abaqus 定義梁截面的案例
Abaqus復(fù)雜梁截面定義（meshed beam cross-sections）
Abaqus復(fù)雜梁截面定義.pdf
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(shè)計(jì)中經(jīng)常使用，例如建筑結(jié)構(gòu)中的懸挑梁就經(jīng)常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結(jié)構(gòu)如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見(jiàn)。
在通用有限元abaqus中，實(shí)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(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)度變化為T(mén)apered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應(yīng)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(shù)量級(jí)，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計(jì)算，如果需要輸出梁截面的應(yīng)力，則還需要定義output points坐標(biāo)作為應(yīng)力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進(jìn)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(diǎn)：
（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(huì)報(bào)錯(cuò)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(duì)于一個(gè)幾何梁被劃分為多個(gè)梁單元的情況下，需要對(duì)每個(gè)梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個(gè)幾何梁的首端和末端，可能會(huì)使得實(shí)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(kāi) 【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元
變截面梁單元在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用，例如建筑結(jié)構(gòu)中的懸挑梁就經(jīng)常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結(jié)構(gòu)如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見(jiàn)。
在通用有限元abaqus中，實(shí)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(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)度變化為T(mén)apered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應(yīng)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(shù)量級(jí)，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計(jì)算，如果需要輸出梁截面的應(yīng)力，則還需要定義output points坐標(biāo)作為應(yīng)力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進(jìn)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(diǎn)：
（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(huì)報(bào)錯(cuò)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(duì)于一個(gè)幾何梁被劃分為多個(gè)梁單元的情況下，需要對(duì)每個(gè)梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個(gè)幾何梁的首端和末端，可能會(huì)使得實(shí)際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
以上，就是abaqus中變截面梁單元的定義，具體操作視頻可關(guān)注公眾號(hào) 有限元術(shù) 查看
展開(kāi) 梁單元定義了截面還需要定義是常數(shù)么？
梁單元定義了截面還需要定義是常數(shù)么？我是直接建單元的
ANSYS梁單元自定義截面
ANSYS梁單元自定義截面
