beam(梁單元)的案例
基于beam188單元的梁單元模擬，共計21個梁理論模型 ￥50
之前做了基于beam3做了，梁的理論計算，但是無法輸出應力，
這次改用beam188做，邊界條件復雜了。
彎矩
附件beam188.rar，
基于beam3單元的梁單元模擬，共計21個梁理論模型 ￥30
對于不同邊界條件的梁模擬，共計21個模型
仿真分析結果
理論計算模型與apdl命令流，見附件
Hypermesh為ANSYS創建梁單元（三） ￥1
如下圖為導入Hypermesh中的實體梁，截面為非對稱，即截面在任何方向上都沒有對稱軸。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。
展開 ANSYS beam54單元描述變截面梁的例子
用ANSYS beam 54單元描述變截面梁的例子
! Example of tapered unsymmetric beam 54 in ANSYS
! 作者：陸新征, 清華大學土木系，
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
[Money=10]
!
finish
/clear
/PREP7
A_HYT1=0.4 !A端
A_HYB1=0.1 !A端
B_HYT1=0.2 !B端
B_HYB1=0.1 !B端
OFFSET=0.5 !偏移
!*
ET,1,BEAM54
!*
!*
*SET,_RC_SET,1,
R,_RC_SET,0.08,0.0010666666666667,A_HYT1,A_HYB1,
RMODIF,_RC_SET,9,0,-OFFSET,
RMODIF,_RC_SET,14,0,
RMODIF,_RC_SET,5,0.2*0.2,0.2*0.2**3/12,B_HYT1,B_HYB1,
RMODIF,_RC_SET,11,0,-OFFSET,
RMODIF,_RC_SET,15,0,
RMODIF,_RC_SET,13,0,
RMODIF,_RC_SET,16,0, , ,
!
展開 
『分享』ANSYS動力學分析的幾個入門例子
基本過程：
1、建模
2、靜力分析
NLGEOM,ON
STRES,ON
3、求靜力解
4、開始新的求解：modal
STRES,ON
UPCOORD,1,ON 修正坐標
SOLVE...
5、擴展模態解
6、察看結果
/PREP7
ET,1,BEAM189 !使用beam189梁單元
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,210e9
MPDATA,PRXY,1,,0.3
MPDATA,DENS,1,,7850
SECTYPE, 1, BEAM, RECT, secA, 0 !定義梁截面secA
SECOFFSET, CENT
SECDATA,0.005,0.01,0,0,0,0,0,0,0,0
K, ,,,, !建模與分網
K, ,2,,,
K, ,2,1,,
LSTR, 1, 2
LATT,1, ,1, , 3, ,1
LESIZE,1, , ,20, , , , ,1
LMESH, 1
FINISH
/SOL !靜力大變形求解
ANTYPE,0
NLGEOM,1
PSTRES,ON !
展開 ANSYS WORKBENCH中關于轉子動力學的新功能介紹
一般使用一維模型計算，比如轉子使用BEAM188梁單元，軸承使用combi214。也可使用三維單元計算，但因計算量巨大，一般不選用3D模型。近年來發展起來的二維軸對稱諧波單元可以說比較好的兼顧了模型的精度和計算速度。之前的ANSYS版本一般都是在經典版本中使用二維軸對稱諧波單元，ANSYS WORKBENCH中也可使用二維軸對稱諧波單元，需要命令行來輔助完成，操作性不好。
現在ANSYS WORKBENCH在新版本中可以使用二維軸對稱諧波單元進行計算[1]，筆者也對該新功能進行學習。比如在進行轉子臨界轉速計算時，使用MODAL分析模塊，需插入symmetry,然后在symmetry下插入general axisymmetric，見圖1.
