1D單元的案例
【NX Nastran單元庫】3.1 1D單元介紹（補充梁的平面彎曲理論）
線單元，也稱作1D單元，用于表示桿和梁的特性。1D單元用于描述兩個節點之間直線或曲線結構的剛度。典型的應用
包括梁結構、加強筋、拉索、支撐裝置、網格連接等等。
NX
Nastran 中的1D
單元包括： CBAR、CBEAM、CBEND、CONROD、CROD、CTUBE、CVISC。
桿單元支持拉伸、壓縮和繞軸線的扭轉，但不支持彎曲。梁單元包括彎曲，NX
Nastran 還區分了“簡單”梁和“復雜”梁。
?
簡單梁使用CBAR單元建模，要求梁的橫截面屬性一致。CBAR單元還要求剪切中心與中性軸重合。因此，可能發生扭曲（warp）的梁不能用CBAR單元建模，如開口槽形截面梁。
?
復雜梁使用CBEAM單元建模，CBEAM單元包含CBAR的所有特征及一些其他的特征。CBEAM單元允許橫截面沿軸線漸變（楔形），中性軸和剪切中心可以不重合，橫截面可以發生扭曲。
補充：
1、兩個節點之間直線或曲線結構的剛度（stiffness
along a line or curve between two grid
points）。為什么要說“直線或曲線”，
而不是只講直線？對于曲線，把網格畫的足夠細，不就可以用直線代替了嗎？這里是為了體現CBEAM和CBEND這兩種單元的區別。對于曲桿、彎梁或彎管等
中心線彎曲的結構，如果用CBEAM單元模擬，結果會剛度偏大，用CBEND單元更合適。當然，如果模型不是太大的話，也可以用2D或3D單元。
2、中性軸。根據平面假設，梁彎曲時，頂部“纖維”縮短，底部“纖維”伸長，由縮短區到伸長區，其間必存在一長度不變的過渡層，稱為中性層。中性層與橫截面的交線稱為中性軸。
3、平面彎曲。
變形后，梁的軸線成為一條平面曲線。
展開 hyperworks小白，1D梁單元與殼單元該如何連接呢，求問？這位移也太大了
hyperworks小白，1D梁單元與殼單元該如何連接呢，求問？這位移也太大了
Rbe2與Rbe3單元的區別 ￥5
目錄
前言
問題1. Rbe2和Rbe3哪個適合做約束施加中心，哪個適合做載荷施加中心？... 1
問題2. Rbe2和Rbe3力的分配是中心點平均分配到各連接節點上嗎？... 1
問題3. Rbe2和Rbe3中心點不在連接點所在平面的正中心會影響力的分配嗎？... 1
一、主、從點關系... 2
二、連接方法與約束... 2
三、載荷——力... 3
例子1. 兩端分別兩個網格單元，中間用如圖所示的1D單元連接... 3
關于例子1的拓展：... 5
猜想1——例子2. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，中心點在圓孔正中心... 5
猜想2——例子3. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，中心點不在圓孔正中心... 5
例子4. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 6
例子5. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 7
施力位置在單元平面內 向垂直力的方向偏移... 7
例子6. 圓孔中心通過1D單元連接施加力，力方向垂直于單元法向... 7
施力位置沿單元法向偏移 再沿力的方向偏移... 7
例子7. 實體單元... 8
四、載荷——扭矩... 10
例子8. 扭矩. 10
五、總結... 11
---------------------------------以下正文----------------------------------------
前言
問題1. Rbe2和Rbe3哪個適合做約束施加中心，哪個適合做載荷施加中心？
有經驗的CAE工程師，會建議我們，施加約束時，使用Rbe2單元，施加載荷的時候使用Rbe3單元。
這種說法正確嗎？
為什么？
問題2.
