常用的梁單元有四個:BEAM3,BEAM4,BEAM188,BEAM189.
ANSYS12后BEAM3,BEAM4,變得不再支持。ANSYS10中是支持的。
但是,需要使用這兩個單元,有幾種方法:
1)在舊的ANSYS版本建立;
2)在高版本ANSYS中命令流,實常數也需要用命令流輸入;
3)參考幫助文檔,用新單元代替,見附錄1;
4)在hyermesh中建立模型,hm2013,2017中都是支持這些模塊的。
在GUI中建模懸臂梁時,需要輸入:“AREA”、“IZZ”、“HEIGHT”的值,分別表示截面面積,慣性矩,截面高度。
對應的命令流為:R, 1, 14.345e-4, 245e-8, 0.1
建立平面桁架只要輸入:“AREA”。對應的命令流為:R, 1, A
A是被賦值的變量。
ANSYS以前版本中,還存在Beam3(平面二維)、Beam4(空間三維)等單元,這些單元均有明顯的局限性。對比Beam4和Beam188可知,Beam4輸入的截面參數以實常數表達,即慣性矩、截面積和截面高度,在計算時用矩形截面等效實際截面進行計算,這造成不同截面在截面參數(實常數)相同時,計算結果相同,Beam188則根據實際截面由多個節點構建截面剛度矩陣;Beam4采用了主自由度的原理,為經典梁彎曲理論構造的歐拉梁單元,忽略剪切變形,基於假設中法線在變形后仍保持和中面垂直,所以只能得到類似平均的截面彎曲應力,Beam188采用相對自由度原理,考慮剪切變形,計算撓度和截面轉動時根據截面剛度矩陣各自獨立插值,截面應力和變形是真實的。
參考文獻:
2)ANSYS Workbench有限元分析實例詳解(靜力學)
附錄1: