【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元

變截面梁單元在工程設計中經常使用,例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁,在一些高聳結構如煙囪,旗桿等,變截面梁也極為常見。

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖1

在通用有限元abaqus中,實際上是存在變截面梁單元的,只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現,本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。

(1)分別定義變截面梁兩端的profile

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖2

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖3

    (2)建立梁section,選擇截面積分為before analysi,然后選擇截面沿長度變化為Tapered,接著指定start 端和 end 端的profile,并輸入相應的材料屬性。(如果是B31B32單元需要定義橫向剪切剛度,一般在1e10左右數量級,也可參考幫助文檔的公式進行具體計算,如果需要輸出梁截面的應力,則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置

  

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖4

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖5

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖6

    其他按照普通梁單元的方式進行定義即可,以上就是定義變截面梁單元的具體步驟,使用變截面梁單元需要注意以下幾點:

(a)即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大,如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0,則軟件會報錯表明截面相差太大。

(b)變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。

(c)對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下,需要對每個梁單元分別指定不同的section,如果只定義整個幾何梁的首端和末端,可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”,如下圖所示:

【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元的圖7

               

 

 

以上,就是abaqus中變截面梁單元的定義,具體操作視頻可關注公眾號 有限元術  查看

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