展開 汽車CAE仿真知識點整理
劃分單元，每條線一個單元
結果如下：
需要設置非線性迭代卡片，輸出卡片、工況等關鍵字才能起作用。這部分是求解器的內容了，有興趣的可以下載下面的例子進一步學習。
案例下載鏈接如下 ?
https://pan.baidu.com/s/1z_Cluj42Oy9xrLj6U4uzxg
RBE2單元
RBE2是剛性單元，在1D > rigids面板創建
Calculate node也可以切換為選擇任意一個模型中的點（通常是不屬于任何網格的節點）
右側的6個自由度選項是控制從屬節點的自由度（獨立節點總是具有6個自由度）
RBE2常用于載荷加載和模型連接，也經常和其它單元組成復雜焊點
RBE3單元
RBE3是加權單元，加權的方式取決于各個從屬節點weight的值
RBE3在1D > rbe3面板創建
RBE2轉換為RBE3
使用1D > config edit面板
RBE3轉換為RBE2
使用1D > config edit面板
1D單元
1D單元有桿和梁兩大類
最簡單的1D單元是桿單元，桿對應于實際結構中的絎架，典型結構如下圖柳州白沙大橋的拉索
桿單元可以抗拉、抗壓、抗扭，但是不能抗彎，所以定義桿單元的時候需要提供材料、截面形狀。
在HyperMesh中創建桿單元的步驟如下
Step 1. 創建材料
Step 2. 創建截面
Step 3. 創建屬性
Step 4. 將屬性賦給component
Step 5. 在面板區1D > rods面板創建桿單元
這樣就創建了一個桿單元
接下來做一個有趣的例子。
展開 
技術小貼士：如何使用RFlexGen將Beam單元轉為RFlex體
Beam單元（1D單元）可以被轉換為RFlex體（僅限于RecurDyn支持的單元類型）。該信息位于“幫助文檔”的“Supporting elements”類別中。
有兩種方法可以使用RFlexGen創建rfi文件。一種是使用外部程序創建的柔性體，并生成rfi文件，另一種是直接通過RecurDyn創建的FFlex柔性體創建。
1.轉換外部文件時，支持以下文件類型。
1D單元是Beam類型的柔性體，2D單元是Shell類型的，3D單元是Solid類型的。每種類型都可以被進一步細分，支持的格式是基于Nastran文件格式規定的。
2.基于RecurDyn創建的FFlex體，使用RFlexGen創建的情況如下：
選擇Curve的body，運行mesh，當執行mesh操作后，確保網格類型是Beam2。
RFlex轉為RFlex Beam（使用G-Manager）
可以通過G-Manager輕松實現Rigid, FFlex以及RFlex三種狀態的轉換。
如果將Target Body設置為RFlex，則可以選擇是使用RFlexGen還是使用以前創建的rfi文件進行轉換。如果rfi文件不可用，請選擇“Swap using RFlexGen”，然后單擊G-Manager窗口中的“RFlexGen”按鈕運行RFlexGen。單擊“Execute”按鈕創建rfi文件后，將返回到“G-Manager”窗口。G-Manager窗口中的“Execute”按鈕將先前選擇的FFlex主體轉換為RFlex主體。
Swap using RFI file
如果用戶已經使用RFlexGen創建了一個rfi文件，或者有現成的rfi文件。
展開 使用hyperworks中常會遇到的錯誤-持續完善中
-----------------僅用于學習交流，不用于營利
error-1
解決方法：刪除報重復的單元。
error-2
解決方法：部件材料及屬性已賦予，但是材料中未定義任何參數，如楊氏模量、泊松比、密度等或者材料定義出現錯誤，重新定義材料即可。
error-3
解決方法：材料屬性定義出現錯誤，重新定義好材料屬性即可。
error-4
用optistruct計算模態時出現如下錯誤
解決方法：發現錯誤的范圍是出現在1D單元中的rigid單元rbe2，是在進行rigid單元連接時出現某個或某幾個rigid單元連接的是同一個component上的某個單元的相鄰兩個節點;似乎還有其他原因后續持續完善。
error—5
一個節點同時不能作為兩個rbe2的從節點。節點id 24980同時為2個rbe2的從節點。tool/numbers/nodes/by id確實可以精確定位該節點并刪除之；在tool/check elems/1-d/connectivity 查出有多少個1d單元存在連接問題 。shift＋f2刪除對應節點，或者用ue打開文件進行刪除。
error—6
進行模態分析時出現的問題：
解決方法：好象是剛性單元3917和1307有多余約束自由度，具體原因后續持續完善。
