ansys 剪力 彎矩的案例
如何使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
我們以材料力學書上例4-9為例，講解下使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖。
根據(jù)材料力學的知識，我們可以繪制出該模型的剪力和彎矩圖如下：
下面使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖：
ANSYS的梁單元
在ANSYS較早的單元中，如Beam4單元，采用主自由度的原理，為經(jīng)典梁理論下的單元，忽略剪切變形，使用了平截面假設(shè)，所以只能得到類似平均的截面彎曲應力；較新的單元中，如Beam189為鐵摩辛柯梁單元，采用相對自由度的原理，考慮剪切變形，計算撓度和截面轉(zhuǎn)動時根據(jù)截面剛度矩陣各自獨立插值，截面應力和變形都是真實的。
目前Workbench中，默認的梁單元為Beam188（低階）和Beam189（高階）梁單元，在ANSYS經(jīng)典中，一些比較舊的梁單元，如Beam4單元也只能通過命令流來建立使用了。
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為梁結(jié)構(gòu)，結(jié)果需要輸出彎矩圖和剪力圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據(jù)例題中提供的梁模型尺寸，我們在SCDM中建立梁模型。建模時應注意把受力位置和受力點建出來，方便我們施加載荷。
由于我們只需要計算該模型的剪力和彎矩，因此截面形狀及大小對結(jié)果沒有影響，所以我們可以隨便為該模型賦予一個截面。
展開 剪力和彎矩正負的規(guī)定，以梁與梁鉸接為例
圖2 梁與梁通過耦合自由度實現(xiàn)鉸接連接
三、剪力圖和彎矩圖正負的規(guī)定
從圖3可見，最大剪力30N，最大彎矩30N.m，與材料力學計算結(jié)果完全吻合。在C點是鉸接點，彎矩圖在此處彎矩為零，實現(xiàn)了梁與梁的鉸接連接。
圖3 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點連線順序從左到右）
劉鴻文版《材料力學》、孫訓方版《材料力學》，還有《結(jié)構(gòu)力學》中都對梁的內(nèi)力的正負有自己的一套規(guī)定?；仡櫼幌聞Ⅷ櫸陌妗恫牧狭W》中彎曲內(nèi)力正負的規(guī)定：左段對右段向上相對錯動時，規(guī)定剪力為正；反之，為負。彎曲變形凸向下時，規(guī)定為正；反之，為負。
但是發(fā)現(xiàn)力學教材中剪力和彎矩正負的規(guī)定與ANSYS中正負的規(guī)定是不一樣的，那么ANSYS是如何規(guī)定剪力和彎矩的正負的呢？例如圖3中彎矩圖的正負與劉鴻文版《材料力學》中規(guī)定一致，剪力圖的正負與規(guī)定的正負相反，這是為什么呢？
先分析得到圖3的建模過程，AC梁：1和2連線生成L1，2和3連線生成L2；CD梁：4和5連續(xù)生成L3。生成線1時，關(guān)鍵點的連線順序是先拾取關(guān)鍵點1，再拾取關(guān)鍵點2；其他生成其他兩條線的關(guān)鍵點連線順序也是從左到右。
如果兩個關(guān)鍵點的連線順序都變成從右到左，在C點出需要耦合的節(jié)點變成12和23，將這兩個節(jié)點耦合平動自由度，經(jīng)過計算后，得到的剪力圖和彎矩圖如圖4所示，剪力圖的正負仍然保持不變，但是彎矩圖的正負與圖3相反。再細致觀察發(fā)現(xiàn)，圖3的剪力圖都是畫在+Y一側(cè)，而圖4中的剪力圖都畫在-Y一側(cè)。初步分析發(fā)現(xiàn)，剪力圖和彎矩圖的正負似乎與連線的順序有關(guān)。
圖4 梁的內(nèi)力圖（關(guān)鍵點連線順序從右到左）
在ANSYS分析中，從不同的視圖看，哪是左段哪是右段？彎曲變形哪是凸哪是凹？因此是不能確定的。
展開 Ansys workbench獲取梁彎矩、剪力圖
如何使用Workbench平臺獲取梁桿內(nèi)力圖