圖1 General Axisymmetric
需要對general axisymmetric中進行參數設置，見圖2.根據需要可選擇Nodal Planes的數量。
圖2 general axisymmetric中參數設置
以上設置好后就可進行計算，在ANSYS WORKBENCH中可方便查看計算結果，比如坎貝爾圖，見圖3。
圖3 坎貝爾圖
參考
^轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承 https://www.yqgqt.org.cn/post/1913385
展開 管道熱應力分析-
一、模型的建立
管道的模型，如下圖1所示，中間部位管道模型的數學表達式為:
V0=L0×COS（X/2π）
單元采用梁單元Beam188單元，beam188單元是二節點三維線性梁單元，當keyopt（1）=1時，會具有第7個自由度—翹曲量。Beam188單元能夠用于線性分析、大偏轉、大應力的非線性分析。Beam188單元包含應力剛度，在默認情況下，在某些分析中由NLGEOM=ON。
圖1 有限元模型
二、模型的加載和求解控制
求解時，固定beam188梁單元的兩邊，給模型施加相應的溫度載荷。在求解的過程中，打開大變形選項，同時采用子載荷步的方式加載溫度。
三、模型的變形和應力
圖2 中心節點位移隨溫度的變化曲線
如圖2所示為我們求得的梁中心節點的位移隨溫度的變化曲線。可知，隨著溫度的增加，中間節點的位移先緩慢增加，繼而快速增加，最后緩慢增加。相應位移的變化效果圖如下圖所示。原因是當溫度增加時，由于梁的變形小，熱膨脹作用力在豎直方向小，因此豎直位移隨溫度的增加緩慢增加；當梁的豎直位移增加后，熱應力在梁的豎直方向上迅速增加，A點的位移迅速增加，此時可認為梁發生屈曲，梁發生屈曲后，隨著溫度的增加，A點的豎直位移緩慢增加，熱膨脹作用力此時帶動梁兩邊的豎向位移。
圖3 梁節點的位移隨溫度增加的效果圖
四、結論
模型中，在施加的工程中，我們改變管道的截面的相關尺寸，來優化管道的受力情況，以使管道具有較大的剛度，在受熱膨脹的過程中不發生屈曲。同時，我們也可以模擬工程上不同的彎曲程度對管道熱膨脹的影響。
展開 基于Mechanical ANSYS的排障器強度分析
排障器結構見下圖，排障器包括排障器梁、排障板、撒砂安裝組成，排障器梁通過上方4個Φ14安裝孔與轉向架栓接，采用M12的螺栓。另外，排障板、撒砂安裝組成采用M8的螺栓與排障器梁連接。
上述結構都是薄板結構，因此采用shell63單元模擬。為了較為準確的模擬螺栓連接，本模型排障器梁上的所有安裝孔不做簡化處理。為了提高網格質量，模型對圓孔區域進行了切割處理，處理結果如下圖，綠色為排障板、藍色為排障器梁三視圖、黃色為撒砂安裝組成。
利用上圖模型進行網格劃分，得到結果如下圖。
1）排障器所有板材采用shell63模擬，二位撒砂安裝座為3mm厚，撒砂安裝座與高度調整板重疊部分板厚為8mm（3mm+5mm），其余板材為5mm。板材之間焊縫采用粘接近似。
2）排障板、排障器梁、撒砂安裝組成之間螺栓采用beam188梁單元，其中與構架連接螺栓為M12，其余螺栓M8。Beam188與shell63間采用剛性連接模擬。
3）排障板與排障器梁之間接觸面積較大，而且在承受載荷時，兩者之間不僅僅通過螺栓傳遞載荷，因此在兩者之間采用了contact pair。
4）單元數量12550，節點數量9509，網格大小5~10mm。所有板材采用Q355GNH，屈服強度為355MPa，抗拉強度為490MPa。
5）邊界條件為：對連接構架M12螺栓（beam188）的構架端進行全自由度約束，見下圖。根據EN13749確定超常載荷工況見表1，對整體施加慣性載荷。另外，為了驗證排障板能承受的最大沖擊力，定義特殊載荷工況見表2，按下圖施加壓力載荷。壓力Fz作用于一個接近中心的位置節點，與排障板上一定范圍的節點剛性連接，從而傳遞載荷，見下圖。由于模型對稱性，所有沿x方向載荷僅需考慮正值。
展開 ADAMS 板簧工具箱 建模指導規范(附板簧工具箱插件） ￥39.9
1.2 LeafTool 模擬原理及參數
LeafTool 中用離散的梁單元進行模擬:將鋼板彈簧的各片分成若干段,各段之間用無質量的梁連接起來。對于鋼板彈簧之間及鋼板彈簧與彈簧夾之間的接觸用ADAMS中提供的接觸力來定義。板簧參數主要包括板簧的幾何參數、離散的梁單元、襯墊和彈簧夾。
1）板簧的幾何參數；