展開 5月29-30日 北京+線上 | Hypermesh機械結構強度分析及網格劃分
課程大綱
大綱
課程受益
主要內容
有限元分析概述
了解Hypermesh
及其優勢
1、有限元分析流程
2、Hypermesh簡介
3、Hypermesh優勢
Hypermesh
基礎知識
軟件入門、熟悉用戶
界面、理解模型組織
管理方式、熟悉顯示與隱藏控制
1、Hypermesh入門
2、Hypermesh用戶界面
3、面板菜單的使用
4、模型的組織管理
5、顯示控制
幾何清理
掌握幾何清理
方法與技巧
1、CAD接口
2、曲面及體的拓撲關系
3、Hypermesh幾何創建及編輯功能
4、中面抽取
5、幾何清理方法及實例
2D網格劃分
掌握2D網格劃分的
方法與技巧
1、Automesh網格劃分及實例
2、2D單元質量檢查
3、2D單元質量修正
4、批處理劃分網格Batchmesh
5、Batchmesh實例
實體網格
劃分
掌握實體網格劃分的
方法和技巧
1、實體創建編輯與網格劃分實例
2、復雜六面體網格劃分及實例
3、四面體網格劃分及實例
1D單元
創建
掌握1D單元創建
方法與技巧
1、1D單元劃分
2、Connector工具
展開 基于MATLAB和ANSYS的有限元分析 ￥10
章節介紹：
第1節：有限元分析的基本概念
01有限元分析的基本概念
001課程簡介
002基本定義
003應變和應力
004有限元分析中的商業程序
第2節：1D應用桁架單元 (truss element)
001 1D應用桁架單元 (truss element)關鍵公式
002 1D應用桁架單元 (truss element) (MATLAB)
003 1D Truss element_ Example 1 (ANSYS)
004 1D桁架單元 (truss element)_示例1_后處理和比較
005 1D桁架單元 (truss element)_示例2(MATLAB)
006 1D桁架單元 (truss element)_示例2(ANSYS)
007 1D桁架單元 (truss element)_示例2_后處理和比較
第3節：2D應用桁架單元 (truss element)
001 2D應用桁架單元 (truss element)關鍵公式
002 2D應用桁架單元 (truss element) -示例1-(MATLAB)
003 2D應用桁架單元 (truss element) -示例1-(ANSYS)
004 2D桁架單元 (truss element)_示例1_后處理和比較
005 2D桁架單元 (truss element)_示例2(MATLAB)
006 2D桁架單元 (truss element)_示例2(ANSYS)
007 2D桁架單元 (truss element)_示例2_后處理和比較
展開 Hypermesh為ANSYS創建梁單元（三） ￥1
本節通過Hypermesh提取實體梁的截面作為1D梁單元的截面。
圖1實體梁
圖2beam188梁單元
圖2是將提取的實體梁截面賦予beam188梁單元后的效果，藍色是1D梁單元，綠色是原來的實體梁，兩者完全重合。
通過該方法建立梁單元的關鍵點是梁截面的提取和賦予1D梁單元時梁截面方向的控制。
有限元分析的底層邏輯是什么？
[圖片] 有限元方法正是基于第二種策略，即通過將復雜問題劃分為多個簡單的“單元”，在每個單元上使用簡單的基函數進行逼近，從而實現對復雜函數的有效近似。所以有限元分析的最主要內容，就是研究單元。
有限元分析的基本流程
具體而言，有限元分析的基本步驟包括：
1. 選擇合適的單元類型
根據問題的維度（1D、2D或3D），選擇不同的單元類型。例如，1D問題可以使用桿單元或梁單元，2D問題常用三角形或矩形單元，3D問題可以使用四面體或六面體單元等。這也是網格劃分在有限元分析中比較重要的原因。
2. 建立單元的剛度矩陣
每個單元都有自己的剛度矩陣，它是基于單元的幾何特征、材料屬性和選擇的插值函數（例如，線性、二次等）來構造的。剛度矩陣通常是通過能量原理來推導的，常用的方法有虛功原理、最小勢能原理等。通過這些原理，可以導出單元內的平衡方程，從而得到單元的剛度矩陣。
下面簡要介紹幾種常見單元的剛度矩陣推導方法:
2.1 1D 單元（如桿單元）
對于二維問題，常用的單元包三角形單元（如3節點三角形單元）和矩形單元。
對于1D問題，常用的單元是桿單元（桿、梁等），它的剛度矩陣推導可以通過虛功原理來實現。 假設桿單元是線性的，材料為均勻彈性材料。 步驟：
位移場：假設單元內的位移場是線性的，可以表示為：
??(??)=??1(??)??1+??2(??)??2
其中 ??1(??)