梁單元作為一種簡(jiǎn)單且高效的計(jì)算單元，在結(jié)構(gòu)分析尤其是建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。使用梁單元可以避免將結(jié)構(gòu)中梁柱全部轉(zhuǎn)換為實(shí)體單元，從而降低了計(jì)算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，求解精度也相對(duì)較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計(jì)算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點(diǎn)如下圖所示：
在ANSYS中可以為BEAM單元定義截面，其中大部分經(jīng)典的截面形式都包含在ANSYS的截面庫(kù)中，但是經(jīng)典的梁單元計(jì)算時(shí)截面方向分為四個(gè)單元，這對(duì)于一般計(jì)算來(lái)說(shuō)是足夠的，但如果需要仔細(xì)分析截面方向的內(nèi)力，可能就略顯的粗糙了。除此之外，鋼管混凝土、組合梁之類(lèi)也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫(kù)中的數(shù)據(jù)也沒(méi)什么用。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題存在兩種解決方式，一種是使用ASEC自定義截面參數(shù)，這個(gè)命令不管截面如何，只需要給出截面相關(guān)的信息即可，截面的信息輸入如下圖所示：
至于這些截面的參數(shù)可以使用簡(jiǎn)單的截面計(jì)算工具得到，如果是鋼筋混凝土梁這種比較復(fù)雜的復(fù)合梁，那么需要使用Xtract之類(lèi)的截面有限元軟件進(jìn)行計(jì)算。將截面信息填入。采用ASEC的截面輸入方式計(jì)算效率高，截面信息準(zhǔn)確的話(huà)，精度也不差，但缺點(diǎn)是不能輸出截面積分點(diǎn)和柵點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
另一種方式就是自定義截面，其基本思路如下：
1.設(shè)定MESH200單元，建立截面幾何形狀；
2.用MESH200單元?jiǎng)澐?em>截面，并保存截面數(shù)據(jù)；
3.建立計(jì)算幾何模型，讀取截面數(shù)據(jù)；
4.賦予模型截面，施加邊界條件計(jì)算；
5.后處理。
展開(kāi) ANSYS梁單元自定義截面
梁單元作為一種簡(jiǎn)單且高效的計(jì)算單元，在結(jié)構(gòu)分析尤其是建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。使用梁單元可以避免將結(jié)構(gòu)中梁柱全部轉(zhuǎn)換為實(shí)體單元，從而降低了計(jì)算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，求解精度也相對(duì)較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計(jì)算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點(diǎn)如下圖所示：
在ANSYS中可以為BEAM單元定義截面，其中大部分經(jīng)典的截面形式都包含在ANSYS的截面庫(kù)中，但是經(jīng)典的梁單元計(jì)算時(shí)截面方向分為四個(gè)單元，這對(duì)于一般計(jì)算來(lái)說(shuō)是足夠的，但如果需要仔細(xì)分析截面方向的內(nèi)力，可能就略顯的粗糙了。除此之外，鋼管混凝土、組合梁之類(lèi)也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫(kù)中的數(shù)據(jù)也沒(méi)什么用。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題存在兩種解決方式，一種是使用ASEC自定義截面參數(shù)，這個(gè)命令不管截面如何，只需要給出截面相關(guān)的信息即可，截面的信息輸入如下圖所示：
至于這些截面的參數(shù)可以使用簡(jiǎn)單的截面計(jì)算工具得到，如果是鋼筋混凝土梁這種比較復(fù)雜的復(fù)合梁，那么需要使用Xtract之類(lèi)的截面有限元軟件進(jìn)行計(jì)算。將截面信息填入。采用ASEC的截面輸入方式計(jì)算效率高，截面信息準(zhǔn)確的話(huà)，精度也不差，但缺點(diǎn)是不能輸出截面積分點(diǎn)和柵點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
另一種方式就是自定義截面，其基本思路如下：
1.設(shè)定MESH200單元，建立截面幾何形狀；
2.用MESH200單元?jiǎng)澐?em>截面，并保存截面數(shù)據(jù)；
3.建立計(jì)算幾何模型，讀取截面數(shù)據(jù)；
4.賦予模型截面，施加邊界條件計(jì)算；
5.后處理。
展開(kāi) ANSYS梁單元自定義截面
ANSYS梁單元自定義截面
梁單元作為一種簡(jiǎn)單且高效的計(jì)算單元，在結(jié)構(gòu)分析尤其是建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。使用梁單元可以避免將結(jié)構(gòu)中梁柱全部轉(zhuǎn)換為實(shí)體單元，從而降低了計(jì)算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，求解精度也相對(duì)較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計(jì)算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點(diǎn)如下圖所示：
