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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？

另外一個不方便之處在于當截面非常多時（大多數(shù)情況下一個結(jié)構(gòu)具有幾十個截面），使用上述命令流比較耗時。因此，基于以上不足，小編優(yōu)化了計算方法，采用MATLAB與ANSYS APDL聯(lián)合的方法，一鍵批量計算所有截面的實常數(shù)。

ANSYS中3D分析中的梁單元主要采用Beam188和Beam189，均被默認為鐵摩辛柯（Timoshenko）梁單元，該假設(shè)認為變形后橫截面保持平面且不發(fā)生扭曲，可以計算彎曲、拉壓、扭轉(zhuǎn)并且考慮剪切變形的影響，兩種梁單元可以滿足大多數(shù)工程問題。Beam188 單元具有I和J兩個節(jié)點，每個節(jié)點有6-7個自由度。

模型采用梁單元與桿單元組合建模，其中拱肋、橫梁及主梁均采用 BEAM188 單元模擬，吊桿采用 LINK180 單元模擬，完整還原了下承式拱橋的典型結(jié)構(gòu)特征。模型技術(shù)特點BEAM188 單元：用于模擬拱肋、橫梁及主梁，該單元基于鐵木辛哥梁理論，支持線性及幾何非線性分析，可準確捕捉結(jié)構(gòu)彎曲、扭轉(zhuǎn)及軸向受力特性。通過 SECTYPE 命令定義截面參數(shù)。

編輯 在Abaqus中，剛性單元常用*coupling-*Kinematic給出 ? 編輯 而在ANSYS中，剛性單元一般以cerig命令給出 ? 編輯 不同求解器對于rbe2單元的底層數(shù)值算法可能略有差異，但其物理表現(xiàn)形式大致相同。

，如確定為2D的Beam單元后，此時有三種單元類型可供選擇，如下：2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54，根據(jù)分析問題是彈性還是塑性確定為“Beam3”或“Beam4”，若是變截面的非對稱的問題則用“Beam54”。

• 使用網(wǎng)格梁截面子類型（SECTYPE,,BEAM,MESH）和/或錐形梁截面類型（SECT,,TAPER）對具有復(fù)雜截面幾何形狀和輪廓的結(jié)構(gòu)進行建模。 • 如果預(yù)期沿長度方向發(fā)生不均勻變形，則在BEAM188中選擇高階插值選項。然而，由于高階插值選項引入了不可見的內(nèi)部單元節(jié)點，因此請仔細檢查邊界條件和加載以避免不一致。

同時以下方的L型材來說明同一個型材在不同軟件中的截面方向（算例名稱為OneBeam.cae/Beam-OneMesh-L）。2.2 Abaqus的梁截面方向2.2.1 Abaqus梁截面屬性關(guān)聯(lián)時的局部坐標系方向在Abaqus中，創(chuàng)建一根梁由節(jié)點1和2組成，同時，節(jié)點1、2分別是梁的第一和第二節(jié)點。此例子中x=0為節(jié)點1。

梁為雙筋截面梁，截面寬度0.4m,截面高度0.7m?！締谓罹匦?em>截面正截面受彎配筋計算[P69例3-1](1)】。在本例中，為了簡化計算流程，暫不考慮配筋情況。

本案例通過 ANSYS APDL 參數(shù)化腳本實現(xiàn)自動化建模，采用經(jīng)、緯桿交織的空間幾何布局構(gòu)建聯(lián)方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。 在腳本中，節(jié)點位置、單元連接、材料屬性與截面特性均通過參數(shù)化控制生成。用戶只需在開頭部分輸入矢高（決定網(wǎng)殼曲率）、環(huán)數(shù)（決定網(wǎng)殼分層）、徑數(shù)（決定分區(qū)數(shù)量），模型即可自動完成節(jié)點分布計算與單元劃分。

本案例基于 ANSYS APDL 平臺，采用魚骨梁建模思路，結(jié)合 BEAM188 與 LINK180 元素的特性，構(gòu)建了一個精細、穩(wěn)定、可擴展的懸索橋仿真模型案例。該模型提供了一個開箱即用、萬變不離其宗的基礎(chǔ)案例。主纜精細化找形筆者也開發(fā)了一個單獨的軟件，有興趣的可以私信一起討論。

圖1 截面 2.1．CivilFEM開裂靜力分析 圖2為CivilFEM定義的截面，計算采用梁單元beam54（在CivilFEM中beam54、beam44梁單元可以進行非線性計算），CivilFEM在定義梁單元截面后自動計算beam54單元的實常數(shù)，無需用戶輸入。圖3為實際形狀顯示的懸臂梁模型。

beam188和高階梁單元beam189，其中beam188單元又分別采用一次形函數(shù)和三次形函數(shù)分別計算，形函數(shù)設(shè)置方法參考《 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真-梁單元1 》。

5、加強筋建模思路在ANSYS中，加強筋指纖維長度遠大于其橫截面的纖維。對于結(jié)構(gòu)分析而言，一般梁單元的彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切剛度在加強筋單元中均不予考慮，故指存在其軸向剛度。 ANSYS將加強筋單元與其基礎(chǔ)單元進行綁定，故在整個計算過程中，二者的相對位移也是不存在的。換言之，加強筋單元的運動，取決于也僅取決于其基礎(chǔ)單元的運動。

案例文件說明TrussArcBridge.cdb：為模型文件，包含節(jié)點、單元、截面、材料及邊界定義，可直接在 ANSYS 中導入使用。TrussArcBridge.mac：為命令流腳本，自動完成求解及結(jié)果輸出等操作。用戶僅需在 APDL 環(huán)境中運行命令流，即可完成恒載分析并得到初步計算結(jié)果。 1.4.

模型的核心特點是實現(xiàn)了幾何參數(shù)與單元類型的高度可控化，能夠根據(jù)用戶輸入的矢高、環(huán)數(shù)、徑數(shù)自動生成肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元模型。模型在腳本中設(shè)置了單元類型選擇功能，可自由切換使用 BEAM4 或 LINK8 元素，以適應(yīng)不同的分析需求。1.1. 建模思路與功能設(shè)計模型采用基于經(jīng)線與緯線構(gòu)成的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系。

我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。