和 ??2
是形函數，??1
和??2
分別是單元兩端的節點位移。那什么是形函數呢？，可見最后面附錄說明。
應變能：通過應變能公式
??=12∫????(??)??(??)????
計算， 其中應變??(??)
和應力 ??
通過材料的楊氏模量 ??
和截面面積??
表示。
展開 【iSolver案例分享70】標準規定帶預制裂紋的三點彎曲試樣的靜力學分析
將遠離三點彎曲試樣一側的180°單元進行刪除，選擇element，再選擇delete，之后選擇對應單元進行刪除，刪除后如圖所示。
接著將壓頭單元拉伸為實體，選擇element，再選擇extrude，選中壓頭單元，在type中選擇planar element to solid，將面網格拉伸為體網格，參數選擇為每層0.2mm，拉伸5層的方式進行拉伸。
接下來需要刪除多余單元，在過程中建立的多余單元有多段線的1D單元和將面拉伸成體用的2D單元。需要對這兩類單元進行刪除。選擇element，再選擇delete，再在網格篩選器中選擇2D elem，再框選所有單元進行刪除，同理選擇1D單元進行刪除。
刪除之后的模型如圖所示。
之后設置金屬材料屬性，材料屬性需要輸入密度、泊松比、模量、塑性應力應變曲線如下：
之后再設置截面屬性為固態均質，材料設置為steel。
再建立set，由于所有單元均為steel且為實體單元，所以將所有單元設置為一個set。
再給所有單元賦截面屬性，如圖所示。
再在裝配中建立實例，組裝模型。
再建立靜態分析步，如圖所示。
再給下側壓頭固定約束，給上側壓頭1000N集中力載荷。
完成之后提交job進行求解。
4.結果對比
Isolver中位移結果如下所示。
Abaqus中位移結果如下所示。
由以上結果云圖分析可知，iSolver和abaqus兩個求解器對同一模型分析的結果同一性較好，三點彎曲試樣位移結果對應完全一致。
展開 
Hypermesh基礎操作11（單元類型的查看與修改方法）
本次分享主要內容：介紹如何查看單元類型及單元類型的修改。
有思考過在有限元仿真世界里為什么存在那么多種類的單元嗎？單元的最基本意義是什么呢？……單元之于有限元仿真是最基礎的存在，沒有單元的存在便也無法實現有限元仿真，就像細胞之于生物一樣。
用對單元類型才能幫助我們更準確的進行仿真計算，尤其是在HM中，它是前處理軟件，在打開軟件時總會有一個界面讓我們選擇對應的求解器，每個求解器都有自己的單元庫，因此用對單元是計算不出錯的最基本操作。對于一個新晉仿真工程師而言，從一個求解器轉換至其他求解器后時常會出現這樣的問題。如：結構仿真組的模型需要給到安全被動仿真組后的仿真模型轉換。
單元類型的查看
在工具欄中有個ABC圖標激活后可以在操作界面中顯示rigid單元、0D和1D單元的類型名稱。
查看2D、3D單元則需要在elem types工具里進行操作。選擇要查看的單元，然后點擊review即可看到單元此時的類型名稱。
單元類型的修改
修改單元類型也可以在elem types中進行操作，config edit同樣也能實現修改單元類型，默認快捷鍵圖標。不論是在1D、2D還是3D面板中右下角都有這兩個工具。
elem types
工具下修改單元類型：點擊對應的單元初始類型，然后會彈出功能選項浮窗，這里面就可以選擇其他單元類型進行修改，再點擊update即可修改單元類型。如圖中將CQUAD4轉換為CQUADR。1D和3D單元也是類似操作。
展開 汽車卷收器模型建立
二、卷收器建模
1.對于卷收器的建模，主要模擬它的功能，在LSDYNA中用1D單元進行模擬