在ANSYS中可以為BEAM單元定義截面，其中大部分經(jīng)典的截面形式都包含在ANSYS的截面庫(kù)中，但是經(jīng)典的梁單元計(jì)算時(shí)截面方向分為四個(gè)單元，這對(duì)于一般計(jì)算來(lái)說(shuō)是足夠的，但如果需要仔細(xì)分析截面方向的內(nèi)力，可能就略顯的粗糙了。除此之外，鋼管混凝土、組合梁之類(lèi)也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫(kù)中的數(shù)據(jù)也沒(méi)什么用。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題存在兩種解決方式，一種是使用ASEC自定義截面參數(shù)，這個(gè)命令不管截面如何，只需要給出截面相關(guān)的信息即可，截面的信息輸入如下圖所示：
至于這些截面的參數(shù)可以使用簡(jiǎn)單的截面計(jì)算工具得到，如果是鋼筋混凝土梁這種比較復(fù)雜的復(fù)合梁，那么需要使用Xtract之類(lèi)的截面有限元軟件進(jìn)行計(jì)算。將截面信息填入。采用ASEC的截面輸入方式計(jì)算效率高，截面信息準(zhǔn)確的話(huà)，精度也不差，但缺點(diǎn)是不能輸出截面積分點(diǎn)和柵點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
另一種方式就是自定義截面，其基本思路如下：
1.設(shè)定MESH200單元，建立截面幾何形狀；
2.用MESH200單元?jiǎng)澐?em>截面，并保存截面數(shù)據(jù)；
3.建立計(jì)算幾何模型，讀取截面數(shù)據(jù)；
4.賦予模型截面，施加邊界條件計(jì)算；
5.后處理。
展開(kāi) 面向 LS-DYNA 的 Hypermesh 復(fù)雜截面梁的定義 ￥20
在hypersh中如何定義面向 LS-DYNA復(fù)雜截面梁？參考hypersh幫助文檔，最終也找到了一個(gè)看似比較好的方案。寫(xiě)這個(gè)文檔的目的有兩個(gè)：（1）是總結(jié)工作，怕日后需要又要重新摸索；（2）給我一樣在軟件使用中遇到困難的同仁提供一定的參考。這篇文檔的主要工作如下： 以半球形結(jié)構(gòu)殼的入水問(wèn)題為研究背景， 以 LS-DYNA 中的復(fù)雜梁定義為研究對(duì)象，在 Hypermesh 中定義復(fù)雜的梁截面，以 I 和 T 型截面為例。
pdf教程文檔如下
面向LS-dyna復(fù)雜梁的定義.pdf
hypermesh 模型文件見(jiàn)
展開(kāi) 梁單元截面偏置(用戶(hù)自定義位置)計(jì)算方法
對(duì)于梁單元和殼單元而言，ANSYS默認(rèn)單元中心為截面幾何中心，有的時(shí)候?yàn)楦玫姆蠈?shí)際受力模型，很多時(shí)候需要對(duì)所建立的單元進(jìn)行截面偏置。特別針對(duì)于框架結(jié)構(gòu)建模過(guò)程中，如果要進(jìn)行精細(xì)化的建模，如何計(jì)算各個(gè)截面的偏置距離是一大問(wèn)題。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這個(gè)是不斷調(diào)試的過(guò)程或者甚至不管，今天就簡(jiǎn)單闡述下如何計(jì)算梁單元的截面偏置距離以及方向。
計(jì)算主要分為以下幾個(gè)步驟：
一、確定幾何直線的方向，直線方向確定了單元坐標(biāo)系中的X方向
二、確定關(guān)鍵點(diǎn)方向，也即確定單元坐標(biāo)系的Z方向
三、根據(jù)右手螺旋定則確定單元坐標(biāo)系的Y軸，畫(huà)出截面的YOZ平面，確定偏置距離。
截面偏置APDL命令為secoffset,user，注意該命令是指截面從截面原點(diǎn)偏置的距離，不同的截面形式其原點(diǎn)位置也不同，例如ANSYS help就以一個(gè)槽鋼為例，并說(shuō)明其原點(diǎn)位置位于左下角處，但矩形截面有所不同，其截面原點(diǎn)位于幾何中心處。其他截面形式的原點(diǎn)也不盡相同。
實(shí)例：建立如下小框架的有限元模型，要求梁柱平齊。
以CD梁為例，說(shuō)明其截面偏置計(jì)算。假定在建模的過(guò)程中幾何直線的方向?yàn)閺腃到D(如果不是，可以修改線的方向)，方向點(diǎn)選擇A點(diǎn)，則CD梁單元的單元方向以及截面偏置計(jì)算如下：
圖中X表示計(jì)算點(diǎn)，根據(jù)其與原點(diǎn)的位置，可知其具體坐標(biāo)為(-300,-125)，同理，其他梁和柱的位置坐標(biāo)如下所示：
根據(jù)截面偏置距離類(lèi)型，進(jìn)行截面歸類(lèi)以及標(biāo)識(shí)，如下所示：
結(jié)構(gòu)建模：
finish
/clear
/prep7
et,1,beam189
et,2,shell181
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2600e-12
!=================
!
