梁單元截面偏置(用戶自定義位置)計算方法
對于梁單元和殼單元而言,ANSYS默認單元中心為截面幾何中心,有的時候為更好的符合實際受力模型,很多時候需要對所建立的單元進行截面偏置。特別針對于框架結構建模過程中,如果要進行精細化的建模,如何計算各個截面的偏置距離是一大問題。對于初學者來說,這個是不斷調試的過程或者甚至不管,今天就簡單闡述下如何計算梁單元的截面偏置距離以及方向。
計算主要分為以下幾個步驟:
一、確定幾何直線的方向,直線方向確定了單元坐標系中的X方向
二、確定關鍵點方向,也即確定單元坐標系的Z方向
三、根據右手螺旋定則確定單元坐標系的Y軸,畫出截面的YOZ平面,確定偏置距離。
截面偏置APDL命令為secoffset,user,注意該命令是指截面從截面原點偏置的距離,不同的截面形式其原點位置也不同,例如ANSYS help就以一個槽鋼為例,并說明其原點位置位于左下角處,但矩形截面有所不同,其截面原點位于幾何中心處。其他截面形式的原點也不盡相同。
實例:建立如下小框架的有限元模型,要求梁柱平齊。

以CD梁為例,說明其截面偏置計算。假定在建模的過程中幾何直線的方向為從C到D(如果不是,可以修改線的方向),方向點選擇A點,則CD梁單元的單元方向以及截面偏置計算如下:

圖中X表示計算點,根據其與原點的位置,可知其具體坐標為(-300,-125),同理,其他梁和柱的位置坐標如下所示:

根據截面偏置距離類型,進行截面歸類以及標識,如下所示:

結構建模:
finish
/clear
/prep7
et,1,beam189
et,2,shell181
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2600e-12
!=================
!截面定義
sectype,1,beam,rect
secdata,600,250
secoffset,user,-300,-125
.
.
.
!================
!結構幾何建模
blc4,,,3600,3600
k,5,0,0,-3600
l,5,1
lsel,s,,,5
lgen,2,all,,,3600
lgen,2,all,,,,3600
nummrg,all
!================
!截面屬性賦值
lsel,s,,,1
latt,1,,1,,,4,1
.
.
.
!================
!劃分單元及截面顯示
allsel,all
lesize,all,,,3
lmesh,all
allsel,all
/eshape,1

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