板簧工具箱支持dat（*.dat）和lef（*.lef）文件保存格式。其中dat（*.dat）為舊版本的文件格式，建議使用lef（*.lef）格式的文件，lef（*.lef）格式文件由OG ProfileGenerator 生成。lef（*.lef）文件為tiem orbit 格式，文件中包含每片板簧的厚度，包括前部分和后半部分。
a.板簧基本尺寸（寬度、厚度等）；
b. Eye：卷耳類型（berlin，up，down，見圖1-2 示），卷耳半徑。
2) 板簧中離散梁單元；
LeafTool 中用離散的梁單元進行模擬:將鋼板彈簧的各片分成若干段,各段之間用無質量的柔性梁連接，如圖1-3 示。
a. 梁單元的特性(Ixx、Iyy、Izz 和A)由指定的片簧寬度和厚度自動計算得到；
b. 梁單元的間距L，由用戶界面輸入得到；
c. 用戶可以通過參數定義對話框修改材料特性；
當仿真分析的剛度曲線與實際試驗提供的剛度參數不一致時，需要對板簧模型進行調校，打開參數對話框，對beam 梁單元的彈性模量、剪切模量、結構阻尼等參數進行修改，表1-1 是梁單元參數的默認值。
d. 柔性梁原理；
柔性梁是一個無質量的相同截面的柔性連接，按照Timoshenko（鐵木辛柯梁理論）來傳遞兩個標記點之間力和力矩，如圖1-4、圖1-5 示，詳細計算見表1-2。
展開 案例23-使用梁單元的風機葉片模態分析
線性插值（KEYOPT(3)=0）和精細網格的BEAM188單元模型
2. 立方插值（KEYOPT(3)=3）和粗網格的BEAM188單元模型
3. 使用SHELL281單元建模的3D參考模型
建模
使用BEAM188模型建模：
1. 生成葉片代表截面的幾何模型
本問題中幾何模型由DesignModeler建立，根部包含前兩個圓形截面（#1和#2之間的區域），根部只由蒙皮材料構成。
兩個截面（#3和#4）在相同的位置定義，而#4截面和剩余截面包含所有三種截面要素（蒙皮，翼梁和抗剪腹板），#3截面只包含蒙皮，因為#3和#4在拓撲上重合，需要在#2和#3之間定義一個過渡部分，連接根部部分和機翼部分。
機翼部分從#4開始到#9結束。
2. 劃分截面幾何
截面幾何用四邊形八節點單元（KEYOPT(1)=7）MESH200劃分，并在截面內不同的組分給定合適的材料類型。截面網格輸出到外部文檔中（SECWRITE），下列例子展示了如何將#1截面的網格數據輸出：
3. 定義梁截面類型常數，每個有一個子類型
梁單元截面網格子類型由SECTYPE定義，截面網格從前一步儲存的網格導入。
4.定義7個逐漸變窄的梁截面類型
使用前面定義的梁截面常數，定義7個梁單元截面截面類型為TAPER，然后將截面賦給葉片的多個部分（根部，過渡部分和翼型部分）的梁單元。
5.生成葉片模型的線表
線段末端定義了恒定梁截面，所以沒有被截面分離的單元。
6. 生成梁單元網格
生成了兩種BEAM188單元網格，一種為線性插值（KEYOPT(3)=0）和精細網格的BEAM188單元模型，另一種為立方插值（KEYOPT(3)=3）和粗網格的BEAM188單元模型。
展開 ls-dyna知識（下）
1.4 單元
1.4.1 單元類型
LS-DYNA有7種單元類型：
(1) LINK160：桁架單元
(2) BEAM161：梁單元
(3) SHELL163：薄殼單元
(4) SOLID164：塊單元
(5) COMBI165：彈簧與阻尼單元
(6) MASS166：結構質量
(7) LINK167：纜單元
所有顯式動力單元為三維的，每種單元都可用于幾乎所有材料模型，都有幾種不同算法，均具有一個線性位移函數，目前尚沒有具有二次位移函數的高階單元。每種顯式動力單元缺省為單點積分。
1.4.1.1 LINK160 單元
3D 圓桿單元用來承受軸向載荷，用 3 個節點定義單元，第 3 個節點用來定義桿的初始方向，見圖 1.1。
1.4.1.2 BEAM161 梁單元
由于不產生應變，此 3D 梁適用于剛體旋轉，用 3 個節點定義此單元，見圖 1.2。
可以定義幾種標準梁截面，見圖 1.3。
1.4.1.3 SHELL163 薄殼單元
Shell163 有 11 種不同算法，最重要的幾種有：
(1) Belytschko-Tsay (BT，KEYOPT(1)=2，default)：
a. 簡單殼單元；
b. 非常快；
c. 翹曲時易出錯。
(2) Belytschko-Wong-Chiang (BWC，KEYOPT(1)=10)：
a. 速度是BT單元的1.25倍；
b. 適用于翹曲分析；
c. 推薦使用。
(3) Belytschko-Leviathan (BL，KEYOPT(1)=8)：
a.