展開(kāi) 梁單元截面偏置(用戶(hù)自定義位置)計(jì)算方法（workbench版本）
經(jīng)典版見(jiàn)水哥的帖子
鏈接為：
梁單元截面偏置(用戶(hù)自定義位置)計(jì)算方法
workbench的方法
主要是梁的定義
未打開(kāi)截面的幾何模型
打開(kāi)截面的幾何模型具體的對(duì)齊方式
網(wǎng)格劃分：
workbench的優(yōu)點(diǎn)：
操作方便，簡(jiǎn)單易懂
workbench的缺點(diǎn)
無(wú)法像經(jīng)典能夠?qū)?em>截面的長(zhǎng)寬邊的劃分?jǐn)?shù)目進(jìn)行控制，只能是1.我找了好久，確實(shí)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，貌似workbench計(jì)算出面積，慣性矩等參量，直接代入
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列38： 梁單元差異（2）-梁截面方向
可惜不是的，把上面的L型幾何參數(shù)四個(gè)值原封不動(dòng)輸入到Patran的Section中：
Patran打開(kāi)三維顯示梁的方式，轉(zhuǎn)到Abaqus的同一個(gè)角度，顯然實(shí)體和Abaqus完全不同，Nastran的后臺(tái)計(jì)算的剛度矩陣等必然也和Abaqus不同了。
所以型材幾何尺寸的設(shè)置方向和Abaqus不同
2.3.2 Nastran梁截面幾何尺寸的設(shè)置方向
Nastran后臺(tái)計(jì)算時(shí)局部坐標(biāo)系的Iyy和Izz分別采用梁截面幾何尺寸設(shè)置的I22和I11。
很怪的設(shè)置，不明白Nastran為何這么做，如果有哪位大神知道也可以告訴我們。
梁截面幾何尺寸的方向的向上（即1方向）是Abaqus局部坐標(biāo)系的y，截面方向的向右（即2方向）是Abaqus局部坐標(biāo)系的z方向。
想要Nastran結(jié)果和Abaqus一致，只需要把yz顛倒就行，譬如按這個(gè)原則輸入上面L型材的Patran的Section的四個(gè)參數(shù)，把1、2方向顛倒：
在Patran全局坐標(biāo)系下顯示三維模型，可發(fā)現(xiàn)和Abaqus完全一致：
2.4 iSolver的梁截面方向
iSolver的梁截面方向采用Abaqus的形式，不過(guò)后臺(tái)也支持了Nastran的梁截面按Nastran形式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使得iSolver能同時(shí)處理Abaqus和Nastran的梁模型定義問(wèn)題。
展開(kāi) 
ABAQUS梁單元的應(yīng)用
1.概述
當(dāng)一個(gè)方向的尺度（長(zhǎng)度）明顯地大于其他兩個(gè)方向的尺度，并且沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力為主的結(jié)構(gòu)，可以用梁單元模擬。梁單元的基本假設(shè)為：結(jié)構(gòu)的變形可以由沿著結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向位置的函數(shù)完全確定。當(dāng)橫截面的尺寸小于結(jié)構(gòu)典型軸向尺度的1/10時(shí)，應(yīng)用梁理論能夠產(chǎn)生可接受的結(jié)果。
ABAQUS梁單元假設(shè)在變形中與梁的軸向垂直的橫截面保持為平面。
2.梁橫截面的幾何形狀
可以有三種方法定義梁橫截面的輪廓：從ABAQUS提供的橫截面庫(kù)中選擇和指定梁橫截面的形狀和尺度；應(yīng)用截面工程性質(zhì)，如面積和慣性，定義一個(gè)一般性的梁輪廓；利用特殊二維單元組成的一個(gè)網(wǎng)格，由數(shù)值計(jì)算得到它的幾何量，即為梁橫截面（meshed beam cross-section）。
ABAQUS提供了如圖1所示的各種常用的梁橫截面形狀。
ABAQUS在Property模塊中進(jìn)行梁橫截面輪廓定義，選擇特定的輪廓形狀，會(huì)彈出輪廓編輯窗口，根據(jù)相應(yīng)的輪廓形狀，要求指定梁橫截面的所需尺度。不同橫截面類(lèi)型會(huì)有不同的尺寸要求。
3.截面點(diǎn)和截面方向
采用ABAQUS截面庫(kù)定義梁橫截面，并選擇在分析過(guò)程中計(jì)算橫截面的工程性質(zhì)時(shí)，ABAQUS通過(guò)分布于梁橫截面上的一組截面點(diǎn)計(jì)算梁單元的響應(yīng)。截面點(diǎn)的數(shù)目及分布位置詳見(jiàn)《ABAQUS分析用戶(hù)手冊(cè)》第15.3.9節(jié)。可以在任何一個(gè)截面點(diǎn)上要求輸出單元的應(yīng)力和應(yīng)變等。ABAQUS只在幾個(gè)選定的截面點(diǎn)上提供默認(rèn)的輸出。對(duì)于圓形橫截面，所有的截面點(diǎn)如圖2所示。
對(duì)于該截面，表面與1軸和2軸的交點(diǎn)，即點(diǎn)3，7，11，15為默認(rèn)輸出點(diǎn)。若選擇在分析前計(jì)算梁截面的性質(zhì)時(shí)，ABAQUS就不在截面點(diǎn)上計(jì)算梁的響應(yīng)，而是應(yīng)用截面的工程性質(zhì)確定截面的響應(yīng)。
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