ANSYS中BEAM188的使用方法.doc

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1、BEAM188 3-D2节点梁：MPMESTPRPRNDSDSS<><><><>PPEMEMFS产品限制BEAM188元素说明BEAM188适用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。该元件是一个线性，二次，或在三维立方体的两节点梁单元。BEAM188有六，七个自由度，每个节点。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。自由度（横截面的翘曲）的第七度是可选的。此元素是非常适合线性，大转角，和/或大应变非线性应用

2、。该元件的应力刚，默认情况下，在大挠度任何分析。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。关于本单元的更多详细信息，请参阅PIPE288-3-D2-节点管道中的机械APDL理论参考。图188.1：BEAM188几何  BEAM188单元技术和使用建议BEAM188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（即，横截面

3、保持平面和失真变形后）。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：Ğ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188.2：横向，剪切变形预测      长细比（GAL2/（EI））季

4、莫申科δ/δ欧拉-伯努利251.120501.0601001.03010001.003该元素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。BEAM188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。BEAM188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，BEAM188元素假设一个横截面的翘曲是足够小，可以忽略不计（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

5、的翘曲度，每个节点有七个自由度：UX，UY，UZ，ROTX，ROTY，ROTZ和翘曲。用KEYOPT（1）=1，双力矩和bicurvature输出。当KEYOPT（3）=0（直链的，缺省值），BEAM188是基于线性形状函数。它使用了一个点沿长度一体化，因此，所有元素的溶液量是恒定的沿着长度。例如，当SMISC量是在节点请求的I和J的质心值被报道为两个端节点。建议此选项，如果元件被用作加强筋，它是必要的，以保持与一阶壳元件（如SHELL181）的相容性。唯一不变的弯矩可以准确地使用此选项来表示。网格细化，通常需要在典型的应用。

6、当KEYOPT（3）=2（二次），BEAM188具有插值方案的内部节点，有效地使这种基于二次形函数梁单元。两点一体化的使用，从而导致元件溶液量沿长度线性变化。线性变化的弯矩精确表示。当KEYOPT（3）=3（立方米），BEAM188具有两个内部结点，并采用立方体形状的功能。二次变弯矩精确表示。三个点沿长度方向积分的使用，导致元素溶液量沿长度二次变异。与典型的立方（埃尔米特）配方，三次插值用于所有位移和转角。二次和三次选项时，建议高阶元素插值是理想的情况下：该元素具有锥形横截面相关。不均匀的载荷（包括锥形分布荷载）的元素内的存在

7、，在这种情况下，立方选项给出在二次选项优异的结果。（对于部分分布荷载和非结点荷载，只有立方选项才有效。）该元素可以进行高度不均匀变形（例如，当在土木结构个别框架构件建模与单元素）。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）。BEAM188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

8、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。两个局限性与BEAM188二次方程和三次股权相关：虽然元件采用高阶插值，BEA