ansys各种单元及使用

ansys 单元类型种类统计单元名称种类单元号

LINK （共12 种） 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180

PLANE （共20 种）

2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223

BEAM （共09 种）3,4,23,24,44,54,161,188,189

SOLID （共30 种）

5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164 ,168, 185,186,187,191,226,227

COMBIN （共05 种）7,14,37,39,40

INFIN （共04 种）9,47,110,111

CONTAC （共05 种）12,26,48,49,52

PIPE （共06 种）16,17,18,20,59,60

MASS （共03 种）21,71,166

MATRIX （共02 种）27,50

SHELL （共19 种）

28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209

FLUID （共14 种）29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142 SOURC （共01 种）36

HYPER （共06 种）56,58,74,84,86,158

VISCO （共05 种）88,89,106,107,108

CIRCU （共03 种）94,124,125

TRANS （共02 种）109,126

INTER （共05 种）115,192,193,194,195

HF （共03 种）118,119,120

ROM （共01 种）144

SURF （共04 种）151,152,153,154

COMBI （共01 种）165

TARGE （共02 种）169,170

CONTA （共06 种）171,172,173,174,175,178

PRETS （共01 种）179

MPC （共01 种）184

MESH （共01 种）20

ANSYS 分析结构静力学中常用的单元类型

一、单元类型选择概述：

ANSYS 的单元库提供了100 多种单元类型，单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上；

单元类型选择方法：

1.设定物理场过滤菜单，将单元全集缩小到该物理场涉及的单元；

二、单元类型选择方法（续一）

2.根据模型的几何形状选定单元的大类，如线性结构则只能用“Plane、Shell ”这种单元去模

拟；

3.根据模型结构的空间维数细化单元的类别，如确定为“ Beam”单元大类之后，在对话框的

右栏中，有2D 和3D 的单元分类，则根据结构的维数继续缩小单元类型选择的范围；

三、单元类型选择方法（续二）

4.确定单元的大类之后，又是也可以根据单元的阶次来细分单元的小类，如确定为

“ Solid-Quad”，此时有四种单元类型：Quad 4node 42 Quad 4node 183 Quad 8node 82 Quad 8node 183 前两组即为低阶单元，后两组为高阶单元；

四、单元类型选择方法（续三）

5.根据单元的形状细分单元的小类，如对三维实体，此时则可以根据单元形状是“六面体”还

是“四面体”，确定单元类型为“Brick还”是“Tet；”

五、单元类型选择方法（续四）

6.根据分析问题的性质选择单元类型，如确定为2D 的Beam 单元后，此时有三种单元类型

可供选择，如下：2D elastic 3 2Dplastic 23 2D tapered 54 ，根据分析问题是弹性还是塑性确定为“Beam3”或“Beam4”，若是变截面的非对称的问题则用“Beam54”。

六、单元类型选择方法（续五）

7.进行完前面的选择工作，单元类型就基本上已经定位在2-3 种单元类型上了，接下来打开

这几种单元的帮助手册，进行以下工作：

仔细阅读其单元描述，检查是否与分析问题的背景吻合、

了解单元所需输入的参数、单元关键项和载荷考虑；

了解单元的输出数据；

仔细阅读单元使用限制和说明。

Mass21 是由6 个自由度的点元素，x,y,z 三个方向的线位移以及绕x,y,z 轴的旋转位移。每个自由度的质量和惯性矩分别定义。

Link1 可用于各种工程应用中。根据应用的不用，可以把此元素看成桁架，连杆，弹簧，等。这个2 维杆元素是一个单轴拉压元素，在每个节点都有两个自由度。X,y, 方向。铰接，没有弯矩。

Link8 可用于不同工程中的杆。可用作模拟构架，下垂电缆，连杆，弹簧等。3 维杆元素是单轴拉压元素。每个点有3 个自由度。X,y,z 方向。作为铰接结构，没有弯矩。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化和大变形的特性。

Link10 3 维杆元素，具有双线性劲度矩阵的特性，单向轴拉（或压）元素。对于单向轴拉，

如果元素变成受压，则硬度就消失了。此特性可用于静力钢缆中，当整个钢缆模拟成一个元素时。当需要静力元素能力但静力元素又不是初始输入时，也可用于动力分析中。该元素是shell41 的线形式，keyopt（1）=2, ' cloth选'项。如果分析的目的是为了研究元素的运动，（没有静定元素），可用与其相似但不能松弛的元素（如link8 和pipe59 ）代替。当最终的结构是一个拉紧的结构的时候，Link10 也不能用作静定集中分析中。但是由于最终局于一点的结果松弛条件也是有可能的。在这种情况下，要用其他的元素或在link10 中使用‘显示动力 '技术。Link10 每个节点有3 个自由度，x,y,z 方向。在拉（或压）中都没有抗弯能力，但是可以通过在每个link10 元素上叠加一个小面积的量元素来实现。具有应力强化和大变形能力。

Link11 用于模拟水压圆筒以及其他经受大旋转的结构。此元素为单轴拉压元素，每个节点有3 个自由度。X,y,z 方向。没有弯扭荷载。

Link180 可用于不同的工程中。可用来模拟构架，连杆，弹簧，等。此3 维杆元素是单轴拉

压元素，每个节点有3 个自由度。X,y,z 方向。作为胶接结构，不考虑弯矩。具有塑性，徐变，旋转，大变形，大应变能力。link180 在任何分析中都包括应力强化项（分析中，nlgeon,on），此为缺省值。支持弹性，各向同性硬化塑性，运动上的硬化塑性，希尔各向

异性塑性，chaboche 非线性硬化塑性和徐变等。

Beam3 单轴元素，具有拉，压，弯性能。在每个节点有 3 个自由度。X,y,方向以及绕z 轴的旋转。

Beam4 是具有拉压扭弯能力的单轴元素。每个节点有6 个自由度，x,y,z, 绕x,y,z 轴。具有应力强化和大变形能力。在大变形分析中，提供了协调相切劲度矩阵选项。

Beam23 单轴元素，拉压和受弯能力。每个节点有3 个自由度。该元素具有塑性，徐变，膨胀能力。如果这些影响都不需要，可使用beam3 ，2 维弹性梁。

Beam24 3 维薄壁梁。单轴元素，任意截面都有拉压、弯曲和St. Venant 扭转能力。可用于

任何敞开的和单元截面。该元素每个节点有6 个自由度：x,y,z 和绕x,y,z 方向。该元素在轴向和自定义的截面方向都具有塑性，徐变和膨胀能力。若不需要这些能力，可用弹性梁beam4 或beam44 。Pipe20 和beam23 也具有塑性，徐变和膨胀能力。截面是通过一系

列的矩形段来定义的。梁的纵轴向方向由第三个节点指明。

Beam44 3 维弹性锥形不对称梁。单轴元素，具有拉压扭和弯曲能力。该元素每个节点有6 个自由度：x,y,z 和绕x,y,z 方向。该元素允许每个端点具有不均匀几何特性，并且允许端

