此页面上的内容需要较新版本的 Adobe Flash Player。

获取 Adobe Flash Player

当前位置:首页>>广州有道有限元>>ANSYS有限元分析

Ansys Beam单元详解——BEAM54(一)

2012-11-01 11:34  by:结构设计分析培训  来源:广州有道有限元

Ansys Beam单元详解——BEAM54(一)

 

BEAM54

BEAM54 — 2-D 弹性 锥状非对称(Tapered Unsymmetric)梁

MP EM PP ED

元素描述

BEAM54 单轴的元素,能承受拉压与弯曲。 此元素每个节点上有3个自由度:沿 x y 轴的位移和绕 z 轴的转动。元素允许具具有不对称的端面结构,并且允许端面节点偏离截面形心位置。 如果你并不需要这些特性那么可以选用均质对称的BEAM3元素。 此元素不具有塑性,潜变,膨胀(plastic, creep, or swelling )的特性。(如果需要这些)特性可以使用 BEAM23, 这是一个二维, untapered, 塑性梁元素。 但(BEAM54)包含有应力强化。可以参见三维锥状非对称梁 BEAM44

扭转变形(shear deformation 和弹性基础(elastic foundation)是(模块)购买选项。 另一个选项是在元素坐标系下打印力的图形。详见 ANSYS Theory Reference 14.54

图示 1. BEAM54 2-D 弹性锥状非对称梁

输入数据

元素的坐标系统,几何形状,节点位置均由 BEAM54所示。 元素的正方向(x-axis)是在全局x-y坐标平面中(或平行于其的坐标平面中),从节点I 指向节点J 。元素的实常量有:截面面积,截面惯性矩,极限层距离形心的距离,the offset distances,剪切偏转量。 其中转动惯量 (IZ_) 是元素的主要截面数据。如果环带效应(hoop effects)可以被忽略那么此元素可以用于轴对称分析,比如说螺栓,开缝的圆柱体等。 在做360度的全轴对称分析时,截面面积和转动惯量是必须输入的。

剪切偏转量SHEARZ)是可选的。 在忽略剪切偏转的分析中 SHEARZ 必须为零。 剪切比(GXY) 只用于剪切分析。详见 Shear Deflection 偏移常量 (DX_, DY_) 定义截面形心相对于节电位置的偏移。 偏移量是相对于元素坐标系中的节点位置的正偏移。切变面积 (AREAS_)仅用于切变分析中。 切变面积通常小于实际截面积。

如果端点2上的AREA_, IZ_, HY__, AREAS_ 这些实常量不输入的话则默认为端点1的值。 此外,顶端(top)距端点 1(的距离) HYT1,默认为底端(bottom)距端点 1(的距离) HYB1 并且顶端距端点2(的距离为) HYT2,默认为顶端距端点1(的距离)HYT1 距离均取到形心的正值。弹性基础刚度(elastic foundation stiffness (EFS) )的定义为一个单位产生一安(unit)的正偏移。 如果EFS定义为零的话,就可以去掉这项属性。元素的初始应力 (ISTRN) /L来定义,在这里 长度变化量, L (由节点 I J 的位置定义) 是零应力长度。初始应力也应用刚度矩阵的计算中,均使用一次累加递代。单位长度上的质量可以由ADDMAS 来输入。

Node and Element Loads.中有元素负载描述。压力是作为面负载加在元素表面上的,可见 BEAM54中的带圈数字(的描述)。 带圈的数字指明了(加载的)面的位置。正压力为(垂直)元素产生。侧压力的输入则为长度方向的集度。 端点压力则直接输入力。 KEYOPT(10) 允许锥状侧压力偏移节点。温度作为体负载在 BEAM54中由4所示。温度 T1 默认为 TUNIF。如果其他温度均相关联则默认为T1。如果只有T1 T2 输入, T3 默认为T2 T4默认为 T1 在其他输入情况中,关联温度均默认为 TUNIF

KEYOPT(9), 用于控制中节点的输出。有下面的情况时无效:

· 打开了应力强化[SSTIF,ON]

· 不只一个件有角加速度[OMEGA]

· 具有用CGOMGA, DOMEGA, DCGOMG 命令施加的角加速度或加速度。

Input Summary中有元素输入的一个概要描述。Element Input中提供详细描述。

BEAM54 输入概要

Element Name

 

BEAM54

Nodes

 

I, J

Degrees of Freedom

 

UX, UY, ROTZ

Real Constants

 

AREA1, IZ1, HYT1, HYB1, AREA2, IZ2, HYT2, HYB2, DX1, DY1, DX2, DY2, SHEARZ, AREAS1, AREAS2, EFS, ISTRN, ADDMAS

Material Properties

 

EX, ALPX, DENS, GXY, DAMP

Surface Loads

 

Pressures -

 

face 1 (I-J) (-Y normal direction),

face 2 (I-J) (+X tangential direction),

face 3 (I) (+X axial direction),

face 4 (J) (-X axial direction) (use negative value for loading in opposite direction)


Body Loads

 

Temperatures -

 

T1, T2, T3, T4


Special Features

 

应力强化,大变形,单元生与死(Stress stiffening, Large deflection, Birth and death

KEYOPT(6)

