纖維梁單元的案例
可替代OpenSees的纖維梁單元有限元軟件-SeismoStruct介紹
纖維梁單元軟件在結構工程中被越來越的學者重視，不像ABAQUS、ANSYS等大型通用有限元軟件，因為其計算速度快，理論背景知識完善，在分析鋼筋混凝土結構時有獨特的優勢，如OpenSees、SAP2000、Etabs等。OpenSees是一款非線性能力很強的抗震分析軟件，但是OpenSees并沒有完整的前后處理功能，需要手敲代碼建模及輸出，新手可能浪費大量時間在學習如何寫代碼上，這通常讓學習OpenSees的新手望而卻步。本帖子給同學們介紹一款可以替代OpenSees的纖維梁單元軟件-SeismoStruct，它可以說是把OpenSees強大的非線性分析能力和各種單元（梁柱纖維單元、各種零長度link單元）都集成在可視化的前處理后處理模塊，實現了直接可視化建模，OpenSees有的各種單元、材料，SeismoStruct都有。本帖子簡單介紹SeismoStruct的建模功能和后處理功能，建議學習OpenSees的同學可嘗試一下，軟件學起來非常快，建模快速。
（1）定義材料（鋼筋、混凝土、自復位材料、填充墻、純砌體等）
OpenSees里的幾種鋼筋、混凝土本構SeismoStruct里都有集成，并且定義的時候很智能，用戶需輸入的參數很少，如混凝土有mander本構，對應OpenSees的Concrete02；鋼筋有M-P本構，對應OpenSees里的Steel02，在SeismoStruct里只需輸入一個混凝土抗壓強度就完成了定義，鋼筋類似。
當然還有一些其他的OpenSees里的材料，如自復位材料，FRP材料，滯回材料等等，詳見軟件手冊。
展開 ABAQUS纖維混凝土細觀模型基于梁單元建模
鋼纖維混凝土（SFRC）彌補了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學本構模型，本案例通過CAD隨機纖維3D插件建立隨機分布的纖維線模型，并將模型導入ABAQUS內，通過梁單元纖維模型，研究細觀纖維混凝土梁在三點彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
在AutoCAD軟件內，采用CAD隨機纖維3D V1.0插件建立隨機分布的線纖維三維模型，并將纖維及長方體試件分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的纖維模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內。
對纖維及試件分別設置材料屬性，其中纖維設置為梁截面并采用圓形剖面，且對梁方向進行指派。
建立剛體加載板并與纖維混凝土細觀模型進行裝配，并設置相互作用。
對纖維混凝土并進行網格劃分，并將上部施加豎向位移進行加載。
創建并提交作業，查看結果。
導出荷載位移曲線。
展開 Abaqus技巧之變截面梁單元 附使用ABAQUS 生成纖維梁截面下載
變截面梁單元在工程設計中經常使用，例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結構如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實際上是存在變截面梁單元的，只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。
（1）分別定義變截面梁兩端的profile
（2）建立梁section，選擇截面積分為before analysi，然后選擇截面沿長度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數量級，也可參考幫助文檔的公式進行具體計算，如果需要輸出梁截面的應力，則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進行定義即可，以上就是定義變截面梁單元的具體步驟，使用變截面梁單元需要注意以下幾點：
（a）即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會報錯表明截面相差太大。
（b）變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下，需要對每個梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個幾何梁的首端和末端，可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
下載地址：使用ABAQUS 生成纖維梁截面
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
ABAQUS—鋼纖維梁四點彎，鋼纖維柱滯回分析
<p>在ABAQUS里，建立鋼纖維混凝土構件（如鋼纖維梁、鋼纖維柱），建模方法一般分為<strong>整體式和分離式</strong>。</p><p>1，整體式建模，即不建立鋼纖維，采用鋼纖維混凝土的本構（考慮受拉性能好），具體本構計算可參考相關論文。</p><p>2，分離式建模，即通過Python代碼或者Matlab代碼，建立鋼纖維truss，然后把鋼纖維truss嵌入到混凝土實體中，以此來模擬鋼纖維混凝土的受力性能。</p><p><br></p><p>本文采用分離式建模，首先采用Python代碼生成鋼纖維truss，代碼可改變鋼纖維的長度、直徑、數量，以此實現不同鋼纖維的大小和體積率。
展開 CAD_隨機纖維3D插件 ￥199
功能介紹
CAD隨機纖維3D插件，可用于在AutoCAD軟件內生成指定數目、長度、角度的三維分布的纖維，纖維采用的是直線，生成的dwg文件可導入到Comsol、Abaqus、ANSYS等有限元分析軟件內，用于模擬三維裂縫、纖維梁單元等，可用于巖石或混凝土的初始裂縫、纖維混凝土、纖維復合材料等領域。
插件界面
插件可指定纖維生成的長方體區域范圍，纖維的長度分布范圍，纖維的空間分布角度范圍，纖維數目等信息。
CAD樣圖
采用CAD_隨機纖維3D插件生成的CAD圖形分纖維線、基體兩個圖層繪制。纖維是采用直線繪制，基體是三維實體。
說明提醒
插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
對插件如有其它需求及改進建議歡迎提出。
dwg樣圖
可下載插件生成的dwg樣圖做有限元軟件導入測試。
CAD_隨機纖維3D 樣圖.rar
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 CAD隨機纖維線3D 中空圓柱分布插件 ￥299
功能介紹
CAD隨機纖維線3D中空圓柱分布插件，可用于在AutoCAD軟件內生成指定數目、長度、角度的三維分布的纖維，纖維采用的是直線，生成的CAD文件可導入到Comsol、Abaqus、ANSYS、LS-DYNA等有限元分析軟件內，進行梁單元等建立，用于模擬三維裂縫、纖維梁單元等，可用于巖石或混凝土的初始裂縫、纖維混凝土、纖維復合材料等領域。
插件界面
插件可指定纖維生成的中空圓柱區域范圍，纖維的長度分布范圍，纖維的空間分布角度范圍，纖維數量等信息。
模型展示
采用CAD隨機纖維線3D中空圓柱分布插件生成的CAD圖形分纖維線、基體兩個圖層繪制。纖維是采用直線繪制，基體是中空圓柱三維實體。纖維全部分布自中空圓柱內部，不會穿過中間孔洞。
軟件導入
ABAQUS纖維模型
COMSOL纖維模型
ANSYS纖維模型
使用須知
1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格。
2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2025及以上版本均可使用）。
3、售后及技術支持請聯系微信：AbyssFish_LJR，或QQ：1135122921。
樣圖實例
可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導入測試及模擬。（CAD2018文件）
樣圖CAD隨機纖維線3D_中空圓柱分布.rar
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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
。
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