点与梁的中性轴偏移。若不需要这些特性，可采用beam4 。该元素的2 维形式是beam54 。该元素也提供剪应变选项。还提供了输出作用于单元上的与单元同方向的力的选项。具有应力强化和大变形能力。

Beam54 单轴元素，拉压和受弯能力. 每个节点有3 个自由度。该元素允许在端点有不均匀几何性质。允许端点偏移梁的轴心。无塑性徐变或膨胀能力。有应力强化能力。剪切变形和

弹性基础影响也体现在选项中。还可打印作用于元素上的沿元素方向的力。

Beam188 3 维线性有限应力梁。适用于分析短粗梁结构。该元素基于timoshenko 梁理论。

包括剪应变。Beam188 是一个三维线性( 2节点)梁。每个节点有6或7个自由度，具体依赖于keyopt(1) 的值。Keyopt(1)=0 为每个节点6 个自由度。包括x,y,z 方向和绕x,y,z 方向。＝1 还考虑了扭转自由度。该元素适用于线性，大旋转和大应变非线性。包括应力强化项在任何分析中，都缺省为nlgeom=on. 。该选项为元素提供了分析曲屈、侧移和扭转的能力。

Beam189 3 维二次有限应力梁。适用于分析短粗梁结构。该元素基于timoshenko 梁理论。

包括剪应变。Beam189 是一个三维二次( 3节点)梁。每个节点有6或7个自由度，具体依赖于keyopt(1) 的值。Keyopt(1)=0 为每个节点6 个自由度。包括x,y,z 方向和绕x,y,z 方向。＝1 还考虑了扭转自由度。该元素适用于线性，大旋转和大应变非线性。包括应力强化项在任何分析中，都缺省为nlgeom=on. 。该选项为元素提供了分析曲屈、侧移和扭转的能力。

Plane2 2 维6节点3角形结构实体。具有二次位移，适用于模拟不规则网格。该元素有6 个结点定义，每个节点2 个自由度，分比为x ，y 方向。可将其用于平面单元(平面应力或平面应变)或是轴对称单元。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。

Plane25 轴对称协调4 节点结构体。用于承受非轴对称荷载的2 维轴对称结构。如弯曲，剪切或扭转。该元素由4 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。对于非扭转节点，这3 个方向分别代表半径，轴向和切线方向。给元素是plane42 的一般模式，2 为结构单元，和在不一定为轴对称。

Plane42 2 维实体。该元素即可用于平面单元（平面应力或平面应变）也可用于轴对称单元。该元素由4 个节点定义，每个节点2 个自由度：x,y 方向。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。

Plane82 二维8 节点实体。该元素是plane42 的高次形式。它为混合（四边形－三角形）

自动网格划分提供了更精确的求解结果，并能承受不规则形状而不会产生任何精度上的损失。

8 节点元素具有位移协调形状，适用于模拟弯曲边界。该元素由8个节点定义，每个节点2 个自由度，x,y 方向。可用于平面单元也可用于轴对称单元。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。并提供不同的输出选项。

Plane83 二维8 节点实体。用于承受非轴对称荷载的2 维轴对称结构。如弯曲，剪切或扭转。该元素每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。对于非扭转节点，这3 个方向分别代表半径，轴向和切线方向。该元素是plane25 的高次形式。它为混合（四边形－三角形）自动网格划分提供了更精确的求解结果，并能承受不规则形状而不会产生任何精度上的损失。该元素也是plane82 的一般轴向形式，其荷载不需要对陈。

Plane145 二维四边形实体p- 元素。Plane145 是一个四边形p- 元素，支持最高为8 次的多项式。该元素由8 个节点定义，每个节点2 个自由度，x,y 方向。可用于平面单元也可用于轴对称单元。

Plane146 二维三角形实体p- 元素。Plane145 是一个三角形p- 元素，支持最高为8 次的多项式。该元素由6 个节点定义，每个节点2 个自由度，x,y 方向。可用于平面单元也可用于轴对称单元。

Plane182 2 维4 节点实体。该元素用于2 维模型。可用于平面单元也可用于轴对称单元。该元素由4 个节点定义，每个节点2 个自由度，x,y 方向。可用于平面单元也可用于轴对称单元。具有塑性，超弹性，应力强化，大变形，大应变能力。可用来模拟几乎不能压缩的次弹性材料和完全不能压缩的超弹性材料的变形。

Plane183 2 维8 节点实体。具有二次位移，适用于模拟不规则网格。该元素由8 个节点定义，每个节点2 个自由度，x,y 方向。可用于平面单元也可用于轴对称单元。具有塑性，超弹性，应力强化，大变形，大应变能力。可用来模拟几乎不能压缩的次弹性材料和完全不能压缩的超弹性材料的变形。支持初始应力。并提供不同的输出选项。

Solid45 3-D 实体。用于3维实体结构模型。8 个节点，每个节点3 个自由度，x,y,z 三个方向。该元素有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形和大应变能力。提供带有沙漏控制的缩减选项。各向异性选用solid64. 。solid45 的高次形式使用solid95.

Solid46 3 维8 节点分层实体。是solid45 的分层形式，用于模拟分层壳或实体。该元素允许达到250 层。如果需要超过250 层，需要用到一个构成矩阵选项。该元素也可通过选择的方法进行累积。每个节点有3 个自由度：x,y,z 方向。

Solid64 3 维各向异性实体。该元素有8 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方

向。具有应力强化和大变形能力。提供限制特大位移以及定义输出位置的选项。该元素有各种不同的应用，如用于晶体和合成物。

Solid65 3 维钢筋混凝土实体。该元素用含钢筋或不含钢筋的3 维实体。该实体能被拉裂或

压碎。用于混凝土时，例如，元素的实体能力可以用来模拟混凝土，而钢筋能力用来模拟钢筋性能。在其他情况下，该元素还可用于加固合成物（如玻璃纤维）和地质材料（如石块）元素由8 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。可以定义3 个不同钢筋。混凝土元素与solid45 相似，只是比它多了能被拉裂和压碎的能力。该元素最重要的方面是它具有非线性材料的性能。混凝土可以（在三个正交方向）开裂、压碎、塑性变形和徐变。钢筋可以抗拉压，但不能抗剪。也可以具有塑性变形和徐变的性能。

Solid92 3 维10 节点四面体结构实体。具有二次位移，适用于模拟不规则网格。该元素由10 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。

Solid95 3 维20 节点实体。该元素是solid45 的高次形式。能够用于不规则形状，而且不会在精度上有任何损失。该元素具有位移协调形状，适用于模拟弯曲边界。该元素由20 个

节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。该元素具有空间的任何方向。并具有塑性，

徐变，膨胀，应力强化，大变形，大应变能力。同时提供多种输出选项。

Solid147 3 维砖实体p-元素。可支持最高为8次的多项式。该元素由20 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。该元素具有空间的任何方向。

