 项和序列号列出使用序列号方法通过 ETABLE 输出可用。请 参阅本手册有关详细信息, 创建一个元素表的基本分析指南中,而该项目和序列 号表。表 189.2 :梁 189 项和序列号使用如下标记: 名称 如表 189.1 中定义的输出量: BEAM189 单元输出定义 项目 对于 ETABLE 预先确定的项目标签 I,J 在节点序列号为数据 I 和 J 表 189.2 :梁 189 项和序列号 输出量名称 ETABLE 和 ESOL 命令输入 项目 我 ? FX SMISC 1 14 我的 SMISC 2 15 MZ SMISC 3 16 天晴 SMISC 4 17 SFZ SMISC 5 18 SFY

SMISC 6 19 防爆 SMISC 7 20 奇 SMISC 8 21 KZ SMISC 9 22 TE SMISC 10 23 经济特区 SMISC 11 24 赛克 SMISC 12 25 区域 SMISC 13 26 BM SMISC 27 29 BK SMISC 28 30 SDIR SMISC 31 36 SByT

SMISC 32 37 SByB SMISC 33 38 SBzT SMISC 34 39 SBzB SMISC 35 40 EPELDIR SMISC 41 46 EPELByT SMISC 42 47 EPELByB SMISC 43 48 EPELBzT SMISC 44 49 EPELBzB SMISC 45 50 温度 SMISC 51-53 54-56 S: XX , XY,XZ LS CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPEL : XX , XZ , XY

LEPEL CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTH : XX LEPTH AI [3], BI [4] AJ [3] ,BJ [4] EPPL : XX , XZ , XY LEPPL CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPCR : XX , XZ , XY LEPCR CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTO : XX , XY,XZ LEPTO CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ] EPTT : XX , XY,XZ LEPTT CI 为[1] , DI [ 2 ] CJ [1] , DJ [ 2 ]

Ci 和 Cj 是用于访问平均线元素的解决方案数量的序列号( LS , LEPEL , LEPPL , LEPCR , LEPTO 和 LEPTT )在 RST 段节点(节角节点,其中结 果是可用的) , 在元素节点 I 和 J 分别。 Ci 和 Cj 是只适用于当 KEYOPT ( 15 ) = 0。对于给定的截面角节点 nn 时, Ci 和 Cj 给出如下: CI = ( NN - 1 ) * 3 + COMP CJ = ( nnMax + NN - 1 ) * 3 + COMP 其中 nnMax 是 RST 节节点的总数量, 并 COMP 是应力或应变组分 (1 - XX , 2 - XY , 3 - XZ) 。 RST 节节点的位置可以被可视化与 SECPLOT , 6 。 DI 和 DJ 是用于访问非平均线元素的解决方案数量的序列号( LS , LEPEL , LEPPL , LEPCR , LEPTO 和 LEPTT )在 RST 截面的积分点(截面的积分 点, 其中结果是可用的), 分别为元素节点 I 和 J 的 DI 和 DJ 仅适用于当 KEYOPT ( 15 )= 1 。为第 i 个结合点(I = 1,2, 3,或 4 )在第细胞 NC, DI 和 DJ 给出如下: DI = ( NC - 1 ) * 12 + ( I - 1 ) * 3 + COMP DJ = ( ncMax + NC - 1 ) * 12 + ( I - 1 ) * 3 + COMP 其中 ncMax 是 RST 节细胞的总数,和 COMP 是应力或应变组分(1 - XX , 2 XY , 3 - XZ) 。 RST 节细胞的位置,可以可视化与 SECPLOT , , 7 。

Ai 和 Aj 分别用于访问平均线元件热应力数量 LEPTH 在 RST 段节点 (节角节点, 其中结果是可用的) ,在元素节点 I 和 J 的序列号。 Ai 和 Aj 是只适用于当 KEYOPT( 15 )= 0 。对于给定的截面角节点 nn 时, Ai 和 Aj 给出如下: AI = NN AJ = nnMax + NN 其中 nnMax 是 RST 节节点的总数。 RST 节节点的位置可以被可视化与 SECPLOT , 6 。 BI 和 BJ 是用于访问非平均线元件热应力数量 LEPTH 在 RST 截面的积分点(截 面的积分点,其中结果是可用的) ,分别为元素节点 I 和 J 的序列号。 BI 和 BJ 适用,只有当 KEYOPT ( 15 )= 1 。为第 i 个结合点(I = 1,2, 3,或 4 ) 在第细胞 NC, BI 和 BJ 给出如下: BI = ( NC - 1 ) * 4 + I BJ = ( ncMax + NC - 1 ) * 4 + I 其中 ncMax 是 RST 节细胞的总数。 RST 节细胞的位置,可以可视化与 SECPLOT , , 7 。 欲了解更多使用详情,请参阅打印和查看科成绩和悬臂梁例题。 横向剪应力输出 该 BEAM189 配方是基于三个应力分量: 一个轴向 2 剪切应力 的剪切应力被扭转和横向负荷引起的。 BEAM189 是基于一阶剪切变形理论, 也俗称为 Timoshenko 梁理论。横向剪切应变是恒定的横截面,因此,剪切的能 量是基于横向剪切力。 剪切力是通过在光束截面预定的剪切应力分布系数重新分 配,并可供输出的目的。默认情况下,该程序只输出所造成的扭转载荷的剪切应 力。使用 KEYOPT(4 ) ,以激活所引起的弯曲或横向载荷的剪切应力的输出。 横向切变分布的精度成正比的横截面造型(测定翘曲,剪切中心和其它部分的几 何属性) 的网格密度。在横截面的边缘牵引自由状态是满足仅在横截面的一个良 好的精制模型。 默认情况下,程序使用一个网格密度(为横截面模型) ,提供准确的结果扭转刚 度,翘曲刚度,惯性特性和剪切中心的决心。采用默认的网格也适用于非线性材 料的计算,但是,更精致的横截面模型可能是必要的,如果剪应力分布,由于横 向载荷必须非常准确地捕捉到。增大横截面网格尺寸并不意味着较大的计算量, 如果横截面是均匀的和相关的材料是线性的。使用 SECTYPE 和 SECDATA 命令 来调整横截面的网格密度。 横向剪切分布计算忽略了泊松比的影响。 泊松比影响剪切修正系数和剪切应力的 分布程度,并且这种影响将被忽略。 BEAM189 假定和限制 梁不能有长度为零。 在默认情况下( KEYOPT(1) = 0) ,翘曲抑制的效果被认为是微不足道的。 横截面故障或折叠不占。 正在转动自由度不包括在集中质量矩阵,如果节点位置偏移都存在。

该元件允许弯曲成员定义和线性弯曲力矩的变化。但是,如果一个立方为代表的 横向位移是必要的,成员最初直, ANSYS 公司推荐使用 BEAM188 与立方选项 ( KEYOPT ( 3 ) = 3 ) 。 该元件包括横向剪切的影响,并占束的初始曲率。 元素效果最好的全牛顿 - 拉夫逊解决方案计划(也就是默认选择的解决方案控 制) 。


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