Hypermesh梁單元的案例
Hypermesh入門（六）——Hypermesh—梁單元強度、模態分析
使用Hypermesh建立了梁單元的強度和模態分析有限元模型，使用Optistruct求解器，相較于NASTRAN，它可以同時完成強度分析和模態分析，且精度與NASTRAN基本一致。
Hypermesh為ansys創建梁單元（一） ￥1
Hypermesh與ansys聯合仿真系列之Hypermesh為ansys創建梁單元（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求解器下兩種創建梁單元的詳細步驟及效果對比。
Hypermesh為ANSYS創建梁單元（二） ￥1
接上篇《Hypermesh為ANSYS創建梁單元（一）》，此篇主要介紹通過形心或剪切中心和節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
hypermesh-ansys聯合仿真-《梁單元1》
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。Hypermesh中為ANSYS的Beam188單元提供了3種選項：線性插值函數（K3=0），默認選項；二次插值函數（K3=2）；三次插值函數（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》一文中已經做了詳細介紹，與采用很密的網格相比，梁單元采用高級形函數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，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。
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。
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Hypermesh入門（四）——Hypermesh—桌子強度分析（梁殼混合單元） ￥1
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。
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。
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圖11
進入1D面板，按照圖12進行設置，選擇之前創建的線體劃分網格，比較重要的是方向節點的選擇和方向的選擇，劃分好的網格顯示三維形狀，效果如圖13，可見建立的梁單元與原來的實體梁的外形位置完全一致，說明創建成功。
圖12
4.梁的截面方向
當梁截面是非中心對稱截面時，梁的截面方向對結果影響是顯而易見的，尤其是不同方向對應的截面慣性矩差別較大時。
hypermesh-ansys聯合仿真-《梁單元4》 ￥1
在《hypermesh-ansys聯合仿真-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？造成這個結果的原因是什么？我們如何在梁單元與殼單元之間做選擇
梁截面尺寸
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精彩鏈接：
《hypermesh-ansys聯合仿真-梁單元1》
《hypermesh-ansys聯合仿真-梁單元2》
《hypermesh-ansys聯合仿真-梁單元4》
《正確選擇梁單元及如何考慮梁剪切變形》
hypermesh模態分析，添加梁單元后出錯
一個很簡單的模態分析，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
梁單元結構建模optistruct求解查看應力，沒有Von mises、normal stress? ￥20
本帖子是關于：整體以梁單元結構建模進行預應力模態分析，optistruct求解后查看應力結果，沒有von mises stress、normal/shear stress應力信息的原因，以及如何解決這個問題的方法。
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)。建立梁單元截面類型選擇HYPER BEAM庫下的thinwalled box和standard channel，屬性卡片選擇pbeam，求解后，hyperview查看應力結果發現只有element stress1D(s)下的CBAR/CBEAM Axial stress和long stress，沒有von mises stress、normal stress等應力。
網上搜索了一圈都沒有找到相關的問題的解決方法，也可能是我沒找全面，只能老老實實啃幫助文件，找到了關于Stress Result Written in HyperView，附上鏈接以及截圖：Stress Results Written in HyperView .h3d Format (altair.com)
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客車骨架結構優化
分析對象為基于Pro/E搭建的8米長中型電動客車骨架，由于模型較大，在Hypermesh平臺對模型進行前處理。應用Optistruct進行分析及后期優化。
一 模型修復，抽中面，按組件厚度分組編號
在CAD軟件中提取要分析的對象幾何，將模型導入Hypermesh
對模型進行修復，主要操作是對與分析無關組件的去除，以及孔、缺口等的修復。考慮車架整體使用殼單元進行分析，后期進行抽取中面和分組處理，分組的依據是組件材料板厚，分組后的組件將根據不同厚度進行不同顏色標記。在Model Browser中進行分組，如下圖所示。
二 網格劃分及連接建立
本客車車架考慮鋼結構，組件之間采用焊接方式進行連接，在hypermesh中采用剛性梁單元RBAR模擬焊接，為保證連接順利搭建，在進行網格劃分時需要保證存在連接關系的相鄰組件之間的網格盡量對其，故在網格劃分之前需要對模型進行切割投影等預處理。如下圖示。
網格劃分，綜合考慮分析精度要求以及計算成本，網格默認采用10mm四邊形單元進行劃分，特殊位置存在三角形以及其它尺寸單元。后期在qualityindex中設置質量標準，檢查網格質量。
建立連接
連接模擬在1D--spotweld面板下創建。
三 創建邊界條件
邊界條件主要包括約束和載荷。
約束的創建主要是對前后橋安裝位置的約束，首先創建約束施加點。如下圖示為前軸和后軸共四個施加點，通過REB2剛性單元創建。
分析中用到的約束條件主要有：極限扭轉，極限彎曲以及靜止工況。
展開 純電動客車骨架結構優化（模態分析、極限工況分析、靜力分析、拓撲優化）
分析對象為基于Pro/E搭建的8米長中型電動客車骨架，由于模型較大，在Hypermesh平臺對模型進行前處理。應用Optistruct進行分析及后期優化。
一 模型修復，抽中面，按組件厚度分組編號
在CAD軟件中提取要分析的對象幾何，將模型導入Hypermesh
對模型進行修復，主要操作是對與分析無關組件的去除，以及孔、缺口等的修復。考慮車架整體使用殼單元進行分析，后期進行抽取中面和分組處理，分組的依據是組件材料板厚，分組后的組件將根據不同厚度進行不同顏色標記。在Model Browser中進行分組，如下圖所示。
二 網格劃分及連接建立
本客車車架考慮鋼結構，組件之間采用焊接方式進行連接，在hypermesh中采用剛性梁單元RBAR模擬焊接，為保證連接順利搭建，在進行網格劃分時需要保證存在連接關系的相鄰組件之間的網格盡量對其，故在網格劃分之前需要對模型進行切割投影等預處理。如下圖示。
網格劃分，綜合考慮分析精度要求以及計算成本，網格默認采用10mm四邊形單元進行劃分，特殊位置存在三角形以及其它尺寸單元。后期在qualityindex中設置質量標準，檢查網格質量。
建立連接
連接模擬在1D--spotweld面板下創建。
三 創建邊界條件
邊界條件主要包括約束和載荷。
約束的創建主要是對前后橋安裝位置的約束，首先創建約束施加點。如下圖示為前軸和后軸共四個施加點，通過REB2剛性單元創建。
分析中用到的約束條件主要有：極限扭轉，極限彎曲以及靜止工況。
展開 淺談有限元分析中的RBE2與RBE3單元
那么我們自然而然可以想到，既然都是主節點和從節點相連，那么為什么不能將每一個主節點和從節點之間通過梁單元進行連接呢？是的，這就是我們要做的，我們可以用梁單元形成一個蜘蛛網結構的連接方式，并且為梁單元設置單獨的材料和橫截面屬性，如果模型需要進行模態或振動之類需要和質量相關的分析，那么可以把梁單元的密度設置得非常非常小。然后通過調整梁單元的材料的彈性模量或者梁單元的橫截面大小，來調整由梁單元組成的蜘蛛網結構的內部剛度。至于剛度的參數怎么調整，這個就需要根據實際的問題和經驗或者根據實驗進行迭代，這種方法只是為蜘蛛網狀單元提供了一種剛度可調整的方式。
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