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1、ANSYS高级分析技术指南梁分析和横截面形状第七章梁分析和横截面形状梁的概况梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元可以效率更高的求解。两种新的有限元应变单元，BEAM188和BEAM189，提供了更强大的非线性分析能力，更出色的截面数据定义功能和可视化特性。参阅ANSYSElementsReference中关于BEAM188和BEAM189的描述。何为横截面？横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。ANSYS提供了有11种常用截面形状的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS建立
2、一个9结点的数值模型来确定梁的截面特性（lyy,lzz等），并求解泊松方程得到弯曲特征。下图是一个标准的Z横截面，示出了截面的质心和剪切中心以及计算的横截面特性：图8-1Z向横截面图横截面和用户自定义截面网格划分将存储在横截面库文件中。可以用LATT命令将梁横截面属性赋给线实体。这样，横截面的特性将在用BEAM188或BEAM189对该线划分网格时包含进去。如何生成横截面用下列步骤生成横截面：7-10ANSYS高级分析技术指南梁分析和横截面形状1．定义截面并与代表相应截面形状的截面号关联。2．定义截面的几何特性数值。ANSYS中提供了下表列出
3、的命令完成生成、查看、列表横截面和操作横截面库的功能：参阅ANSYSCommandsReference可以得到横截面命令的完整集合。定义截面并与截面号关联使用SECTYPE命令定义截面。下面的命令将截面号2与定义号的横截面形状（圆柱体）关联：命令：SECTYPE,2,BEAM,CSOLIDSECDATA,5,8SECNUM,2GUI:MainMenu>Preprocessor>Settings>-Beam-CommonSectsMainMenu>Preprocessor>-Attributes-Define>DefaultAttribs要定义
4、自己的横截面，使用子形状（ANSYS提供的形状集合）MESH。要定义带特殊特性如lyy和lzz的横截面，使用子形状ASEC。定义横截面的几何特性数值使用SECDATA命令定义横截面的几何数值。下面的命令将用SECTYPE命令定义的尺寸赋值给横截面。CSOLID形状有两个尺寸：半径和周长上的格栅数目。命令：SECDATA,4,6GUI:MainMenu>Preprocessor>Sections>-Beam-CommonSects用BEAM188/BEAM189单元划分线实体在用BEAM188/BEAM189单元划分线实体前，要定义一些属性，包
5、括：l要划分线的梁单元类型l生成梁单元的横截面特性号l以梁单元轴向为基准的横截面定位l生成梁单元的材料特性号使用LATT命令将这些属性与线实体关联：命令：LATT,MAT,,TYPE,,KB,,SECIDGUI:MainMenu>Preprocessor>-Attributes-Define>DefaultAttribsMAT与MP命令定义的材料特性相对应，材料号由MAT号指定。TYPE与ET命令定义的单元类型相对应，类型号由TYPE号指定。KB对应于模型中的关键点号。所生成梁单元的横截面与梁的两端点和该关键点定义的平面垂直。SECID与SE
6、CTYPE命令定义的梁横截面相对应，截面号由SECID号指定。使用梁工具生成横截面SECTYPE，SECDATA和SECOFFSET命令在GUI的路径都在梁工具（BEAM7-10ANSYS高级分析技术指南梁分析和横截面形状TOOL）中。梁工具的样式取决于所选择的梁横截面形状：梁工具的顶部是截面形状号[SECTYPE]，中部是截面偏移信息[SECOFFSET]，底部是截面几何形状信息[SECDATA]。SECDATA命令定义的尺寸图8-2梁工具（包括横截面显示）取决于所选截面形状。可以单击梁工具下的“Help”获取所选截面的帮助信息。在SECD
7、ATA也有截面形状尺寸的说明。控制横截面和用户网格库通用截面的数据，如CHAN和RECT，可以存储在横截面库中。用SECWRITE命令生成、存储包括用户划分网格的截面的横截面库。如果在另一个模型中使用横截面库，使用SECREAD命令读入。侧向扭转屈曲分析实例（GUI方式）ANSYSStructuralAnalysisGuide第七章详细叙述了屈曲分析。本例分析了悬臂梁在末端承受横向载荷时的行为。问题描述一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加载荷。本模型做特征值屈曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标
8、志为侧向的大位移）的临界载荷。问题特性参数本例使用如下材料特性：杨氏模量=1.0X10e4psi7-10ANSYS高级分析技术指南梁分析和横截面形状泊松比=0.0本