2.在Analysis→safety→0D elems→Retractor建立
3.卷收器具體參數需要在Solver面板中查看
4.SBRID、SBRNID為卷收器ID以及卷收器節點ID
5.SBID為卷收器出口第一個1D安全帶單元ID（卷收器節點與安全帶單元一端共
位置(Coincident)但不共節點(Equivalence)）
6.SID1-4為調用的傳感器ID
7.TDEL為傳感器觸發后延時設置（模擬真實情況下傳感器觸發后卷收器的反應
時間），設置為0.01s,可以根據具體產品情況設置。
8.PULL為傳感器觸發后到卷收器鎖止時安全帶可以拉出的長度，設為40mm，可以根據具體產品情況設置。
9.LLCID和ULCID為加載卸載曲線（拉出量-力），也就是位移-力曲線
10.LFED出口長度，設置為12
11.Numseatbelts卷收器內1D安全帶單元數量
三、安全帶傳送器建模
1.安全帶傳感器建模 Analysis→0D elem→Sensors
2.安全帶傳感器發出信號后然后經過延時卷收器鎖止
3.四種傳感器
（1）加速度傳感器
（2）拉出速率傳感器
（3）時間傳感器
（4）兩點之間距離傳感器
因為四種傳感器關鍵字都比較簡單，可以直接查詢關鍵字手冊，故不做介紹，這里直接采用最簡單的時間傳感器，設置觸發時間為0.05s
四、加載卸載曲線
1.加載曲線橫軸第一個點50N為初始拉力（回收力）。
2.一般情況拉出長度越多，回收力越大。
3.如果要模擬限力功能，只需要修改加載曲線，如限力5000，只需
縱軸后面都為5000N即可（如圖將7000和10000改為5000）。
展開 Hypermesh-Lsdyna卷收器模型建立
二、卷收器建模
1.對于卷收器的建模，主要模擬它的功能，在LSDYNA中用1D單元進行模擬
2.在Analysis→safety→0D elems→Retractor建立
3.卷收器具體參數需要在Solver面板中查看
4.SBRID、SBRNID為卷收器ID以及卷收器節點ID
5.SBID為卷收器出口第一個1D安全帶單元ID（卷收器節點與安全帶單元一端共
位置(Coincident)但不共節點(Equivalence)）
6.SID1-4為調用的傳感器ID
7.TDEL為傳感器觸發后延時設置（模擬真實情況下傳感器觸發后卷收器的反應
時間），設置為0.01s,可以根據具體產品情況設置。
8.PULL為傳感器觸發后到卷收器鎖止時安全帶可以拉出的長度，設為40mm，可以根據具體產品情況設置。
展開 LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹23—Group的定義
1）建立Auto Update Group Set（自動更新組集），類型為Property ID：自結合中包含定義時所選的網格，并自動對所選網格按類型（1D單元、2D單元、3D單元）分類，每一類為一個Group。
2）利用Trap（套索）功能選取需要的網格，定義Group
3）利用Different功能定義網格，去兩個選擇Group的差集作為新的Group
附有源文件和操作視頻
百度網盤鏈接http://pan.baidu.com/s/1pJuOgv5
（受到上傳文件大小的限制，該目錄下“23Grouping.zip“）
LMS Virtual.Lab Durability交流群，群號：83853780 歡迎各位入群討論交流。
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