梁?jiǎn)卧S力的案例
第一篇梁單元的軸力圖 （理論計(jì)算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法） ￥10
第一篇梁?jiǎn)卧?/em>的軸力圖
（理論計(jì)算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法）
篇幅內(nèi)容僅針對(duì)自我學(xué)習(xí)總結(jié)展示，并希望給軟件初學(xué)者帶來(lái)一定啟發(fā)。
結(jié)構(gòu)有限元仿真中有兩種一維單元：桁架與梁
桁架單元：僅承受軸力作用；如二力桿。由于只在軸向承受拉/壓載荷，所以只需要定義截面面積；應(yīng)力和變形均與截面形狀無(wú)關(guān)。ABAQUS 6.14-4中對(duì)應(yīng)單元為truss T2D2；ANSYS 18.0中對(duì)應(yīng)單元為link180。
梁?jiǎn)卧?/em>：可承受軸向拉/壓載荷，具有承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的能力。由于可承受扭轉(zhuǎn)、彎曲等組合變形，梁?jiǎn)卧?/em>需要定義截面形狀。ABAQUS與ANSYS對(duì)應(yīng)均為beam單元。
孫訓(xùn)芳先生的《材料力學(xué)》例題2-1：一等直桿及其受力情況如下圖，試作桿的軸力圖。
由于桁架單元僅能承受拉/壓載荷；而梁?jiǎn)卧?/em>可承受拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)的組合變形，梁?jiǎn)卧?/em>可承受的載荷類(lèi)型更為復(fù)雜，故此篇通篇采用梁?jiǎn)卧?/em>作為分析。
展開(kāi) ABAQUS實(shí)體、殼、梁單元的軸力、剪力、彎矩的提取方式及準(zhǔn)確性驗(yàn)證 ￥8
在ABAQUS中，對(duì)結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件進(jìn)行受力分析除了分析應(yīng)力云圖之外，通常還需要對(duì)部件的軸力、剪力或彎矩的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。本帖基于以下的實(shí)體solid、殼shell、梁/beam（truss）模型，分別提取這三類(lèi)模型的軸力、剪力、彎矩，并與理論計(jì)算相結(jié)合，驗(yàn)證提取結(jié)果的準(zhǔn)確性，并解釋相應(yīng)有限元的計(jì)算原理。
計(jì)算模型
梁?jiǎn)卧?/em>計(jì)算結(jié)果
實(shí)體單元計(jì)算結(jié)果
殼單元計(jì)算結(jié)果
帖子內(nèi)容概況
abques鋼管混凝土柱-型鋼梁節(jié)點(diǎn)，在梁端用位移加載，柱頂施加軸力，為什么軸力變大就不收斂呢？怎么解決？
abques鋼管混凝土柱-型鋼梁節(jié)點(diǎn)，在梁端用位移加載，柱頂施加軸力，為什么軸力變大就不收斂呢？怎么解決？
木網(wǎng)殼雙節(jié)點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)動(dòng)受軸力影響的自定義連接單元-UCEL ￥200
（1）基于ABAQUS UEL子程序接口創(chuàng)建了此單元；
（2）基于WE-P理論分析模型編寫(xiě)的子程序關(guān)系。
在Workbench 中提取實(shí)體單元某一個(gè)面上的軸力剪力
關(guān)于實(shí)體單元的軸力剪力等在ansys經(jīng)典版本中可以通過(guò)surface operation 查看應(yīng)力再積分得出。在workbench中，其實(shí)我們也可以通過(guò)建立surface 來(lái)查看應(yīng)力并通過(guò)對(duì)面積分求出來(lái)。下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明。
第一步： 建一個(gè)懸臂梁，梁的尺寸為30*20*200mm，其中一邊固定，另一邊施加載荷軸向1000N和切向100N。
