ANSYS梁单元自定义截面

ANSYS

梁单元作为一种简单且高效的计算单元,在结构分析尤其是建筑结构中得到广泛的应用。使用梁单元可以避免将结构中梁柱全部转换为实体单元,从而降低了计算量,且梁单元结构形式简单,求解精度也相对较高。在ANSYS中,梁单元基本上可以分为线性单元和二次单元,二者之间计算理论不同,经典的二次单元即BEAM189单元的积分点如下图所示:DefBeamSec在ANSYS中可以为BEAM单元定义截面,其中大部分经典的截面形式都包含在ANSYS的截面库中,但是经典的梁单元计算时截面方向分为四个单元,这对于一般计算来说是足够的,但如果需要仔细分析截面方向的内力,可能就略显的粗糙了。除此之外,钢管混凝土、组合梁之类也都是异形梁截面,此时标准截面库中的数据也没什么用。针对这个问题存在两种解决方式,一种是使用ASEC自定义截面参数,这个命令不管截面如何,只需要给出截面相关的信息即可,截面的信息输入如下图所示:

ASEC截面

ASEC截面

至于这些截面的参数可以使用简单的截面计算工具得到,如果是钢筋混凝土梁这种比较复杂的复合梁,那么需要使用Xtract之类的截面有限元软件进行计算。将截面信息填入。采用ASEC的截面输入方式计算效率高,截面信息准确的话,精度也不差,但缺点是不能输出截面积分点和栅点的数据。

另一种方式就是自定义截面,其基本思路如下:

  1. 设定MESH200单元,建立截面几何形状;
  2. 用MESH200单元划分截面,并保存截面数据;
  3. 建立计算几何模型,读取截面数据;
  4. 赋予模型截面,施加边界条件计算;
  5. 后处理。

下面以一个开洞矩形梁作为分析,截面尺寸(m)如下图所示:

截面几何形状

在ANSYS中选择MESH200单元,之后建立截面几何模型并划分网格,如下图所示:

截面有限元模型

截面有限元模型

之后直接写入到文件中,如下图所示:

写入文件

写入文件

也可以用下面的命令流直接写入:

截面保存完成之后,清理数据库从新建立分析模型,并用下面的命令读取刚才写入的截面:

赋予截面后形成的有限元模型如下图所示:

自定义截面梁

自定义截面梁

之后设定相应的边界条件,加载即可,下图给出了计算的Mises应力图:

Mises应力云图

Mises应力云图

APDL代码以如下所示:

模型为测试模型,APDL代码不公开,如有需要请留言。

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2条评论

  1. 毛华荣   •  

    初级攻城狮喜欢逛资深攻城狮的后花园,能不能求APDL命令流学习下。

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