展開 
Workbench單元總結和分析結果查看
workbench的常用單元類型
01 桿單元
link180，三維桿單元，只能產生軸力，每個節點有三個自由度。
02 梁單元
beam3稱為平面梁單元，beam4稱為三維梁單元，beam3和4的力學模型是歐拉梁，不考慮剪切變形對撓度的影響，它們的截面參數以實常數方式輸入。beam188和189的力學模型是鐵木辛科梁，考慮剪切變形對撓度的影響，剪切力為截面均布。
導入梁結構，注意：
梁單元取代桿單元可以通過釋放自由度來實現：
03 2D實體單元
04 殼單元
shell63單元的力學模型是薄板，屬于kirchhoff-love假設，不考慮剪切變形的影響。shell181和281的力學模型是中厚板，屬于mindlin-reissner假設，考慮剪切變形的影響。
05 3D實體單元
SOLID185-3D8N; SOLID186-3D20N;
SOLID187-3D10N; SOLID285-3D4N;
每個節點有三個自由度。
06 梁結果查看
查看應力：
直接應力（軸向拉壓應力）；最小彎曲應力；最大完全應力；最小組合應力（直接應力和最小彎曲應力的組合）；最大組合應力（直接應力和最大彎曲應力的組合）
查看宏觀力：
07 剛度分析
08 應變分析
09 應力分析
10 強度分析
展開 基于ANSYS的懸臂梁靜力分析 ￥100
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/msimage/202304/9367f32cf7544b383d8986b8cc6adbb3.png"></p>
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;">采用BEAM3梁單元建立懸臂梁的有限元模型如下圖。</p>
<p class="ac"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202304/b179578ccf3b22c583be6727facfee4c.png" style="width:207.49606pt;height:155.90552pt;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/msimage/202304/b179578ccf3b22c583be6727facfee4c.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/msimage/202304/b179578ccf3b22c583be6727facfee4c.png?
展開 ANSYS桁架橋靜力學分析（附命令流和視頻教程）
本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。
桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。
左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。
最后求解結構變形圖，總位移云圖，節點矢量位移圖，內力圖等。
建模分析過程GUI操作演示視頻
視頻來源網絡出處不明。該視頻重在演示軟件操作過程，結果與下面整理的命令流文件結果有些許差異，不必糾結，重在了解分析求解過程。
命令流：
/COM, Structural
/TITLE,Truss Bridge Static Analysis
/FILNAME,Girder,1
/PREP7
ET,1,BEAM188 !定義188號梁單元
ET,2,SHELL181 !定義181號殼單元
KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form
KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible
MP,EX,1,2.1E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7850 !定義鋼結構材料
MP,EX,2,3.5E10
MP,PRXY,2,0.1667
MP,DENS,2,2500 !
展開 連接器“Connection Builder”和“RP+Coupling”插件 ￥49.9
針對一個實際工程結構，可能會包括很多焊接、螺栓連接或者鉸接，為了減小建模工作量，我們常常會對模型做簡化處理，比如在abaqus中我們可以用beam梁單元模擬螺栓連接，用cweld模擬焊接或者使用Coupling+Connector+Coupling組合，這里的Connector包括Translator、Cylindrical、Hinge、Axial和Beam等；使用插件可以大幅度縮短我們建連接器所用時間。
“Connection Builder”插件界面
使用插件時，選擇兩個面區域(可以是一個面，也可以是多個面)，然后connection builder插件完成剩下的工作。插件將自動計算兩個區域的幾何中心，將參考點放置在那里，創建兩個耦合(分布式或運動學)和連接器。連接器方向在兩個參考點之間自動對齊。可以使用現有的連接器屬性，也可以自動創建新的連接器屬性。同時插件會自動創建面集和參考點集合，假如手動完成所有這些操作將需要大量的時間。
螺栓連接
而和“Connection Builder”插件相比，“RP+Coupling”主要是自動創建耦合連接，編輯或刪除需要在在Abaqus/CAE中完成，該插件將自動快速創建耦合及其參考點(RP)，用戶選擇一個面區域(可以是一個或多個面)，然后Plug-In在幾何中心創建一個RP，并在兩者之間添加一個耦合。此外，我們可以指定參考點RP的坐標，比如需要在特定軸上創建RP時。
展開 