ansys截面單元形狀
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys截面單元形狀的實例教程
ANSYS中的自定義截面功能為用戶定義復(fù)雜截面提供了方便，然而部分同學(xué)在處理復(fù)雜截面時，有遇得到過明明截面外框尺寸都一樣，而網(wǎng)格劃分后打開單元形狀發(fā)現(xiàn)截面出現(xiàn)偏離對不齊的情況。
以下面的案例為例，此處自定義了兩個復(fù)雜箱梁截面，均采用在CAD建立好面域，導(dǎo)入ANSYS中劃分網(wǎng)格，然后在采用secwrite命令自定義截面。
兩個截面的外觀尺寸完全一致，唯一不同的是內(nèi)部空心 形狀不一致！
截面一形式如下：
截面二形式如下：
導(dǎo)入ANSYS，劃分網(wǎng)格后，并打開單元形狀，截面如下：
從截圖中可看到，兩者截面交匯處有明顯的截面錯位，放大如下所示：
有的同學(xué)會認為兩者截面外部尺寸完全一樣，理論上應(yīng)該重合才是，可為啥還有這種情況出現(xiàn)呢？
原因如下：
在ANSYS的梁單元截面定義中，ANSYS默認梁單元中心線(單元坐標系X軸)位于截面形心處，當用戶用secplot繪制截面形狀時所出現(xiàn)的Centroid Y和Centroid Z即為截面形心相當于截面定義原點的坐標。如果兩個截面的這兩個坐標不一致，就會出現(xiàn)類似上圖中的錯位現(xiàn)象！
單元坐標系X軸以截面形心位置為準
那么截面原點位于哪個地方呢？自帶截面庫對于雙邊對稱的情況（例如矩形，圓形），原點一般位于截面對稱中心處，而對于單邊對稱的情況（例如槽型截面），原點一般位于左下角原點。如果用戶采用了自定義截面，則原點位于用戶自定義截面時的坐標原點（0,0）處。
例如此處我們在cad中繪制截面時，坐標（0,0）位于頂部中心處，那么這個點就是我們截面的原點。
此處注意坐標系的轉(zhuǎn)換，雖然我們在cad中是X、Y坐標，但換到ANSYS截面定義中，x坐標代表單元坐標系Y軸，y坐標系代表單元坐標系Z軸。
展開 指定讀入的截面類型在后面使用中編號
secoffset,cent !指定截面在梁縱軸上的偏移量
secread,'jm2','sect',,mesh !讀入截面。如果截面保存在其他路徑，可以采用絕對路徑的方法確定
SECPLOT,1,1 !畫出截面，并顯示截面的網(wǎng)格劃分。
k,5,1,10000
k,6,1,0
k,7,1,0,5000
k,8,5000,0,0 !前兩個關(guān)鍵點是為了建立梁，后兩個作為方向關(guān)鍵點使用
l,5,6
lsel,s,line, ,1,5,1 !選擇梁單元的軸線
latt,1,,1,,7,8,1 !將材料號、截面參考號、實常數(shù)（如果有的話）、方向關(guān)鍵點等信息分配給
!上面已經(jīng)選擇好的還沒有劃分單元的梁軸線/
lesize,all,,,10 !指定梁縱向劃分網(wǎng)格的尺寸。由于前面已經(jīng)用LSEL命令選擇好了的線就是梁的中軸線
!所以不需要再次選擇（ANSYS里，選擇好的實體會有個標志，除非你用命令改變了它們）
lmesh,all !劃分網(wǎng)格，好了，你可以再改變參數(shù)，增加荷載項并求解啦。
【附注】
把在ansys中使用梁單元的主意事項列于下：
1. beam188、beam189在section中設(shè)定參數(shù)；而beam3、beam4則必須在實常數(shù)中設(shè)置，其中橫截面積、彎曲慣性矩以及扭轉(zhuǎn)慣性矩是必須填入的，截面厚度（TKY、TKZ）只在圖形顯示中有用，計算的時候并不用到它，看一下梁單元剛度矩陣的推導(dǎo)就可明白，ansys的理論手冊也有梁單元剛度陣元素的詳細介紹。
展開 ansys中梁單元截面類型總共給了12種，如下圖
最后一種“ASEC”，即其他亞類，不需要形狀，只需輸入一些截面的數(shù)據(jù)即可。
ASEC類型有如下圖幾個參數(shù)：
如圖共有11種關(guān)于截面屬性的參數(shù)：A,Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy, CGz, SHy, SHz, TKz,
TKy
各個屬性所代表的參數(shù)的意義
A = Area of section 截面面積
Iyy = Moment of inertia about the y axis 對y軸的慣性矩
Iyz = Product of inertia 慣性積
Izz = Moment of inertia about the z axis z軸的轉(zhuǎn)動慣量