技術(shù)鄰ID：tanghui13 網(wǎng)名：圓周率
更多經(jīng)典案例請查看本人視頻教程圓周率的有限元視頻
Ansys可通過beam188和beam189單元對梁系結(jié)構(gòu)進行分析，經(jīng)典界面中要獲得梁的內(nèi)力可通過Etable命令定義單元表即可獲得一系列內(nèi)力，如軸力、剪力和彎矩。若用戶使用workbench平臺對梁系結(jié)構(gòu)分析時該如何獲得梁的內(nèi)力？本文將通過一個簡單的懸臂梁案例向大家展示。
1、首先通過design model概念建模建立一根長度為100mm的梁。如圖1：
圖1 通過design model建立梁模型
2、導入mechanical施加邊界條件，一端固定，一端施加100N集中力載荷。見圖2：
圖2施加邊界條件
3、求解后獲得懸臂梁內(nèi)力:
1）、右鍵單擊model，插入construction gemotry（見圖3）
2）、右鍵單擊construction gemotry，插入path（見圖3）
3）、在details of path的path type中選擇Edge，并選中懸臂梁的線體。默認的path名稱為“path”（見圖4）
4）、右鍵單擊Solution—Insert—beam results—shear moment diagram,在path一欄中選擇我們剛才建立的path（見圖5）
5）、評估結(jié)果后即可得到懸臂梁內(nèi)力。（見圖6）
圖3
圖4
圖5
圖6
展開 Python畫彎矩圖剪力圖(一)
/f2.png', dpi = 500) #保存圖片
plt.show()
再看一個多跨梁
彎矩圖注意事項：
正彎矩畫在桿件的下方，負彎矩畫在桿件的上方。
使桿件下部受拉的彎矩為正,上部受拉的彎矩為負。
彎矩圖畫在桿件纖維受拉的一側(cè)。
剪力圖注意事項：
正剪力畫在桿件的上方；
負剪力畫在桿件的下方；
使桿件截面順時針方向轉(zhuǎn)動的剪力為正剪力；
使桿件截面逆時針方向轉(zhuǎn)動的剪力為負剪力；
一般情況下，剪力與桿件所受外力的方向相反。
彎矩圖是一條表示桿件不同截面彎矩的曲線。這里所說的曲線是廣義的，它包括直線、折線和一般意義的曲線。彎矩圖是對構(gòu)件彎矩的圖形表示，彎矩圖畫在受拉側(cè)，無須標正負號。
展開 
Python畫彎矩圖剪力圖(三)
/f115.png', dpi = 400) #保存圖片
plt.show()
彎矩圖剪力圖
隧道特種鋼拱架彎矩、扭矩，剪力計算
隧道特種鋼拱架彎矩、扭矩，剪力計算。我有三維模型，幫忙計算一下，提取一下關(guān)鍵參數(shù)。
Python畫彎矩圖剪力圖(二)
平面剛架的內(nèi)力圖繪制 繪制平面剛架(桁架)的變形圖及內(nèi)力圖就是一系列數(shù)據(jù)的可視化過程。內(nèi)力是基于桿的位置
的函數(shù)
,由一系列的離散點組成矩陣
這里第三行無實際意義，僅作為輔助計算。
定義縮放矩陣
ABAQUS實體、殼、梁單元的軸力、剪力、彎矩的提取方式及準確性驗證 ￥8
在ABAQUS中，對結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件進行受力分析除了分析應力云圖之外，通常還需要對部件的軸力、剪力或彎矩的變化趨勢進行分析。本帖基于以下的實體solid、殼shell、梁/beam（truss）模型，分別提取這三類模型的軸力、剪力、彎矩，并與理論計算相結(jié)合，驗證提取結(jié)果的準確性，并解釋相應有限元的計算原理。
計算模型
梁單元計算結(jié)果
實體單元計算結(jié)果
殼單元計算結(jié)果
帖子內(nèi)容概況
flac3d 提取實體樁（隧道）軸力 剪力 彎矩
本次介紹FLAC3D置fish語言編程提取實體樁彎矩軸力用下模型介紹（計算結(jié)果見附件）
隧道彎矩就不展示啦，有需要的可以聯(lián)系我。
需要fish計算程序可以私聊我技術(shù)鄰或者QQ：3120210076
軸力剪力彎矩結(jié)果.xlsx
土體尺寸為40m*40m*40m，樁埋入土中20m，露出表面5m，在樁頂施加豎向荷載200kN，水平荷載20kN。