 

0 -

 

不输出力项(No member force printout

1 -

 

在元素坐标系中打印力与力矩(Print member forces and moments in the element coordinate system


KEYOPT(9)

 

用于控制节点 I J 之间 的附加输出。

N -

 

输出N点的值(N = 0, 1, 3, 5, 7, 9)


KEYOPT(10)

 

仅用于用 SFBEAM命令施加的锥形负载。

0 -

 

负载在单位长度上的偏移。

1 -

 

负载在长度百分比上的偏移 (0.0 to 1.0)


如果SHEARZ = 0.0, 则认为y方向上没有剪切变形。 AREAS1 AREAS2 仅在切应力计算时用。

输出数据

单元解的输出有两种:

· 节点位移解包含于节点解中。

· 元素附加解请见 元素输出定义

某些项目在 应力输出中举例说明。 在每个截面上,计算结果有轴向应力和两个弯曲应力组成。由这三个值估算出最大应力和最小应力。 如果此元素 KEYOPT(6) = 1 ,则6项力和力矩(每个端点3) 能被打印 (在元素坐标系中)。元素的正方向由通过截面积形心定义。 首位两端的中间结果的输出由 KEYOPT(9)来控制。在 Solution Output中给出了解的通用描述。详见 ANSYS Basic Analysis Guide

图示 2. BEAM54 应力输出

元素输出表格中所用的符号:

冒号(:)表示可以由[ETABLE, ESOL]的形式获取。 O 列表是存在于 Jobname.OUT中。 R 列表示存在于结果文件中。

O R 列中, Y 表示该项肯定有, 数字则表示注释条件下获得, " -- " 表示不存在此项。

1. BEAM54 元素输出定义

Name

Definition

O

R

EL

元素号(Element Number

Y

Y

NODES

节点(Nodes - I, J

Y

Y

MAT

材料编号(Material number

Y

Y

VOLU:

体积(Volume

--

Y

XC, YC, ZC

解的位置(Location where results are reported

Y

4

TEMP

温度(Temperatures T1, T2, T3, T4

Y

Y

PRES

压力(Pressures P1 在节点 I,J; OFFST1(偏移??) I,J; P2 I,J; OFFST2 I,J; P3 I; P4 J

Y

Y

SDIR

轴向应力(Axial direct stress

1

1

SBYT

+Y方向的弯曲应力(Bending stress on the element +Y side of the beam

1

1

SBYB

-Y方向的弯曲应力(Bending stress on the element -Y side of the beam

1

1

SMAX

最大应力(Maximum stress (direct stress + bending stress)

1

1

SMIN

最小应力(Minimum stress (direct stress - bending stress)

1

1

EPELDIR

端点轴向弹性应变(Axial elastic strain at the end

1

1

EPELBYT

+Y方向弹性弯曲应变(Bending elastic strain on the element +Y side of the beam

1

1

EPELBYB

-Y方向弹性弯曲应变(Bending elastic strain on the element -Y side of the beam

1

1

EPTHDIR

轴向热应变(axial thermal strain at the end

1

1

EPTHBYT

+Y方向的热弯曲应变(Bending thermal strain on the element +Y side of the beam

1

1

EPTHBYB

-Y方向的热弯曲应变(Bending thermal strain on the element -Y side of the beam

1

1

EPINAXL

轴向初始应变(Initial axial strain in the element

1

1

SXY

平均弯曲(Average shear (Y-方向)

2

2

MFOR(X, Y)

元素坐标系中的力偶(Member forces in the element coordinate system

3

Y

MMOMZ

元素坐标系中的力矩(Member moment in the element coordinate system

3

Y

1. 此项由端点 I 过渡到端点 J (可见 KEYOPT(9))

2. 仅在定义了 AREAS1 AREAS2 时方输出。

3. 如果 KEYOPT(6) = 1

4. 仅在用*GET 获取了形心时方有用。

相关标签搜索:Ansys单元详解  Ansys梁分析  有限元定义  有限元法  广州有限元培训  solidworks培训  CAD培训  ansys培训  solidworks  proe培训  运动仿真  有限元FEA  

编辑

姓      名:

培训课程:

联系电话:

联系Q Q:

请留下您的有效联系方式,以便我们能联系到您 ^v^

验证码: 验证码

客服在线请直接联系我们的客服,您也可以通过上面的方式进行在线报名,我们会及时给您回复电话,谢谢!

广州总部:广州市东风东路733号羊城同创汇编辑楼12楼

电话:020-83322285

137-1124-1980

培训QQ咨询:

项目QQ咨询:

点击图标或添加QQ:503841570

E-mail:fea@020fea.com

广州详细交通线路 >>>

东莞分公司: 东莞市莞城区莞太路34号创意产业园11号楼5楼

手机:133-3285-6491

培训QQ咨询:

项目QQ咨询:

点击图标或添加QQ:503841570

E-mail:fea@020fea.com

东莞详细交通线路 >>>

佛山分公司:佛山市禅城区季华一路28号智慧新城T15栋4楼401A

手机:133-3285-6491

培训QQ咨询:

项目QQ咨询:

点击图标或添加QQ:2459395568

E-mail:fea@020fea.com

佛山详细交通线路 >>>