Solid148 3 维四面体实体p- 元素。可支持最高为8 次的多项式。该元素由10 个节点定

义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。

Solid185 3 维8 节点实体。该元素用来模拟3 维实体。由8 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。具有塑性，超弹性，应力强化，徐变，大变形，大应变能力。可用来模拟几乎不能压缩的次弹性材料和完全不能压缩的超弹性材料的变形。

Solid186 3 维20 节点实体。具有二次位移，适用于模拟不规则网格。该元素由20 个节点定义，每个节点3个自由度：x,y,z 方向。该元素具有空间的任何方向。具有塑性，超弹性，应力强化，徐变，大变形，大应变能力。可用来模拟几乎不能压缩的次弹性材料和完全不能压缩的超弹性材料的变形。同时提供多种输出选项。

Solid187 3 维10 节点四面体实体。具有二次位移，适用于模拟不规则网格。该元素由10 个节点定义，每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。该元素具有空间的任何方向。具有塑性，超弹性，应力强化，徐变，大变形，大应变能力。可用来模拟几乎不能压缩的次弹性材料和完全不能压缩的超弹性材料的变形。

Solid191 3 维20 节点分层实体。是solid95 的分层形式，用于模拟分层的壳或实体。该元素允许达到100 层。如果超过100 层，可通过累积的方法得到。该元素由20 个节点定义，每个节点有3 个自由度：x,y,z 方向。具有应力强化能力。同时提供多种输出选项。Shell28 剪扭面板。该元素用来在框架结构中传递剪力。该元素每个节点3 个自由度：

x,y,z 方向或绕x,y,z 轴旋转方向。

Shell41 薄膜壳。该元素为3 为元素，有膜刚度没有弯曲刚度。用于弯曲处于次要位置的壳结构。该元素每个节点3 个自由度：x,y,z 方向。该元素具有可变厚度，应力强化，大应变和cloth 选项。

Shell43 4 节点塑性大应变桥。尤其适用于模拟线性，弯曲，中厚度壳结构。该元素每个节点3 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴旋转方向。在平面内的所有方向，变形都是线性的。对于平面外运动，可使用混合张量差值法。该元素具有塑性，徐变，应力强化，大变形，大应变能力。

Shell51 轴对称壳。每个节点有4 个自由度：x,y,z 方向和绕z 轴旋转方向。圆锥壳元素的极限方向会产生圆柱桥或圆环壳。该壳单元具有线性变化的厚度。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化，大变形，扭转能力。

Shell61 轴对称协调壳体。该元素每个节点4 个自由度：x,y,z 方向和绕z 轴旋转方向。荷载可以是轴对称的也可以是非轴对称的。

Shell63 弹性壳。具有弯矩和薄膜特性。可承受与平面同方向及法线方向的荷载。每个节点

6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。有应力强化和大变形能力。提供用于大变形分析的连续性相切矩阵。

Shell91 非线性分层壳体。该元素用于分层壳模型或者用来模拟厚的夹层结构。一般

shell99 比shell91 效率更高。使用夹层选项的最高允许的不同层数为100 。Shell99 可以允许更多的层数，但不具有非线性特性。每个节点6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。

Shell93 8 节点壳体。尤其适用于模拟弯曲壳体。每个节点6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。在平面内的各方向变形都为二次。具有塑性，应力强化，大变形，扭转能力。Shell99 线性分层壳体。用于模拟壳模型的分层部分。但是shell99 不像shell91 具有非线性特性，它具有较小的公式编辑时间。shell99 最多可允许250 层。如果超过250 层，可以由用户输入构成矩阵。每个节点6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。

Shell143 4 节点塑性小应变壳体。尤其适用于模拟非线性，平面或弯曲，薄或中厚的壳体。

每个节点6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。在平面内的所有方向，变形都是线性的。对于平面外运动，可使用混合张量差值法。具有塑性，徐变，应力强化，大变形，小应变能力。对于大变形分析提供协调正切刚度矩阵（即，由主正切刚度矩阵加上协调应力刚度矩阵）选项。对于大应变，包括由于大的膜应力导致的厚度变化，可以使用塑性大应变壳

shell43 。对于薄壳，如果不需要塑性和徐变，可以使用弹性四边形壳shell63 。

Shell150 8 节点壳体p- 元素。支持最高为8 次的多项式。该元素尤其适用于模拟弯曲壳。每个节点6 个自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。

Shell181 有限应变壳。适用于分析薄到中厚的壳体。该元素为4 节点元素，每个节点6 个

自由度：x,y,z 方向和绕x,y,z 轴方向。脱化的三角形选项只能在产生网格以后用作填充单元。该元素尤其适用于线性，大旋转，和／或大应变非线性分析。在非线性分析中，可以计算出壳厚度的变化。在元素范围内，支持完全和简化的积分制度。Shell181 还解决的分布力的附加影响。在shell43 遇到收敛困难时，可以由shell181 来代替。

Combin14 弹簧—阻尼。可用于一维、二维或三维空间在纵向或扭转的弹性—阻尼。考虑为纵向弹簧—阻尼时，该元素受单轴向拉压，每个节点有3 个自由度，x,y,z 方向。不考虑弯曲或扭转。考虑为扭转弹簧—阻尼时，该元素受纯扭转，每个节点有3 个绕x,y,z 旋转方向的自由度。不考虑弯曲或轴向荷载。该元素没有质量。质量可用mass21 来仿真。

ansys各种结构单元介绍

一、单元分类 MP - ANSYS/Multiphysics DY - ANSYS/LS-Dyna3D FL - ANSYS/Flotran ME - ANSYS/Mechanical PR - ANSYS/Professional PP - ANSYS/PrepPost ST - ANSYS/Structural EM - ANSYS/Emag 3D ED - ANSYS/ED

LINK1 —二维杆单元 单元描述： LINK1单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、连杆、弹簧等等。这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动。就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。单元的详细特性请参考理论手册。三维杆单元的描述参见LINK8。 下图是本单元的示意图。 PLANE2 —二维6节点三角形结构实体单元 单元描述： PLANE2是与8节点PLANE82单元对应的6节点三角形单元。单元的位移特性是二次曲线，适合于模拟不规则的网格（比如由不同的CAD/CAM系统得到的网格）。 本单元由六个节点定义，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y 方向的平动。本单元可作为平面单元（平面应力或平面应变）或者作为轴对称单元使用。本单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。详细特性请参考理论手册。 下图是本单元的示意图。

BEAM3二维弹性梁单元 BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。单元的详细特性请参考理论手册。其它的二维梁单元是塑性梁单元（BEAM23）和变截面非对称梁单元（BEAM54)。 下图是本单元的示意图。 BEAM4三维弹性梁单元 单元描述： BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。本单元具有应力刚化和大变形功能。在大变形（有限转动）分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。本单元的详细特性请参考理论手册。变截面非对称弹性梁单元的描述参见BEAM44，三维塑性梁单元的描述参见BEAM24。