利用FLAC3D內(nèi)置fish語言編寫程序計算得樁身軸力、剪力和彎矩。
樁身軸力曲線如圖所示
樁身剪力曲線如圖所示
樁身彎矩曲線如圖所示
展開 鋼筋混凝土柱(鋼筋Rebar Layer)及剪力-彎矩輸出
5、輸出荷載-位移曲線：在History Output中輸出施加荷載點的集中力CF和位移U，后處理繪制出荷載-位移曲線；
6、剪力和彎矩的輸出：采用Standard implicit 隱式計算，在INP文件進行*section print，將剪力和彎矩輸出到 dat文件。
模型建立：Rebar Layer
1、建立part：混凝土實體，鋼筋層三維shell建模（mesh中劃分網(wǎng)格時采用的是surface單元），如下圖
2、材料屬性：混凝土的材料屬性定義詳見開頭鏈接里的小實例，在此不再贅述；
下面主要說一下鋼筋層Rebar layer 如何建立：
1）創(chuàng)建鋼筋的材料屬性；
2）創(chuàng)建截面section ——選擇shell—surface
3) 在彈出的 Edit section，定義 Rebar Layers，詳細如下圖
Area per bar:直徑20mm的截面面積：314.2mm2；
space：縱筋的間距230mm；
Orientation Angle：縱筋方向與1-方向X軸的夾角90
然后進行
mesh網(wǎng)格劃分，混凝土和鋼筋均采用二次完全積分單元（劃分網(wǎng)格時，鋼筋層采用的是surface單元）
Assembly模塊，運用旋轉(zhuǎn)和移動，定義參考點，進行定位，組裝。
Interaction模塊，進行鋼筋和混凝土實體的Embed。
上述三項操作，在本貼一樓開頭，鏈接里面的實例帖子，均有圖文并茂的詳述，在此不再贅述。
在Step模塊，定義好施加載荷的分析步，
就可以 在Load模塊對柱底進行約束，在柱頂施加集中力了。
為了防止應力集中，本例中采用參考點與實體單元耦合約束 Coupling，在參考點上施加F=5000N的集中力。
在Interaction模塊，創(chuàng)建Coupling 耦合約束，如下圖。
展開 Abaqus實用技巧：彎矩、軸力、剪力提取方法詳解
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前言
最近在一個交流群里有人問到Abaqus中彎矩、軸力、剪力等內(nèi)力的提取方法，我就好奇的查閱資料并實踐了一下?；旧贤ㄟ^Abaqus的gui界面操作可以獲取任意截面在任意時刻的內(nèi)力，總的來看方法都是一樣的，小差異在于軟件中的某些選項的設(shè)置。在使用Abaqus進行結(jié)構(gòu)分析時，提取彎矩、軸力和剪力是非常常見的需求。下面我將詳細介紹一些在Abaqus中提取這些結(jié)果的實用技巧。
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操作步驟
1.進入后處理，點擊view cut,如下圖
2.選擇截面位置和截面數(shù)量，具體見下圖
3.進入report，點擊free body cut,然后進行下圖的設(shè)置
4.把導出的數(shù)據(jù)復制到excel中即可，分析和繪圖等
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結(jié)語
最近在學習和對比一些界面本構(gòu)的差異和效果，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上一些cohesive單元插入插件使用起來不僅方便，而且可以實現(xiàn)一些特殊的效果，如果大家有這方面的插件希望分享下，我也是剛開始接觸，這些對我也很重要，后續(xù)我也會繼續(xù)分享使用所得的技巧和收集的相關(guān)資料。
文章來源：力學混子愛AI
展開 
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實現(xiàn)方式研究系列39： 梁單元差異（3）-剪力和彎矩
