板殼梁單元的案例
板殼單元的分析詳解 附板殼理論鐵摩辛柯下載
同樣，薄板可以看做是歐拉梁的二維擴展。對于薄板小撓度理論，采用Kirchhoff假設與平面應力的本構關系。中厚板采用Mindlin-Reissner假設與平面應力的本構關系，但放松了變形后直線與中面垂直的條件，這可視為剪切梁的二維擴展。
SAP2000/Midas中，均為彈性殼小撓度分析，其中薄字代表Kirchhoff假設，如薄殼、薄板；厚字代表Mindlin-Reissner假設，如厚殼、厚板。
在SAP2000中，板殼對象按照受力特點可以分為三類：膜單元、板單元及殼單元（另外兩類暫不在討論：平面應力單元、平面應變單元）。
膜單元只具有平面內的剛度，承受膜力，建筑結構中樓板通常用膜單元來模擬；
板單元的行為與膜單元相反，只具有平面外的剛度，承受彎曲力，模擬薄梁或者地基梁等；
殼單元的力學行為是膜單元與板單元之和，是真正意義上的殼單元。也可以根據中面的形狀劃分：如果殼的中面為平面，則殼的薄膜應力和彎曲應力狀態互不耦合，而殼的中面也可為曲面，此時薄膜應力與彎曲應力耦合。
在ABAQUS/Standard中，一般的三維殼單元有三種不同的單元列式：一般殼單元、薄殼單元和厚殼單元。一般殼單元考慮了有限的膜應變和任意大的轉動，薄殼單元和厚殼單元考慮了任意大的轉動，但是僅考慮了小應變。一般殼單元允許殼的厚度隨單元的變形而改變，而其他的殼單元僅假設單元節點只能發生有限的轉動。殼單元庫中有線性和二次插值的三角形、四邊形殼單元，以及線性和二次的軸對稱殼單元。所有的四邊形殼單元（除了S4）和三角形殼單元S3/S3R采用減縮積分。
展開 abaqus實體-梁單元，實體-實體單元，梁-梁單元鉸接設置
使用多點約束MPC，實現實體-梁單元，實體-實體單元，梁-梁單元鉸接如何設置，實體單元梁彎矩曲線怎么提取？可下載附件，也可觀看視頻。
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15810?nagivator=course
abaqus實體-梁單元，實體-實體單元，梁-梁單元鉸接設置.rar
【JY】板殼單元的分析詳解
同樣，薄板可以看做是歐拉梁的二維擴展。對于薄板小撓度理論，采用Kirchhoff假設與平面應力的本構關系。中厚板采用Mindlin-Reissner假設與平面應力的本構關系，但放松了變形后直線與中面垂直的條件，這可視為剪切梁的二維擴展。
SAP2000/Midas中，均為彈性殼小撓度分析，其中薄字代表Kirchhoff假設，如薄殼、薄板；厚字代表Mindlin-Reissner假設，如厚殼、厚板。
在SAP2000中，板殼對象按照受力特點可以分為三類：膜單元、板單元及殼單元（另外兩類暫不在討論：平面應力單元、平面應變單元）。
膜單元只具有平面內的剛度，承受膜力，建筑結構中樓板通常用膜單元來模擬；
板單元的行為與膜單元相反，只具有平面外的剛度，承受彎曲力，模擬薄梁或者地基梁等；
殼單元的力學行為是膜單元與板單元之和，是真正意義上的殼單元。也可以根據中面的形狀劃分：如果殼的中面為平面，則殼的薄膜應力和彎曲應力狀態互不耦合，而殼的中面也可為曲面，此時薄膜應力與彎曲應力耦合。
在ABAQUS/Standard中，一般的三維殼單元有三種不同的單元列式：一般殼單元、薄殼單元和厚殼單元。一般殼單元考慮了有限的膜應變和任意大的轉動，薄殼單元和厚殼單元考慮了任意大的轉動，但是僅考慮了小應變。一般殼單元允許殼的厚度隨單元的變形而改變，而其他的殼單元僅假設單元節點只能發生有限的轉動。殼單元庫中有線性和二次插值的三角形、四邊形殼單元，以及線性和二次的軸對稱殼單元。所有的四邊形殼單元（除了S4）和三角形殼單元S3/S3R采用減縮積分。
展開 NEi Nastran復合材料培訓
1.復合材料的有限元模型建立
針對葉片結構中的復合材料層合板、梁、實體以及加筋板等結構類型，NEi Nastran提供一種特殊的復合材料單元——層單元，以模擬各種復合材料，鋪層角任意設定，并提供一系列技術模擬各種復雜層合結構。復合材料層單元支持非線性、振動特性、熱應力等各種結構和熱的分析功能和算法。
2.復合材料的層合結構定義.
