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v带的横截面形状为[梁分析和横截面形状]

第七章梁分析和横截面形状

梁的概况

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，梁单元可以效率更高的求解。

两种新的有限元应变单元，beam188和beam189，提供了更强大的非线性分析能力，更出色的截面数据定义功能和可视化特性。参阅ansyselementsreference中关于beam188和beam189的描述。

何为横截面。

横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。ansys提供了有11种常用截面形状的梁横截面库，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结点的数值模型来确定梁的截面特性（lyy，lzz等），并求解泊松方程得到弯曲特征。

下图是一个标准的z横截面，示出了截面的质心和剪切中心以及计算的横截面特性：

图8-1z向横截面图

横截面和用户自定义截面网格划分将存储在横截面库文件中。可以用latt命令将梁横截面属性赋给线实体。这样，横截面的特性将在用beam188或beam189对该线划分网格时包含进去。

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关联。

2.定义截面的几何特性数值。

ansys中提供了下表列出的命令完成生成、查看、列表横截面和操作横截面库的功能：参阅ansyscommandsreference可以得到横截面命令的完整集合。

定义截面并与截面号关联

使用sectype命令定义截面。下面的命令将截面号2与定义号的横截面形状（圆柱体）关联：

命令：sectype，2，beam，csolid

secdata，5，8

secnum，2

gui：mainmenupreprocessorsettings-beam-commonsects

mainmenupreprocessor-attributes-definedefaultattribs要定义自己的横截面，使用子形状（ansys提供的形状集合）mesh。要定义带特殊特性如lyy和lzz的横截面，使用子形状asec。

定义横截面的几何特性数值

使用secdata命令定义横截面的几何数值。下面的命令将用sectype命令定义的尺寸赋值给横截面。csolid形状有两个尺寸：半径和周长上的格栅数目。

命令：secdata，4，6

gui：mainmenupreprocessorsections-beam-commonsects

用beam188/beam189单元划分线实体

在用beam188/beam189单元划分线实体前，要定义一些属性，包括：

●要划分线的梁单元类型

●生成梁单元的横截面特性号

●以梁单元轴向为基准的横截面定位

●生成梁单元的材料特性号

使用latt命令将这些属性与线实体关联：

命令：latt，mat，，type，，kb，，secid

gui：mainmenupreprocessor-attributes-definedefaultattribsmat

与mp命令定义的材料特性相对应，材料号由mat号指定。

type

与et命令定义的单元类型相对应，类型号由type号指定。

kb

对应于模型中的关键点号。所生成梁单元的横截面与梁的

两端点和该关键点定义的平面垂直。

secid

与sectype命令定义的梁横截面相对应，截面号由secid

号指定。

使用梁工具生成横截面

sectype，secdata和secoffset命令在gui的路径都在梁工具（beamtool）

中。梁工具的样式取决于所选择的梁横截面形状。

梁工具的顶部是截面形状号[sectype]，中部是截面偏移信息[secoffset]，底部是截面几何形状信息[secdata]。secdata命令定义的尺寸

图8-2梁工具（包括横截面显示）

取决于所选截面形状。可以单击梁工具下的“help”获取所选截面的帮助信息。在secdata也有截面形状尺寸的说明。

控制横截面和用户网格库

通用截面的数据，如chan和rect，可以存储在横截面库中。

用secwrite命令生成、存储包括用户划分网格的截面的横截面库。如果在另一个模型中使用横截面库，使用secread命令读入。

侧向扭转屈曲分析实例（gui方式）

ansysstructuralanalysisguide第七章详细叙述了屈曲分析。本例分析了悬臂梁在末端承受横向载荷时的行为。

问题描述

一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加载荷。本模型做特征值屈曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标志为侧向的大位移）的临界载荷。

问题特性参数

本例使用如下材料特性：

杨氏模量

=1.0x10e4psi

泊松比=0.0

本例使用如下的几何特性：

l=100in

h=5in

b=2