Iw = Warping constant 翹曲慣性矩
J = Torsional constant 扭轉(zhuǎn)常數(shù)
CGy = y coordinate of centroid y坐標的重心
CGz = z coordinate of centroid z坐標的重心
SHy = y coordinate of shear center y坐標的剪切中心
SHz = z coordinate of shear center z坐標的剪切中心
TKz = Thickness along Z axis (maximum height)沿Z軸厚度
TKy = Thickness along Y axis (maximum width)沿Y軸厚度
展開 ANSYS梁單元自定義截面
梁單元作為一種簡單且高效的計算單元，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)換為實體單元，從而降低了計算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡單，求解精度也相對較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點如下圖所示：
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的截面庫中，但是經(jīng)典的梁單元計算時截面方向分為四個單元，這對于一般計算來說是足夠的，但如果需要仔細分析截面方向的內(nèi)力，可能就略顯的粗糙了。除此之外，鋼管混凝土、組合梁之類也都是異形梁截面，此時標準截面庫中的數(shù)據(jù)也沒什么用。針對這個問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)可以使用簡單的截面計算工具得到，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之類的截面有限元軟件進行計算。將截面信息填入。采用ASEC的截面輸入方式計算效率高，截面信息準確的話，精度也不差，但缺點是不能輸出截面積分點和柵點的數(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單元劃分截面，并保存截面數(shù)據(jù)；
3.建立計算幾何模型，讀取截面數(shù)據(jù)；
4.賦予模型截面，施加邊界條件計算；
5.后處理。
展開 梁單元作為一種簡單且高效的計算單元，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)換為實體單元，從而降低了計算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡單，求解精度也相對較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點如下圖所示：
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的截面庫中，但是經(jīng)典的梁單元計算時截面方向分為四個單元，這對于一般計算來說是足夠的，但如果需要仔細分析截面方向的內(nèi)力，可能就略顯的粗糙了。除此之外，鋼管混凝土、組合梁之類也都是異形梁截面，此時標準截面庫中的數(shù)據(jù)也沒什么用。針對這個問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)可以使用簡單的截面計算工具得到，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之類的截面有限元軟件進行計算。將截面信息填入。采用ASEC的截面輸入方式計算效率高，截面信息準確的話，精度也不差，但缺點是不能輸出截面積分點和柵點的數(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單元劃分截面，并保存截面數(shù)據(jù)；
3.建立計算幾何模型，讀取截面數(shù)據(jù)；
4.賦予模型截面，施加邊界條件計算；
5.后處理。
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ansys截面單元形狀的相關(guān)專題、標簽、搜索
ansys截面單元形狀的最新內(nèi)容
基于ansys apdl建立單元截面分層的材料參數(shù)
建立的截面，多少段，多少個自定義截面
開篇點題，不說廢話，直接給出生成梁單元的手動操作方式和模塊化命令流。
手動操作
介紹一下標準化生產(chǎn)梁單元截面特性，便于后續(xù)的梁單元建模和仿真。