■鋪層結構：NEi Nastran對于每一鋪層可先定義材料性質、鋪層角、鋪層厚度，然后通過由下到上的順序逐層疊加組合為復合材料層合結構；也可以通過直接輸入材料本構矩陣來定義復合材料性質。
■板殼和梁單元截面形狀：NEi Nastran利用截面形狀工具可定義矩形、I型、槽型等各種形式；還可以定義各種函數曲線以模擬變厚度截面。
3.特殊層合結構的模擬
變厚度板殼鋪層切斷：將切斷的某鋪層厚度定義為零，即可模擬鋪層切斷前后的板殼實際形狀。
不同鋪層板殼的節點協調：NEi Nastran板殼層單元的節點均可偏置到任意位置，使不同鋪層數板殼的節點在中面或頂面、底面對齊。
蜂窩/泡沫夾層結構：NEi Nastran通過板殼層單元來模擬夾層結構的特性，夾層面板和芯子可以是不同材料。
板－梁－實體組合結構：NEi Nastran將實體、板殼與梁等不同類型單元通過MPC技術相聯系，各類單元的節點不需要重合并協調，便于葉片等復雜結構模型的處理。 針對復雜裝配體，NEi Nastran還提供自動接觸功能，完成復雜裝配體的分析。自動接觸功能使建模時間減少80%以上。
4.復合材料有限元模型的檢查
復合材料結構模型建立后，可以將板殼和梁單元顯示為實際形狀，還可以通過圖形顯示和列表直觀地觀察鋪層厚度、鋪層角度和鋪層組合形式，方便模型的檢查及校對。
5.復合材料層合結構分析
NEi Nastran層單元支持各種靜強度剛度、非線性、穩定性和振動特性等結構分析。
展開 
談談我對marc板殼單元功能的理解
最近一直在做板殼方面的東西，ansys，nastran，marc等都用過，并對它們的計算精度作了比較。
下面談談我個人見解：
marc的板殼功能最強大，而且單元種類也最多。從計算精度來看，marc也想的最周到，早期的板單元大多基于經典薄板理論，其能量泛函中要求位移為c1連續。在這幾個軟件中，對于薄板來說，ansys和nastran薄板單元最粗糙，也就是考慮得不周到，ansys薄板單元直接基于沒有經過修正的克希霍夫假設，忽略橫向剪切變形，結果的計算精度撓度偏小，頻率偏大。nastran采用的quard4等參元，可以用薄板也可以用厚板，是否考慮橫向剪切變形完全由用戶自己選擇。msc。marc做的就好多了，其板殼種類也包括的最全，線性板殼元有22，49，72，75，138，139，140等。還包括等參薄殼單元 4，8，24號單元，這三個單元都是基于koiter－sanders殼理論的，適合非線性問題。另外的薄殼單元有49，72，138，139，其中49號是3＋3節點的基于semi－loof的離散克希霍夫三角元，72是4＋4節點的基于semi－loof的離散克希霍夫四邊形單元，從精度上說，這兩個單元都比ansys和nastran同類單元的精度高，138，139號是直接基于離散克希霍夫理論的，既可以用于薄殼也可以用于復雜平板。138 和139也比ansys直接的克希霍夫shell63的精度高。然后再說說厚殼：marc厚殼單元有22，75，140等，22是8節點四邊形MINDLIN單元，采用減縮記分，以減小剪切自鎖。75號是4節點四邊形mindlin單元，含剪切變形。
展開 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
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，
梁單元的彈塑性-彈塑性梁單元在長度上任意位置都會考慮塑性嗎
當時我和同學說：在Sap2000中，梁單元的彈塑性是通過塑性鉸定義的，在定義時需要指定塑性鉸的具體位置，比如在梁單元的兩端或者是中間任意位置定義相應的塑性鉸，軟件在計算時就會考慮這些塑性鉸的屬性而實現材料非線性。同學當時使用的軟件是Ansys/apdl，他表示很不屑：那Sap2000不行啊，Ansys的梁單元彈塑性并不需要指定塑性鉸，直接對梁指定彈塑性材料就可以實現彈塑性，很顯然Ansys更合理。我當時十分認同，認為在Sap2000中，如果實際中梁的中點處出現塑性，僅在兩端設置塑性鉸顯然無法捕捉到這個塑性，而如果采用Ansys，梁單元長度方向上任意位置進入塑性均可以捕捉到。