第七章 ansys梁单元分析和横截面形状

第七章梁分析和横截面形状 7.1 梁分析概况 梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元求解效率更高。 本章的内容只适用于 BEAM44(三维变截面单元)和另两种有限元应变单元 BEAM188 和 BEAM189 (三维梁单元)。这些梁单元与ANSYS 的其他梁单元相比，提供了更健壮的非线性分析能力，显著地改进了截面数据定义功能和可视化特性。参阅《ANSYS Elements Reference》中关于 BEAM44、BEAM188 和 BEAM189 单元的描述。 注意--如要对 BEAM44 单元采用本章论述的横截面定义功能，必须清楚不能应用这些功能来定义斜削的截面。此外，本章所述的后处理可视化功能不能应用于 BEAM44 单元。 注意--用户定义横截面功能可能不能应用CDWRITE命令。 7.2 何为横截面 横截面定义为垂直于梁轴的截面的形状。ANSYS提供有11种常用的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS 建立一个9节点的数值模型来确定梁的截面特性(Iyy，Izz 等)，并求解泊松方程得到扭转特征。 图7-1是一个标准的Z型横截面，示出了截面的质心和剪切中心，以及计算得到的横截面特性。 图7-1 Z型横截面图

横截面和用户自定义截面网格将存储在横截面库文件中。如果用BEAM44、BEAM188、BEAM189 单元来模拟线实体，可用LATT命令将梁横截面属性赋予线实体。 7.3 如何生成横截面 用下列步骤生成横截面： 1、定义截面并与代表相应截面形状的截面号(Dection ID)关联。 2、定义截面的几何特性数值。 ANSYS 提供了表7-1 所列出的命令，可以完成横截面生成、查看、列表和操作横截面库的功能。 表7-1 ANSYS 横截面命令 命令GUI菜单路径目的 PRSSOL MainMenu>GeneralPostproc>ListRes ults> SectionSolutionUtilityMenu> List>Results>SectionSolution 打印梁截面结果 (BEAM44不支持) SECTYP E MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectnsMainMenu> Preprocessor>Sections>-Beam-Cust omSectns>ReadSectMesh 用SEID关联截面子类 型 SECDAT A MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectns 定义截面几何数据 SECOFF SET MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-CommonSectnsMainMenu> Preprocessor>Sections>-Beam-Cust omSectns>ReadSectMesh 定义梁截面的截面偏 离 SECCON TROLS MainMenu>Preprocessor>Sections>- Beam-Add/Edit 覆盖程序计算的属性 值 SECNUM MainMenu>Preprocessor>-Attribute s-Define>DefaultAttribsMainMenu> Preprocessor>-Modeling-Create>El ements>ElemAttributes 识别关联到一个单元 的SECID

ANSYS_Beam188单元应用

Beam188/189单元基于Timoshenko梁理论（一阶剪切变形理论：横向剪切应变在横截面上是常数，也就是说，变形后的横截面保持平面不发生扭曲）而开发的，并考虑了剪切变形的影响，适合于分析从细长到中等粗细的梁结构。该单元提供了无约束和有约束的横截面的翘曲选项。 Beam188是一种3D线性、二次或三次的2节点梁单元。Beam189是一种3D二次3节点梁单元。每个节点有六个或者七个自由度，包括x、y、z 方向的平动自由度和绕x、y、z 轴的转动自由度，还有一个可选择的翘曲自由度。该单元非常适合线性、大角度转动或大应变非线性问题。 beam188的应力刚化选项在任何大挠度分析中都是缺省打开的，从而可以分析弯曲、横向及扭转稳定问题(进行特征值屈曲分析或（采用弧长法或非线性稳定法）破坏研究)。 Beam188/beam189单元支持弹性、塑性，蠕变及其他非线性材料模型。这种单元还可以采用多种材料组成的截面。该单元还支持横向剪力和横向剪应变的弹性关系，但不能使用高阶理论证明剪应力的分布变化。下图是单元几何示意图：该单元的几何形状、节点位置、坐标体系和压力方向如图所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。 对于Beam188梁单元，当采用默认的KEYOPT(3)=0，则采用线性的形函数，沿着长度用了一个积分点，因此，单元求解量沿长度保持不变；当KEYOPT(3)=2，该单元就生成一个内插节点，并采用二次形函数,沿长度用了两个积分点，单元求解量沿长度线性变化；当KEYOPT(3)=3，该单元就生成两个内节点，并采用三次形函数,沿长度用了三个积分点，单元求解量沿长度二次变化； 当在下面情况下需要考虑高阶单元内插时，推荐二次和三次选项： 1）变截面的单元； 2）单元内存在非均布荷载（包含梯形荷载）时，三次形函数选项比二次选项提供更好的结果。（对于局部的分布荷载和非节点集中荷载情况，只有三次选项有效）； 3）单元可能承受高度不均匀变形时。（比如土木工程结构中的个别框架构件用单个单元模拟时） Beam188单元的二次和三次选项有两个限制： 1）虽然单元采用高阶内插，但是beam188的初始几何按直线处理； 2）因为内节点是不可影响的，所以在这些节点上不允许有边界（或荷载或初始）条件。

ansys梁单元

当一个结构构件的一个方向尺寸远远大于另外两个方向的尺寸时，3D构件就可以理想化为1D构件以提高计算效率。这样的单元有两类：以承受轴向拉压作用为主的杆单元，和承受弯曲作用为主的梁单元。 ANSYS提供的单元类型中共有9种梁单元，分别为BEAM3, BEAM4, BEAM23, BEAM24, BEAM44, BEAM54, BEAM161, BEAM188, BEAM189。在结构分析中常用的是BEAM4和BEAM188或BEAM189这三中梁单元。 BEAM4单元 1.BEAM4单元是一种具有拉压弯扭能力的3D弹性单元。每节点6个自由度。 2.BEAM4单元的定义包括：几何位置的确定，单元坐标系的确定，截面特性 的输入。 BEAM4单元包含两个节点(i，j)或三个节点(i，j，k)，k为单元的方向节点；单元的截面特性用实常数(REAL)给出，主要包括截面(area)，两个 方向的截面惯性矩(IZZ)和(IYY)，两个方向的厚度(TKY和TKZ)，相对单元坐标系x轴的方向角(THETA)，扭转惯性矩(IXX)。其中惯性矩，厚度，方向角都是在单元坐标系下给出的。 3.BEAM4单元坐标系的方向确定如下：单元坐标系X轴由节点i，j连线方 向确定由i指向 j；对于两节点确定的BEAM4单元，若方向角theta=0，则单元坐标系y轴默认平行于整体坐标系的x-y平面；若单元坐标系x 轴与整体坐标系z轴平行，则单元坐标系y轴默认平行整体坐标系的y 轴，z轴由右手法则判定；若用户希望自己来控制单元绕单元坐标系x轴的转动角，则可以通过方向角theta或第三个节点k来实现，i，j，k 确定一个平面，单元坐标系的Z轴就在该平面内。 可以用下列命令查看单元坐标系及截面： /ESHAPE, 1 /PSYMB, ESYS 说明：在指定网格划分属性时，可将某一关键点作为方向点属性赋予所需划分的线，这样就生成包含3个节点的梁单元。(具体见后面) 4.单元压力荷载(pressure)的施加比较特殊。只能用SFBEAM命令来实现， 通过其他方式施加荷载都是无效的，其中LKEY为荷载方向号。 5.beam4单元应力输出：包括轴向正应力，弯曲应力，两者的合应力。 命令：PRESOL，ELEM GUI：LIST RESULT〉ELEM SOLUT〉LINEELEM RESULT