第二步：運(yùn)算結(jié)束后，首先在需要提取力的面上建立局部坐標(biāo)系。（這里通過(guò)建立不同位置的局部坐標(biāo)系則可以查看不同位置的力）
第三步：建立surface面。選中model，則可以在工具欄選construction geometry 。再插入surface即可，選擇剛才建立的坐標(biāo)系。
第四步：提取各個(gè)應(yīng)力。具體操作見(jiàn)圖。
第五步：查看應(yīng)力。這里提取了x應(yīng)力及xy應(yīng)力。
第六步：求解軸力及剪力。這里我們需要的是應(yīng)力的average值。通過(guò)幫助文件可知，workbench中的平均值是通過(guò)積分面再除以面得到的。所以直接用平均值乘以面就可以得出軸力和剪力。所以軸力
F=1.6667*30*20=1000.02N ；Ft=0.16667*30*20=100.002N 與理論值1000N及100N誤差很小，因此這里我們提取的力和實(shí)際相符。
如果要提取其他的力可以通過(guò)這個(gè)辦法，先參考第四步提取應(yīng)力再得出力的方式獲取。
展開(kāi) ANSYS Workbench如何獲取實(shí)體單元某截面的剪力和軸力
其實(shí)在workbench中原理和classi一樣，也是通過(guò)建立結(jié)構(gòu)面，投影結(jié)果并積分求解而來(lái)，依然以前文的懸臂梁為例來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明。
第一步：建立該懸臂梁，并求解，如下。
第二步，在我們需要查看內(nèi)力截面位置處建立局部坐標(biāo)系，這里我們建立中間位置處截面，如下所示：
第三步，建立求解面。選擇Model,可以在工具欄中選中construction geometry，插入surface，坐標(biāo)系選擇我們剛才建立的坐標(biāo)系。
第四步，提取各個(gè)應(yīng)力，也即是投影節(jié)點(diǎn)應(yīng)力到我們的面上。選擇我們需要投影的節(jié)點(diǎn)力，點(diǎn)擊worksheet,然后在表格中右鍵 create user defined results.這兒我們提取SXZ和SZ，來(lái)獲取我們Y方向剪力和Z方向軸力。
第五步，觀察應(yīng)力，并計(jì)算內(nèi)力。
注意提取的時(shí)候要注意選擇SURFACE。
SXZ應(yīng)力分布：
SZ應(yīng)力分布：
我們這個(gè)截面的最終內(nèi)力也即是 該截面的平均應(yīng)力乘以我們的面積。
比如：
剪力
FY=66667*0.3*0.5N=10KN
這是與理論結(jié)果較為符合的。
細(xì)心的小伙伴可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，為什么這里只說(shuō)了WORKBENCH獲取軸力和剪力的方法，彎矩怎么獲取呢？
因?yàn)樗缫策€不知道~~~場(chǎng)面一度十分尷尬。有興趣的歡迎可以一起研究討論哦~~~
展開(kāi) 有限元分析問(wèn)題探討（四） ￥1
目錄
1、繪制梁?jiǎn)卧?/em>的軸力、剪力彎矩圖
2、Ansys workbench聯(lián)合ANSYS經(jīng)典后處理
3、屈曲分析詳解及操作案例
4、VB調(diào)用Ansys聯(lián)合編程操作案例（以熱結(jié)構(gòu)耦合為例，VB控制輸入?yún)?shù)，附代碼，VB6+Ansys14）
1、繪制梁?jiǎn)卧?/em>的軸力、剪力彎矩圖
定義路徑---先創(chuàng)建構(gòu)造幾何體，定義路徑---再在構(gòu)造幾何體下創(chuàng)建路徑
再確定查看梁的剪力-彎矩圖。它是beam results中下拉菜單的最后一個(gè)選項(xiàng)，設(shè)置內(nèi)力圖的細(xì)節(jié)
得到位移圖，彎矩圖和剪力圖
得到軸力圖
該圖中，最上面的是剪力圖，中間的是彎矩圖，最下面的是位移圖，相當(dāng)于材料力學(xué)中提到的撓曲線(xiàn)圖。
可見(jiàn)，ANSYS WORKBENCH用一種簡(jiǎn)單的方式直接給出了剪力圖，彎矩圖，相比傳統(tǒng)的經(jīng)典界面而言，的確直觀很多。
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