在后來對有限元和梁單元的不斷學習中，實際上對于這個問題已經有了更進一步的思考。實際上，即使在Abaqus和Ansys中，對于梁單元也不是在長度方向上任意位置進入塑性均可直接捕捉到的。在大部分的有限元軟件中，在梁長度方向上會設置若干個積分點，計算時僅僅會捕捉積分點的應力判斷是否進入塑性。
例如，對于abaqus的B33單元，在長度方向上有3個高斯積分點。其具體位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)；對于B31，在長度方向上僅一個高斯積分點，位置為中點處。
以下圖的B33為例：
長度為1m，截面為0.1m*0.1m的梁采用1個B33單元，左端約束，右端施加豎向荷載Fz=1N.
計算完成后查詢積分點的S11應力值：
按照前文提到的長度方向積分點的位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)，則三個積分點處的應力（截面頂或者底）計算為:
同理可計算M2和M3，結果均與abaqus查詢的結果一致。
展開 基于ansys的梁單元、實體單元徐變精細化分析（含各參數解釋） ￥25
二者除個別參數外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發生過程。
案例文件中包含：
1. 00-ConcreteCreep-benchmark.mac【徐變標定文件，開箱即用，可以用來和手算對比是否正確】
2. 01-ConcreteCreep-solid.mac【分輸入模塊的參數化徐變計算文件【詳細解釋了各參數取值】。只需要改文件和計算邊界荷載即可計算實體徐變。】
3. ansa文件，用來生成網格
4. .cdb文件，網格文件
5. excel轉apdl命令流文件，用來輸入徐變系數。
進一步白話闡述一下：
1、什么是徐變？別看公式一大堆，理論一大推，簡單講就是：受力的結構，啥邊界條件、荷載不變的情況下，結構還是慢慢變形了。將這種慢慢變形的變形結果以及應力重分配準確分析出來就是徐變分析。機理一大堆，教科書上都比較詳盡，在此不做贅述，只講應用，而且是拿到案例開箱即用。
白話闡述要點：
1、案例是ansys apdl（命令流）分析的，給出了全套參數化命令流，材料模型定義、材料參數定義、求解，拿過來可以直接運行。
2、機理是用了ansys中關于金屬蠕變的材料模型。（細想蠕變和徐變的現象，表征都是一樣的。至于機理，各有各的理論，但不影響材料模型使用。）
具體使用：
1、，先跑一遍，看看到底徐變是怎么個事兒。
2、改網格模型，改成自己對應的網格模型，網格用ansys，hypermesh，ansa等前處理軟件都沒問題。
3、改材料參數，改成你想要的徐變模型，對著規范或者是你做出來的試驗擬合曲線。
展開 求含有板單元、梁單元、質量單元、彈簧單元、三維實體單元的實例
有哪位大神能給小弟提供上述實例哦，非常感謝！！！！
正確選擇梁單元及如何考慮梁的剪切變形 ￥1
問題：
采用beam3單元求解了上述梁在1000N均布載荷下的撓變形問題，用于求解的命令流如下圖：
Beam3單元是一種2D梁單元，在梁只受一個方向的橫向力時可以使用該單元，另外還有一種高階的3D梁單元beam188，先通過不同的網格數量來對比beam3、beam188與材料力學理論計算結果。下圖是通過beam188求解的命令流：
下面通過改變網格密度來對比三種計算結果，對上面的兩個命令流中的網格尺寸參數NN更改，分別從NN=2加密到NN=640，下面是計算的對比結果：
疑問：
1. beam188是一種比beam3單元更高階的單元，為什么beam3單元更接近理論計算結果？
2. 三種計算結果哪個才更接近真實情況？
展開 
BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 UEL單元開發教程 | 三節點梁單元
本次給大家帶來的主要內容是：如何使用UEL子程序中開發三節點平面梁單元？
關于梁單元的介紹，我在之前的推文中介紹過如何用Matlab編制梁單元有限元程序，及兩節點的梁單元UEL子程序編制，感興趣的朋友可以點擊跳轉閱讀瀏覽。
要點
為防止軸力過大出現“過度的剛性行為”，常常在梁單元內部增加一個節點，發揮“緩和”作用，增加的這個節點只有切線自由度，即切線位移，單元剛度矩陣的求解需要用到高斯數值積分。
三節點梁單元示意圖
如上圖所示，三節點梁單元共有 7 個自由度，需要兩個高斯積分點保證數值結果精度，節點順序按照上圖表示的來，中間節點為第三個節點。
有限元格式
為應變關系矩陣，
為軸向應變，
為曲率，軸向力
，力矩
，單元長度
。
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解(五)之3D梁單元與殼單元剛接
例如采用ANSYS模擬一個多層混凝土框架結構，一般除計算整體指標外，我們在計算具體荷載作用時（如風荷載、地震作用、恒載、活載等），樓板一般采用彈性版，此時可用殼單元模擬，主梁、次梁采用梁單元模擬，此時變為梁單元包含在殼面內的情況，當然此類情況是否需要考慮截面偏置，可根據具體工程而定。
對這中梁單元包含在殼單元面內的情況，只需要將梁單元與殼單元共用節點即可，而無須格外建立約束方程。
三、梁單元在殼單元內但不包含
此種情況為梁與殼位于同一面內，但其中面不包含梁線，適用于多尺度建模分析（如下圖）。梁單元與殼單元的連接在端部可以通過剛性梁和剛性區域兩種方式連接。剛性梁采用MPC184單元，剛性區域采用Cerig命令，具體使用方法下期文章討論。
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列38： 梁單元差異（2）-梁截面方向
如果是線性問題，那么Nastran和Abaqus的精度誤差主要體現在單元算法、邊界處理、MPC約束關系等，在2017年第二篇：S4殼單元質量矩陣研究文章中我們就曾經分析過Abaqus的S4殼單元和Nastran的Quad4殼單元質量矩陣的內部實現方式和差異，在這里主要研究Abaqus、iSolver與Nastran梁單元差異，由于這三款軟件的梁單元的差異較多，我們分幾篇文章來說明，本篇是Abaqus、iSolver和Nastran梁差異（2）-梁截面方向。
2.1 梁截面方向
有限元是求受力情況下的位移等變形情況，也就是位移等未知量和外力存在一定關系。對于一根三維實體梁，梁實際受到的外力是三維全局空間的，如果直接用全局坐標系下三維的力來求梁的受力分析，那么就需要對梁劃分為三維的體單元求解，網格數目和計算效率比較差，一種簡單方法是對那些細長的梁（Abaqus認為是細長比>8），此時可以用簡單的等效為線單元的形式來表達位移和外力的關系，這樣只要用一個線單元就可以表示這個三維實體梁了，大大簡化了求解矩陣。
實際的加載是多個力的組合，譬如下方采用手輪加載的力、彎矩和扭矩外載荷
但梁的有限元中可以把這個線單元受力關系分為：
（1） 軸向拉伸力
（2） 軸向扭轉
（3） 橫向彎曲力，可以加力載荷或者彎矩
三部分，此時每部分都有簡單的位移和外力的公式，也就是存在一個局部坐標系，簡化梁理論總是先求出梁單元局部坐標系的剛度和質量陣，然后再用三維變換直接轉到全局坐標系下。
對（1）（2）軸向的受力，沿梁的軸向方向，而對（3）彎曲力，沿截面方向。
展開 