1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導(dǎo)入ACIS
3，定義單元，劃分網(wǎng)格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
ANSYS中的自定義截面功能為用戶定義復(fù)雜截面提供了方便，然而部分同學(xué)在處理復(fù)雜截面時，有遇得到過明明截面外框尺寸都一樣，而網(wǎng)格劃分后打開單元形狀發(fā)現(xiàn)截面出現(xiàn)偏離對不齊的情況。
以下面的案例為例，此處自定義了兩個復(fù)雜箱梁截面，均采用在CAD建立好面域，導(dǎo)入ANSYS中劃分網(wǎng)格，然后在采用secwrite命令自定義截面。
兩個截面的外觀尺寸完全一致，唯一不同的是內(nèi)部空心 形狀不一致！
截面一形式如下
關(guān)于梁分析的一個例子。首先是建立截面形式。為了后面調(diào)試中清楚地看到方向關(guān)鍵點的影響，所以截面采用矩形截面。調(diào)試的結(jié)果表明：截面的關(guān)鍵點是確定中性軸圍繞梁縱軸轉(zhuǎn)動的定位（或者說，無論怎么取方向關(guān)鍵點，截面的法線永遠與梁的縱軸線平行，）如果大家為了測試這一點，可以采用與梁縱軸線垂直的面內(nèi)的若干個關(guān)鍵點實驗一下。如果兩個關(guān)鍵點造成截面取向不同，則梁沿縱軸發(fā)生扭曲。前一個方向關(guān)鍵點控制的是梁的起點的方向，
部分朋友反應(yīng)在采用殼單元進行仿真計算時不知如何提取殼單元的截面內(nèi)力，今日水哥就殼單元的截面內(nèi)力提取方法簡單說明下，供諸君參考一二。
首先講講殼單元的應(yīng)力和內(nèi)力輸出。
薄殼單元和中厚板殼單元應(yīng)力和內(nèi)力的輸出項目不盡相同，對于薄殼單元如 SHELL63 就不輸出次要應(yīng)力（τxz、τyz）和內(nèi)力（Nx、Ny），而中厚板殼單元則輸出這些應(yīng)力和內(nèi)力。
注意，殼單元的內(nèi)力輸出均是相對于單元坐標系
梁單元作為一種簡單且高效的計算單元，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)換為實體單元，從而降低了計算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡單，求解精度也相對較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點如下圖所示：
在ANSYS
ansys中梁單元截面類型總共給了12種，如下圖
最后一種“ASEC”，即其他亞類，不需要形狀，只需輸入一些截面的數(shù)據(jù)即可。
ASEC類型有如下圖幾個參數(shù)：
如圖共有11種關(guān)于截面屬性的參數(shù)：A,Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy, CGz, SHy, SHz, TKz,
TKy
各個屬性所代表的參數(shù)的意義
A = Area of section 截面面積
Iyy =
其實在workbench中原理和classi一樣，也是通過建立結(jié)構(gòu)面，投影結(jié)果并積分求解而來，依然以前文的懸臂梁為例來簡單說明。
第一步：建立該懸臂梁，并求解，如下。
第二步，在我們需要查看內(nèi)力截面位置處建立局部坐標系，這里我們建立中間位置處截面，如下所示：
第三步，建立求解面。選擇Model,可以在工具欄中選中construction geometry，插入surface，
ANSYS Classical 中如何獲取實體單元某截面的內(nèi)力
相信很多童鞋在采用ANSYS進行實體單元進行分析的時候，對于如何輸出某截面的內(nèi)力甚是困惑，由于實體單元的特性，ANSYS中沒有相應(yīng)的集成命令來幫助我們輸出截面內(nèi)力，唯一的方法只能是通過相關(guān)后處理得到我們想要的結(jié)果。
實體單元截面內(nèi)力輸出，本人在這里分為兩類。
第一類：支座截面內(nèi)力輸出
ANSYS梁單元自定義截面
梁單元作為一種簡單且高效的計算單元，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)換為實體單元，從而降低了計算量，且梁單元結(jié)構(gòu)形式簡單，求解精度也相對較高。在ANSYS中，梁單元基本上可以分為線性單元和二次單元，二者之間計算理論不同，經(jīng)典的二次單元即BEAM189單元的積分點如下圖所示：
在ANSYS