ANSYS梁单元的选择

ANSYS中有七八种梁单元，它们的特点和适用范围各不相同。了解这些单元之间的异同，有助于正确选择单元类型和得到较为理想的计算结果。 梁是一种几何上一维而空间上二维或三维的单元，主要用于模拟一个方向长度大于其它两方向的结构形式。也就是说，主要指那些细长、像柱子一样的结构，只要横截面的尺寸小于长度尺寸，就可以选用梁单元来模拟（这在一定意义上和壳单元在一个方向上比另外两个方向都薄原理相似）。通常来讲，横截面尺寸需要小于长度的1/20或1/30，这里的长度是指两支撑点间的物理意义上的距离。梁单元本身可以进行任意的网格划分，且不支配梁理论的适用性；反过来，就像刚才提到的那样，物理尺寸和特性将决定选择哪种单元更为合适。 有两种基本的梁单元理论：铁木辛格（剪切变形）理论和欧拉-伯努力理论。ANSYS 中的如下单元是基于欧拉-伯努力梁理论： 1.2D/3D elastic BEAM3/4 2.2D plastic BEAM23 3.2D/3D offset tapered,unsymmetric BEAM54/44 4.3D thin-walled,plastic BEAM24 欧拉-伯努力梁理论建立在如下假定的基础上： 1.单元形函数为Hermitian多项式，挠度是三次函数； 2.弯矩可以线性改变； 3.不考虑横截面剪切变形； 4.扭转时截面不发生翘曲； 5.只具有线性材料能力（部分单元BEAM23/24具有有限的非线性材料能力）； 6.非常有限的前后处理能力（除了BEAM44）。 ANSYS中有两种梁单元（BEAM188和BEAM189）是基于铁木辛格（剪切变形）理论，这种梁理论主要建立在如下假定基础上： 1.单元形函数为拉格朗日插值多项式，具有线性或二次的位移函数； 2.横向剪应力沿厚度方向为常数（一阶剪切变形梁单元）； 3.可以模拟自由或约束扭转效应； 4.支持丰富的模型特性（塑性和蠕变）； 5.强大的前生处理能力。 使用中需要注意： （1）铁木辛格（剪切变形）理论是基于一阶剪切变形理论的，它不能准确地求解短粗梁，因此，ANSYS在帮助里指出该类型梁的适用范围是：GAl2/EI>30，对于那些高跨比较大的梁应选用实体单元求解； （2）ANSYS中2结点的铁木辛格（剪切变形）单元BEAM188对网格密度的依赖性较强，选用时单根构件单元数应不小于5或不小于3，并且打开KEYOPT(3)，否则误差会较大。

Ansys梁分析实例

工程介绍： 某露天大型玻璃平面舞台的钢结构如图1所示，每个分格（图2中每个最小的矩形即为一个分格）x方向尺寸为1m，y方向尺寸为1m；分格的列数（x向分格）=8，分格的行数（y向分格）=5。 钢结构的主梁（图1中黄色标记单元）为高140宽120厚14的方钢管，其空间摆放形式如图3所示；次梁（图1中紫色标记单元）为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间（如不是正处于X方向正中间，偏X坐标小处布置）的次梁的两端，如图2中标记为 U R处。主梁和次梁之间是固接的。 xyz xyz 玻璃采用四点支撑与钢结构连接（采用四点支撑表明垂直作用于玻璃平面的面载荷将传递作用于玻璃所在钢结构分格四周的节点处，表现为点载荷；试对在垂直于玻璃平面方向的42 KN m的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载 / 荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析。（每分格面载荷对于每一支撑点的载荷可等效于1KN的点载荷）。 作业提交的内容至少应包括下面几项： （1）屏幕截图显示该结构的平面布置结构，图形中应反映所使用软件的部分界面，如图2； （2）该结构每个支座的支座反力； （3）该结构节点的最大位移及其所在位置； （4）对该结构中最危险单元（杆件）进行强度校核。 图1

图2 图3 本操作中选用的单位为：（N，mm，MPa）。具体操作及分析求解： 1．更该工作文件和标题。如图1.1-1.5所示

图1.1 图1.2

图1.3 图1.4 图1.5

图1.6 2.选择单元类型。 根据题目要求，选择单元类型为beam-3D-2node-188单元。 执行Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add ，选择beam-3D-2node-188。如图2.1所示。 图2.1 3．定义材料属性 该钢结构材料为碳素结构钢Q235，则将弹性模量设置为200GPa，泊松比设置为0.3。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2.05e，在PRXY框中输入0.3。操作步骤为如图3.1；3.2所示。

ANSYS_MPC连接梁壳单元实例

2010-05-21 22:12:04 作者：zhz2004 来源：机械CADl论坛浏览次数：621 网友评论0 条 近日在论坛看到些用ansys的坛友问及beam单元和shell单元、beam单元和solid单元、shell单元和solid单元的连接问题。其实解决此类问题的方法不只一种，耦合约束方程、绑定接触都是有效的方法。其中耦合约束方程适用于小变形，而绑定接触即可用于小变形，也可用于大变形的几何非线性分析。下面，我将本人所做的用MPC方法连接shell单元和b eam单元的详细步骤提供给大家，与各位共勉。 添加shell单元(略) 添加beam单元(略) 添加shell实常数 添加shell实常数：shell厚度 添加beam截面：圆钢 内经、外径及网格密度

预览网格 开始建模：转动工作平面工作平面z轴向上 建立圆面 继续： 将面拉伸成体 定义拉伸高度：0.5m 删除体，留面 显示面 删除空圆柱的顶面和底面

创建点：用于建立梁单元的第一个点。两点之间创建（正中）。 复制点：用于建立梁单元的第二个点。复制：Y方向0.5m 连接两点，用于创建梁单元。 继续 定义材料属性，有点晚^_^ 准备划分壳单元 划分壳，映射方法

