Hypermesh梁單元
關注創(chuàng)建者：云上_CAE 創(chuàng)建時間：2020-11-03
Hypermesh梁單元的視頻教程
基于Rhino+hypermesh+Abaqus聯(lián)合仿真模擬型鋼混凝土懸挑轉換梁受力分析（實體單元+殼單元+梁單元）
基于Rhino+hypermesh+Abaqus聯(lián)合仿真模擬型鋼混凝土懸挑轉換梁受力分析（實體單元+殼單元+梁單元）——實際超限工程 加急錄制中
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HyperMesh+LS_dyna_復雜工字型截面的懸臂梁_Beam合力梁單元ELFORM2
本期內容講解利用1D梁單元創(chuàng)建復雜工字型截面的懸臂梁。選用的梁單元類型LS-DYNA中的ELFORM2，Belytschko-Schwer合力梁單元。整個模型單位系統(tǒng)為ton, mm, s。
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Hypermesh梁單元的實例教程
使用Hypermesh建立了梁單元的強度和模態(tài)分析有限元模型，使用Optistruct求解器，相較于NASTRAN，它可以同時完成強度分析和模態(tài)分析，且精度與NASTRAN基本一致。
Hypermesh與ansys聯(lián)合仿真系列之Hypermesh為ansys創(chuàng)建梁單元（一）。
本文介紹ansys梁單元中的beam188和beam189及它們之間的本質區(qū)別，以及仿真時對兩種梁單元的選擇建議。簡介梁單元的關鍵字設置及截面設置，主要介紹通過Hypermesh在ansys求解器下兩種創(chuàng)建梁單元的詳細步驟及效果對比。
接上篇《Hypermesh為ANSYS創(chuàng)建梁單元（一）》，此篇主要介紹通過形心或剪切中心和節(jié)點方向來控制非對稱梁截面的位置和方向。如下圖分別是實體梁和創(chuàng)建的beam188梁之間的對比，通過上述控制1D梁與實體梁的位置和方向完美重合。
實體梁
實體梁和beam188（藍色）對比效果
梁單元關鍵字
Beam188 提供了單元選項 K1、K2、K3、K4、K6、K7、K9、K11、K12 和 K15，其中 K3 是比較重要的設置選項，用于確定單元的插值函數(shù)。Hypermesh中為ANSYS的Beam188單元提供了3種選項：線性插值函數(shù)（K3=0），默認選項；二次插值函數(shù)（K3=2）；三次插值函數(shù)（K3=3）。建議設置單元選項 K3=3，這是因為梁的橫向彎曲變形模式為三次多項式，設置單元形函數(shù)為三次式，有助于獲得更準確的解答，在《正確選擇梁單元以及如何考慮梁的剪切變形》一文中已經(jīng)做了詳細介紹，與采用很密的網(wǎng)格相比，梁單元采用高級形函數(shù)在提高計算精度上效率更高。
Beam188和Beam189均可以通過KEYOPT(1)=1開啟單元的第七個自由度，即翹曲自由度。其他關于單元關鍵字的設置參考《ANSYS結構分析單元與應用》或者ANSYS幫助文檔。如圖在Hypermesh中通過添加sensor來定義單元類型和設置單元的關鍵字 ,當鼠標停留在相應關鍵字上時會顯示該關鍵字的解釋，勾選相應關鍵字后會在下拉框顯示全部的選項。
梁截面
橫截面定義了垂直于梁軸向的截面形狀。Hypermesh2019為ANSYS求解器預設了10種常用的標準梁截面，用戶通過編輯尺寸即可。也可以通Hypermesh2019自定義shell section和solid section梁截面以及廣義梁截面，廣義梁截面通過定義截面屬性來確定梁的參數(shù)，前面提到的截面是通過定義截面幾何尺寸來定義梁的參數(shù)。
在hypermesh中定義的步驟是先在HyperBeam View中定義梁截面然后切換回到Model通過Properties建立屬性來連接到前面定義的梁截面，再將屬性賦給對應的Component。
