關注公眾號：“CAE之道”，享受專屬答疑服務，精彩文章不錯過。

       上一篇文章講了Solid-Beam單元的連接的一種形式 —  等截面模型的連接。但在設計過程中，我們還可能會遇到類似于下圖的這種結構：

       同樣，如果沒有那個孔，我們可以使用兩段不用截面的beam模型進行計算，但是開了孔，我們該怎么處理呢？同樣，我們還是使用上一篇文章介紹過的兩種方法：

       方法一：對整個結構使用Solid單元進行分析；

       方法二：大截面部分使用Solid單元，其余位置使用Beam單元。

       同樣，為了比較不同單元類型連接后的精度，筆者建立了兩個靜力學項目：一個是全部使用Solid單元進行分析的模型 solid；另一個是使用Solid單元和Beam單元連接起來分析的 solid_beam。

       Step1：打開workbench，建立兩個結構靜力學項目，分別將其命名為“solid_beam”和“solid”，并導入建立的幾何模型。

       Step2：雙擊“solid_beam”項目的Geometry，打開SCDM模塊。

       Step3：在SCDM模塊中，使用圖示箭頭所指幾何面切割方形梁。

       Step4：在SCDM模塊中，在粗方形梁上做一個 與細方形梁截面積相同的映射面。

       Step5：在SCDM模塊的Prepare中，使用Extract命令來抽取細方形梁的線體模型。

       Step6：回到Workbench中，雙擊Model，進入Mechanical。

       Step7：點擊模型樹中的Connections，選擇Body-Body中的Fixed，建立一個固定副。在Details of ******中，將Reference中的Scope選擇為線體模型的一個端點；將Mobile中的Scope選擇為實體模型的一個端面上的映射面，并將Behavior設置為Deformable。

       Step8：網格劃分。自由網格劃分，網格尺寸5mm。

       Step9：施加載荷和邊界條件。一端施加-Y方向500N的力，另一端固定。

       Step10：后處理設置。

點擊solution（B6），將Post Processing中的Beam Section Results設置為Yes，這樣就可以輸出梁單元的截面結果（如Mises應力等）了。

       Step11：求解。

       Step12：后處理。

       提取計算結果文件中的整體變形、整體應力和圓孔面上的應力如下。

       1.整體變形。提取變形結果，我們發現：最大變形量為0.883mm，且Solid單元和Beam單元連接位置處的變形是協調的。

       2.整體應力。提取應力結果，我們發現：最大應力值為13.889 MPa 。

       3. 圓孔面上的應力。應力最大值為3.58MPa（此結果非精確結果，如想得到精確結果需要進一步細化網格）。

二、solid計算。

       為了與solid-beam模型計算的結果進行比較，計算時我們使用與solid-beam模型相同的材料模型、單元尺寸和類型、載荷、邊界條件。

       計算完成后，提取計算結果文件中的整體變形、整體應力和圓孔面上的應力如下。

       1.整體變形。提取變形結果，我們發現：最大變形量為0.873mm。

       2.整體應力。提取應力結果，我們發現：最大應力值為20.181 MPa （應力奇異位置，應力值失真）。

       3. 圓孔面上的應力。應力最大值為3.583MPa（此結果非精確結果，如想得到精確結果需要進一步細化網格）。

通過對比兩次計算的結果發現：

       1）全部使用Solid單元進行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進行分析， 計算結果幾乎完全一致；（整體應力最大數值的大小和位置，使用solid單元計算存在應力奇異，不進行比較）。

       2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進行建模相比，節點數量大大減少， 顯著 降低了計算量。

三、連接原理。

       詳見上篇文章 《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。

至此，本文完結。

歡迎大家點擊在看和轉發支持！掃描二維碼關注公眾號，一起聊聊力學和有限元那點兒事。