准备划分梁单元 划分梁单元 选中要划分梁单元的线 完成，定义mpc接触 ＧＵＩ:ＭａｉｎＭｅｎｕ→Ｐｒｅ-ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ→Ｍｏｄｅｌｉｎｇ→Ｃｒｅａｔｅ→ＣｏｎｔａｃｔＰａｉｒ,进入接触向导,然后按照提示与帮助说明进行选择目标面接触面等操作[4]。在创建接触对前,单击Ｏｐｔｉｏｎａｌｓｅｔｔｉｎｇ按钮弹出Ｃｏｔａｃｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ对话框,将Ｂａｓｉｃ选项卡中的Ｃｏｎｔａｃｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ即接触算法设置为ＭＰＣａｌｇｏｒｉｔｈｍ即可。操作完成后,ＡＮＳＹＳ自动定义目标单元与接触单元类型,并生成接触对。 定义主控点 选择梁单元的下面一个关键点（当然也可以选择梁单元的最下一个node，相应选项要选pick existing node...） 选择梁单元的下面一个关键点 继续下一个： 施加集中力x方向10000n 计算结果，位移云图 显示梁截面的位移云图 显示梁单元形状

第七章ansys梁单元分析和横截面形状

梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元求解效率更高。 本章的内容只适用于BEAM44（三维变截面单元）和另两种有限元应变单元BEAM188 和BEAM189 （三维梁单元）。这些梁单元与ANSYS 的其他梁单元相比，提供了更健壮的非线性分析能力，显著地改进了截面数据定义功能和可视化特性。参阅《ANSYS Elements Reference 》中关于BEAM44 、BEAM188 和BEAM189 单元的描述。 注意-- 如要对BEAM44 单元采用本章论述的横截面定义功能，必须清楚不能应用这些功能来定义斜削的截面。此外，本章所述的后处理可视化功能不能应用于BEAM44 单元。 注意-- 用户定义横截面功能可能不能应用CDWRITE 命令。 横截面定义为垂直于梁轴的截面的形状。ANSYS 提供有11种常用的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS 建立一个9节点的数值模型来确定梁的截面特性（Iyy ，Izz 等），并求解泊松方程得到扭转特征。 图7-1 是一个标准的Z 型横截面，示出了截面的质心和剪切中心，以及计算得到的横截面特性。

横截面和用户自定义截面网格将存储在横截面库文件中。如果用BEAM44、BEAM188、BEAM189 单元来模拟线实体，可用LATT 命令将梁横截面属性赋予线实体。 用下列步骤生成横截面: 1、定义截面并与代表相应截面形状的截面号(Dection ID)关联。 2、定义截面的几何特性数值。 ANSYS提供了表7-1所列出的命令，可以完成横截面生成、查看、列表和操作横截面库的功能。 表7-1 ANSYS横截面命令 PE 命令GUI菜单路径 MainMenu >Ge neralPostproc>List PRSSO Results> Sectio nSolutio nUtilityMe nu> SECTY List>Results>Sectio nSolutio n MainMenu >Preprocessor>Secti o n s>-Beam-Com mon Sect nsMa 目的 打印梁截面结果 (BEAM44不支持) 用SEID关联截面子类

ANSYS杆单元,梁单元简介

ANSYS中提供的杆单元简介 LINK1二维杆单元，应用于平面桁架，杆件，弹簧等结构，承受轴向的拉力和压力，不考虑弯矩，每个节点具有X和Y位移方向的两个自由度，单元不能承受弯矩，只用于铰链结构应力沿单元均匀分布。 具体应用时存在如下假设和限制： 1．杆件假设为均质直杆，在其端点受轴向载荷。 2．杆长应大于0，即节点i,j不能重合 3．杆件必须位于x-y平面且横截面积要大于0 4．温度沿杆长方向线性变化 5．位移函数的设置使得杆件内部的应力为均匀分布 6．初始应变也参与应力刚度矩阵的计算 LINK8三维杆单元，应用于空间桁架，是 LINK2的三维情况，用来模拟桁架，缆索，连杆，弹簧等，这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有三个自由度，即沿节 点坐标系x，y，z，方向的平动，就像在铰链结构中表现的一样，本单元不承受弯 矩。本单元具有塑性，蠕变，膨胀、应力刚化、大变形和大应变等功能。 具体应用时存在如下假设和限制： 1.杆单元假定为直杆，轴向载荷作用在末端，自杆的一端至另一端均为统一属性 2.杆长应大于0，即节点i,j不能重合 3.横截面积要大于0 4.温度沿杆长方向线性变化 5.位移函数暗含着在杆上有相同的应力 6.即便是对于第一次累计迭代，初始应变也被用来计算应力刚度矩阵 LINK10 三维仅受压或仅受拉杆单元，应用于悬索，它具有独一无二的双线性刚度矩阵特性，使用只受拉选项时，如果单元受压，刚度就消失，以此来模拟缆索的松弛或是链条 的松弛，这一特性对于整个钢缆用一个单元来模拟的钢缆静力问题非常有用，当需 要松弛单元的性能，而不关心松弛单元的运动时，他也可用于动力分析（带有惯性 和阻尼效应）。 如果分析的目的是研究单元的运动（没有松弛单元），那那么应该使用类似于LINK10的不能松弛的单元，如LINK8或PIPE59。对于最终收敛结果是紧绷状态的结构，如果迭代过程中可能出现松弛状态，那么这种静力收敛问题也不能使用LINK10单元。而使用其他单元。 LINK10单元在每个节点上有三个自由度，即沿节点坐标系x,y,z方向的平动，不管仅受拉（揽）选项，还是仅受压（裂口）选项，本单元都不包括弯曲刚度。本 单元具有应力刚化和大变形功能。 具体应用时存在如下假设和限制： 1.单元长度必须大于0，节点i,j不能重合，横截面积要大于0，温度沿杆长方向 线性变化 2.如果ISTRN(单元初始应变，对于揽选项，负的应变值表示其处于松弛状态；对 于裂口选项，正的应变值表示其处于裂开状态)等于0那么的单元的刚度包括在 第一个子步内。对于裂开选项（仅受压时），节点J相对于节点I的正值轴向位 移（在单元坐标系中）往往表示裂口打开. 3.求解程序如下：在第一个子步初始时的单元妆太浓决定于初始应变或裂口的输 入值，如果对于揽选项该值小于0，则对于这个子步来说，单元的刚度认为是