展開 本文是一個受均布載荷的方桌，桌面使用殼單元，桌腿使用梁單元，是一個不可多得的好實例，適于入門學習使用。
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編輯
由梁單元組成的蜘蛛網(wǎng)狀單元
在大多數(shù)前處理器中，用這種方式去連接梁單元需要手動去連接，筆者這里給出一個在Hypermesh里面可以實現(xiàn)梁單元組成蜘蛛網(wǎng)狀單元的二次開發(fā)程序：
proc create_prop_beamsec {} {
set beam_link_comp_name "beam_link_comp"
set beam_link_prop_name
前段時間接觸到桁架橋的結構分析，桿件橫截面主要為BOX和C型槽，C型槽的剪切中心和中性軸不重合，前處理采用梁單元cbeam建模，單元類型選擇cbar還是cbeam，可以參考：【HyperMesh寶典】之梁單元 (qq.com)。
一個很簡單的模態(tài)分析，但是為了加強我在圖中增加了一個加強桿的梁單元，再次計算，一階頻率只有10-3次方量級，應該是梁單元設置錯了，想問下各位大神，我應該從什么方向去找問題
在《hypermesh-ansys聯(lián)合仿真-梁單元3》中對比了梁單元和實體單元的結果，表明梁單元計算結果更容易接近理論計算值，且付出的計算資源是很小的。但并非所有情況都是這樣，下面介紹一種情況實例來說明問題。
如圖兩端固支的C型薄壁梁，在梁中心位置作用一個F=100N的集中力，具體作用點是C型截面的上邊沿（上右圖），下面分別采用梁單元和殼單元分別計算該結構工況下梁的變形梁，讀者可以自行計算嘗試并分析哪種結算結果更可靠
針對一個懸臂梁的固有頻率求解，本節(jié)課對采用梁單元、實體單元和理論計算結果進行對比。
存在上圖尺寸的懸臂梁，分別采用三種方式計算該懸臂梁的第一階固有頻率。
1.理論計算
上式為計算懸臂梁的第一階固有頻率的計算公式，式中：
E：材料彈性模量-210000MPa
I：梁截面的慣性矩-2.6667mm^4
L：100mm
b:2mm
h:4mm
m:梁的質量-7.85e
圖1
上圖為兩個1mm厚鈑金通過折彎形成的C型梁，通過焊接拼接在一起，兩個C型梁的截面方向均為開口朝外，下面通過該實例詳述創(chuàng)建該梁單元的方法。
1.抽取梁截面
將CAD文件導入hypermesh后如圖1所示，然后按照圖2進入HyperBeam面板。
圖2
選擇solid section，切換到面選擇，選擇圖中梁的端面點擊create后成功提取梁的截面并自動切換到
hypermesh為ANSYS創(chuàng)建梁單元的基本流程
1.快速建立圓形截面梁
在Model下右擊Components建立一個新的component并命名為beam，然后分別建立材料卡片、截面屬性卡片和單元卡片，分別命名為steel、section和beam188。為材料卡片設置好材料參數(shù)，選擇打開單元關鍵字Keyopt3并切換為三次。
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(jié)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
接上篇《Hypermesh為ANSYS創(chuàng)建梁單元（一）》，此篇主要介紹通過形心或剪切中心和節(jié)點方向來控制非對稱梁截面的位置和方向。如下圖分別是實體梁和創(chuàng)建的beam188梁之間的對比，通過上述控制1D梁與實體梁的位置和方向完美重合。
實體梁
實體梁和beam188（藍色）對比效果
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本文介紹ansys梁單元中的beam188和beam189及它們之間的本質區(qū)別，以及仿真時對兩種梁單元的選擇建議。簡介梁單元的關鍵字設置及截面設置，主要介紹通過Hypermesh在ansys求解器下兩種創(chuàng)建梁單元的詳細步驟及效果對比。