如果是線性問題，那么Nastran和Abaqus的精度誤差主要體現(xiàn)在單元算法、邊界處理、MPC約束關(guān)系等，在2017年第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究文章中我們就曾經(jīng)分析過Abaqus的S4殼單元和Nastran的Quad4殼單元質(zhì)量矩陣的內(nèi)部實現(xiàn)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（3）-剪力和彎矩。
1.1 剪力和彎矩
只有理解了Abaqus、iSolver和Nastran的梁單元的截面方向后，才能更好的理解和截面方向相關(guān)的物理量，剪力和彎矩的計算就是其中一個重要的應用。
梁的剪力和彎矩都是針對梁內(nèi)部而言的，對有限元來說具體點就是積分點上的值。如果是一根梁的簡單加載問題，剪力必然與外力相等，而彎矩由力矩平衡就可得到，也就是說剪力和彎矩的大小很容易求出來，難的是剪力和彎矩的方向的確定。
1.2 材料力學中規(guī)定的方向
剪力和彎矩正方向怎么規(guī)定的，剪力和彎矩表示的是梁的特定一點的值，這個點的取法有兩種，譬如下面例子（圖a），可以取梁的左端（圖b），也可以取右端（圖c），那么另外一半對該點的剪力和彎矩的符號恰好相反：
所以在材料力學的理論中，剪力和彎矩的定義是取梁的這個點附近的一小段，如下：
取梁的一段，剪力如果導致梁順時針旋轉(zhuǎn)，那么為正，彎矩如果導致梁上部受壓，那么為正。
展開 轉(zhuǎn)載自土木工程師千總，ABAQUS輸出彎矩剪力軸力辦法（cae操作）
本版本6.11以上，例題為受均布荷載作用下兩端固定梁受力圖：
算出來后第一步：
1是要在z方向上創(chuàng)建界面（我們簡支梁縱軸是z軸，關(guān)注的梁軸線上的彎矩圖）
2是要顯示每個面上的合力及合力矩
3是要創(chuàng)建多少個截面
點option進入子菜單點2，再可以調(diào)節(jié)截面?zhèn)€數(shù)3 點擊apply
點擊report 選擇report free body cut ,1為輸出文件名稱，在工作目錄可以找到，點擊apply
20個截面 每個截面有三個分力和三個分彎矩 這個簡支梁我們關(guān)注的是Mx，然后會出彎矩圖
ANSYS Beam188提取彎矩為例介紹ANSYS定義單元表提取數(shù)據(jù) (解決彎矩圖鋸齒狀） ￥20
在ANSYS中有些數(shù)據(jù)無法直接訪問，需要通過定義單元表完成單元的結(jié)果的訪問。下面就以Beam188單元提取彎矩為例介紹ANSYS定義單元表提取數(shù)據(jù)的詳細過程。
1. 首先需要知道在哪里定義單元表：Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table>add
2. 定義你想要的數(shù)據(jù)，這里以Beam188的彎矩為例
2.1 啟動ANSYS幫助菜單, 在索引框輸入Beam188然后搜索, 在單元輸出介紹找到彎矩的名稱（代號）。
2.2 回到ANSYS界面，比如要輸出Mz, 則需要在添加SMISC,3 和SMISC,16 ,如圖
3. 輸出數(shù)據(jù)：Main Menu>General Postproc>Element Table> List E T, 選擇前面定義的SMISC,3 和SMISC,16 輸出單元I和J節(jié)點的Mz數(shù)值，如圖
4. 顯示彎矩云圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res, 這里要注意要在LabI 選SMISC,3 LabJ 選SMSCI,16。
輸出彎矩到這就結(jié)束了，小編突然發(fā)現(xiàn)，輸出的彎矩值在每個單元的I和J處是一樣的（Beam188為2節(jié)點單元），彎矩圖也就成了鋸齒形，于是去問了度娘一波，各路盆友給出解決方法，然而并沒有起作用的，于是乎我又想起來了“幫助文檔大法”，于是認認真真將Beam188的幫助文檔閱讀了一遍，功夫不負有心人，最終。。。
展開 Ansys 案例研究 | 剪力作用下的螺栓連接
討論了如何使用螺栓的實體來定義用戶定義坐標系下的螺栓預緊力，施加剪力并檢查該力對實體的影響。