ansys杆、梁和管单元讲解

（1）杆单元，适用于弹簧、螺杆、预应力螺杆和薄膜桁架等，常用的杆单元有LINK8/LINK11/LINK180. LINK180：三维杆单元，根据各种情况可以看作桁架单元、索单元、链杆单元或弹簧单元等，本单元是一个轴向拉伸---压缩单元，每个节点有三个自由度：节点坐标系的X、Y、Z方向的平动。 本单元是一种顶端铰链结构，不考虑单元弯曲。本单元具有塑性、蠕变、旋转、大变形和大应变功能。当考虑大变形时（NLGEOM，ON）任何分析中LINK180单元都包括应力刚化选项。 本单元支持弹性、各向同性强化塑性、随动强化塑性、Hill各向异性强化、Chaboche 非线性强化塑性和蠕变。LINK10与之类似仅压缩或仅拉伸。 输入参数： 节点：I,J 自由度：UX、UY、UZ 实常数：AREA为面积，ADDMAS质量，TENSKEY 拉压选项，0为可以受拉压，1为只受拉，-1为只受压。材料属性：EX，（PRXY或NUXY），ALPX（CTEX或THSX），DENS，GXY，ALPD，BETD 面载荷：无体载荷：温度T(I)、T（J）特殊属性：单元生死、初始状态、大挠度、大应变、线性扰动、非线性稳定、塑性、应力刚化、用户自定义材料、粘弹性、粘弹性/蠕变、 （2）梁单元，用于螺栓（杆）、薄壁管件，C形截面构建，角钢或狭长薄膜构建（只有膜应力和弯应力） 梁单元有弹性梁、塑性梁、渐变不对称梁、薄壁梁等，此处介绍BEAM188 BEAM188：三维线性有限应变梁单元，适用于分析从细长到中等短粗的梁结构，基于铁木辛哥梁结构理论，考虑了剪切变形的影响。 BEAM188是三维线性（2节点）或者二次梁单元。每个节点有6或者7个自由度，自由度的个数取决与KEYOPT(1)=0（默认）,每个节点有6个自由度，即节点坐标系的X,Y,Z方向的平动和绕X,Y,Z轴的转动，当KEYOPT(1)=1时，7个自由度，引入横截面的翘曲。这个单元非常适合线性、大角度转动和并非大应变问题。当NLGEOM打开的时候，BEAM188的应力刚化在任何分析中都是默认项。 BEAM188/BEAM189可以采用SECTYPE、SECDATA、SECOFFSET、SECWRITE、SEREAD 定义横截面，本单元支持弹性、蠕变、素性模型（不考虑横截面子模型），忽略任何实参数，参考SECONTROLS定义横截面剪切刚度和附加质量，这种单元的截面可以是不同材料组成的组和截面。 BEAM188/BEAM189定义的梁长细比（GAL2/(EI)）可以用来判定单元的实用性，其中G为剪切模量，A为截面积，L为长度，EI为抗弯刚度，推荐长细比大于30.，BEAM188/BEAM189的在一些截面点的截面相关量（积分面积、位置、泊松比、函数倒数等）通过SECTYPE和SECDATA自动计算得到。每个截面嘉定9个节点，有4个积分点。 管单元，是一类轴向拉压、弯、扭空间单元，每个节点均有6个自由度。 PIPE16是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，单元的每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的X、Y、Z方向的平动和绕X、Y、Z轴的转动。本单元以BEAM4为基础，并包含了用于处理管的对称性和标准管几何尺寸的专用特性。 PIPE17是三个单轴直管单元组成的T形管单元，具有拉压、扭转和弯曲功能，单元的每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的X、Y、Z方向的平动和绕X、Y、Z轴的转动。包括T形接头弹性选项，应力增强系数选项和打印单元力选项，还考虑了绝热、内部流体和腐蚀。 PIE18具有拉、压、扭转和弯曲性能的环形单轴单元，每个节点有6个自由度：沿节

几种梁单元用法与结果——ansys命令流

!EX6.3 几种梁单元用法与结果 !EX6.3A-BEAM4单元 finish /clear /prep7 et,1,beam4 mp,ex,1,2.1e11 mp,prxy,1,0.3 r,1,1032e-5,158936e-9,1947744e-11,0.18,0.3 rmore,,110976e-11 r,2,1032e-5,1947744e-11,158936e-9,0.3,0.18 rmore,,110976e-11 k,1 k,2,,4 k,3,3,4 k,4,3,4,-2 l,1,2 l,2,3 l,3,4 dk,1,all dk,4,ux,,,,uy,uz fk,3,fy,-15000 fk,3,fz,8000 lesize,all,,,10 lsel,s,,,1 latt,1,1,1 lmesh,all esll,s sfbeam,all,2,pres,3000 lsel,s,,,2 latt,1,1,1 lmesh,all esll,s sfbeam,all,2,pres,2000

lsel,s,,,3 latt,1,2,1 lmesh,all esll,s sfbeam,all,1,pres,-1000 allsel /solu solve /post1 pldisp,1 etable,fxi,smisc,1 etable,fxj,smisc,7 etable,fyi,smisc,2 etable,fyj,smisc,8 etable,fzi,smisc,3 etable,fzj,smisc,9 etable,mxi,smisc,4 etable,mxj,smisc,10 etable,myi,smisc,5 etable,myj,smisc,11 etable,mzi,smisc,6 etable,mzj,smisc,12 etable,smini,nmisc,2 etable,sminj,nmisc,4 !单元坐标系中的结果plls,fxi,fxj plls,fyi,fyj plls,fzi,fzj plls,mxi,mxj plls,myi,myj plls,mzi,mzj plls,smini,sminj prnsol,u prrsol

钢筋混凝土梁的ansys分析

基于ANSYS的钢筋混凝土力学分析摘要本文介绍ANSYS模拟钢筋混凝土梁的过程，讨论了有限元模型的建立以及在 ANSYS中的实现，给出了用分离式配筋方法对混凝土梁的分析的一般过程。并给出了详细的命令流过程。并在此基础上对混凝土梁进行了分析，讨论了在力的作用下混凝土梁的塑形变 形和裂缝的发展过程。 关键词Ansys 混凝土梁分离式配筋 The analysis of mechanics of a reinforced concrete based on ANSYS Abstract This paper introduces ANSYS simulation of the reinforced concrete beam process, discusses the establishment of the finite element model and the realization, and gives the ANSYS reinforcement method with separate the analysis of concrete beams of the general process. And gives the detailed command flow process. Based on the analysis of concrete beams, and discussed the concrete beam under the action of forces of the body deformation and fracture process. Keywords Ansys concrete beams reinforced separated 1 引言 由于钢筋混凝上材料性质复杂，使其表现出明显的非线性行为[1]。长期以来采用线弹 性理论的设计方法来研究钢筋混凝上结构的应力或内力，显然不太合理，尽管有此理论是基 于人量试验数据上的经验公式，还是不能准确反映混凝上的力学性能，特别是受力复杂的重 要结构，必须采用三维钢筋混凝上非线性有限元方法才能很好地掌握其力学性能。利用 ANSYS对钢筋混凝上结构弹塑性的仿真分析，可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进 行分析，获得不同阶段的受力性能。本文将以混凝土梁的弹塑性分析为例，介绍在Ansys中分析材料非线性问题的具体实现方法。 2 问题介绍 如图所示的钢筋混凝土梁[2]，横截面尺寸为 b h 200 mm 400 m m ,梁的跨度为 L 3.0 m ，支座宽度为250 m m 采用C20 混凝土，梁内受拉纵筋3φ20，架立筋采用2φ12，箍筋采用φ6@150，钢筋保护层厚度为25mm。如图一。 图一 对于梁中所采用的所有钢筋，弹性模量为 5 2.1 10 MPa ，抗拉强度设计值210 M P a ，

