ansys定義桿截面形狀的案例
APDL自定義截面打開單元形狀后總是對不齊，怎么辦？
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(shí)，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(gè)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(gè)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(cuò)位，放大如下所示：
有的同學(xué)會認(rèn)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(rèn)梁單元中心線(單元坐標(biāo)系X軸)位于截面形心處，當(dāng)用戶用secplot繪制截面形狀時(shí)所出現(xiàn)的Centroid Y和Centroid Z即為截面形心相當(dāng)于截面定義原點(diǎn)的坐標(biāo)。如果兩個(gè)截面的這兩個(gè)坐標(biāo)不一致，就會出現(xiàn)類似上圖中的錯(cuò)位現(xiàn)象！
單元坐標(biāo)系X軸以截面形心位置為準(zhǔn)
那么截面原點(diǎn)位于哪個(gè)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(diǎn)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(diǎn)一般位于左下角原點(diǎn)。如果用戶采用了自定義截面，則原點(diǎn)位于用戶自定義截面時(shí)的坐標(biāo)原點(diǎn)（0,0）處。
例如此處我們在cad中繪制截面時(shí)，坐標(biāo)（0,0）位于頂部中心處，那么這個(gè)點(diǎn)就是我們截面的原點(diǎn)。
此處注意坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，雖然我們在cad中是X、Y坐標(biāo)，但換到ANSYS截面定義中，x坐標(biāo)代表單元坐標(biāo)系Y軸，y坐標(biāo)系代表單元坐標(biāo)系Z軸。
展開 ANSYS梁單元自定義截面
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，這對于一般計(jì)算來說是足夠的，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、組合梁之類也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫中的數(shù)據(jù)也沒什么用。針對這個(gè)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(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，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單元劃分截面，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 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(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，這對于一般計(jì)算來說是足夠的，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、組合梁之類也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫中的數(shù)據(jù)也沒什么用。針對這個(gè)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(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，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單元劃分截面，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 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(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，這對于一般計(jì)算來說是足夠的，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、組合梁之類也都是異形梁截面，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)截面庫中的數(shù)據(jù)也沒什么用。針對這個(gè)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(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，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單元劃分截面，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 
『原創(chuàng)』ANSYS中殼單元截面如果能夠自定義該是有限元技術(shù)中的一個(gè)難點(diǎn)突破!
然而在多年的有限元工程應(yīng)用中,有一個(gè)問題一直都困擾著我,問題描述如下:有一大類薄板結(jié)構(gòu),其截面是不規(guī)則的,如果按照均勻薄板結(jié)構(gòu)來算顯然會有較大出入;若按照梁殼結(jié)合,工作量將是非常大,且未必能夠很好的解決!
某突發(fā)奇想,如果有限元中能象解決梁截面一樣,在分析中也可以自定義殼截面那改有多好啊!
這個(gè)問題我在仿真互動論壇中也發(fā)過貼子,在這里希望繼續(xù)和大家探討,多交流,看是否還有什么更好的解決辦法!