ansys各种单元及使用

ansys 单元类型种类统计单元名称种类单元号 LINK （共12 种） 1,8,10,11,31,32,33,34,68,160,167,180 PLANE （共20 种） 2,13,25,35,42,53,55,67,75,77,78,82,83,121,145,146,162,182,183,223 BEAM （共09 种）3,4,23,24,44,54,161,188,189 SOLID （共30 种） 5,45,46,62,64,65,69,70,87,90,92,95,96,97,98,117,122,123,127,128,147,148,164 ,168, 185,186,187,191,226,227 COMBIN （共05 种）7,14,37,39,40 INFIN （共04 种）9,47,110,111 CONTAC （共05 种）12,26,48,49,52 PIPE （共06 种）16,17,18,20,59,60 MASS （共03 种）21,71,166 MATRIX （共02 种）27,50 SHELL （共19 种） 28,41,43,51,57,61,63,91,93,99,131,132,143,150,157,163,181,208,209 FLUID （共14 种）29,30,38,79,80,81,116,129,130,136,138,139,141,142 SOURC （共01 种）36 HYPER （共06 种）56,58,74,84,86,158 VISCO （共05 种）88,89,106,107,108 CIRCU （共03 种）94,124,125 TRANS （共02 种）109,126 INTER （共05 种）115,192,193,194,195 HF （共03 种）118,119,120 ROM （共01 种）144 SURF （共04 种）151,152,153,154 COMBI （共01 种）165 TARGE （共02 种）169,170 CONTA （共06 种）171,172,173,174,175,178 PRETS （共01 种）179 MPC （共01 种）184 MESH （共01 种）20

ansys梁单元的使用

ansys梁单元的使用 在建筑结构中最常用的简化单元有三种分别是梁单元、杆单元和板壳单元。其中梁单元是用有限元法进行梁柱分析时最常用的单元目前各种流行的大型有限元软件基于不同的力学模型针对不同的问题提供了多种梁单元。那么分析具体问题时如何进行选择选择的依据是什么选用不同的单元对分析结果会带来多大的影响这些问题直接影响到分析结果的有效性和准确因而需对梁单元的力学模型和如何使用进行探讨。梁单元是一种几何上一维而空间上二维或三维的单元主要用于模拟一个方向长度大于其它两方向的结构形式。也就是说主要指那些细长的结构只要横截面的尺寸小于长度尺寸就可以选用梁单元来模拟这在一定意义上和壳单元在一个方向上比另外两个方向都薄原理相似。一般来说横截面尺寸需要小于长度的1/20或1/30这里的长度是指两支撑点间的物理意义上的距离。梁单元本身可以进行任意的网格划分也就是说物理尺寸和特性将决定选择哪种单元更为合适。梁柱杆件是指同时承受弯矩或横向力和轴力作用的构件其中以承受弯矩为主的构件称为梁而以承受轴向压力为主的构件称为柱。所以梁、柱受力分析的理论基础是相同的在本质上一样的因而梁、柱可以用一种单元来计算。在有限元分析软件ANSYS中梁单元有BEAM3、BEAM23、BEAM54、BEAM4、BEAM24、BEAM44、BEAM188、BEAM189八种。其中BEAM3、BEAM23、BEAM54是2D梁单元BEAM4、BEAM24、BEAM44、BEAM188、BEAM189是3D梁单元。有两种基本的梁单元理论Timoshenko剪切变形理论和Euler—Bernoulli两种理论。其中Euler—Bernoulli梁理论即经典梁理论也称工程梁理论。其中BEAM3、BEAM23、BEAM54、BEAM4、BEAM24、BEAM44是基于Euler—Bernoulli梁理论BEAM188、BEAM189是基于Timoshenko梁理论。欧拉-伯努力梁理论建立在如下假定的基础上1变形前垂直于梁中心线的平截面在梁受载荷而弯曲变形时仍然保持为平面2变形后的横截面仍垂直于中性层3横截面上没有任何伸长或缩短即这些平面为刚性平面在满足这些条件时梁的弯曲变形可通过梁中心线的变形表示相当于可用一条空间曲线来代表一根梁应用种梁可以大大减少变量数目简化计算工作量一般情况下也能得到满意的结果因此在实际中得到广泛应用。欧拉-伯努力梁理论没有考虑横向剪切变形的影响而对于短而粗的梁这个影响显然不应被忽略Timoshenko梁理论正是针对这一问题而提出的该理论仍然保留了前面的假定1即平截面假定但认为梁变形后由于横向剪力所产生的剪切变形引起梁的附加挠度使原来垂直于中面的截面变形后不再与其垂直。在ANSYS中基于欧拉-伯努力梁理论的单元有如下特点1单元形函数为Hermite多项式挠度是三次函数2弯矩可以线性改变3不考虑横截面剪切变形4扭转时截面不发生翘曲5只具有线性材料能力部分单元BEAM23/24具有有限的非线性材料能力6非常有限的前后处理能力除了BEAM44。而基于基于铁木辛格理论的单元有如下特点1单元形函数为拉格朗日插值多项式具有线性或二次的位移函数2考虑横截面剪切变形3可以模拟自由或约束扭转效应4支持丰富的模型特性线性大转动非线性、大应变问题支持弹性、粘弹、粘塑、塑性和蠕变横截面允许使用多种材料属性5强大的前后处理能力。使用时需要注意1铁木辛格理论是基于一阶剪切变形理论的它不能准确地求解短粗梁因此ANSYS在帮助里指出该类型梁的适用范围是GAL2/EI30对于那些高跨比较大的梁应选用SOLID ELEMENT来求解2ANSYS中2结点的铁木辛格单元BEAM188对网格密度的依赖性较强选用时单根构件单元数应不小于5或不小于3并且打开KEYOPT30默认线性多项式要求划分细致。2二次型对于铁木辛哥梁单元有效运用中间节点来提高单元的精度能够精确的表示线性变化的弯距否则误差会较大。梁单元和杆单元的耦合问题梁单元和杆单元都是具有2节点的单元2D梁单元每个节点有三个自由度两个平动自由度和一个转动自由度而2D杆单元只有两个平动自由度3D梁单元每个节点有六个自由度三个平动自由度和三个转动自由度而3D杆单元只有两三平动自由度这就涉及到两种不同单元之间的耦合问题。例如在钢结构中会经常遇到组合桁架结构如图1和图2所示一钢板筒仓的仓顶有限元模型。图3是其细部构造。图1 有限元模型图3 细部构造图斜梁采用槽钢其截面尺寸如图4所示环梁采用工字型钢包括底部环梁和顶部环梁其截面尺寸如图5所示其他分别才用直径为16mm、20mm、22mm的钢筋。图4 槽钢截面尺寸图5 工字型截面尺寸图6 舞台桁架有限元模型和图6某一舞台桁架结构。这时就会遇到某一方向自由度过大而不能计算的问题可以通过约束梁杆单元的节点自由度或者通过建立约束方程使其自由度相协调。Thanks