ABAQUS教材：第六章梁单元的应用

6 － 1 第六章 梁单元的应用 对于某一方向尺度 (长度方向)明显大于其它两个方向的尺度，并且以纵向应力为主的结构，ABAQUS 用梁单元对它模拟。梁的理论是基于这样的假设：结构的变形可以全部由沿梁长度方向的位置函数来决定。当梁的横截面的尺寸小于结构典型轴向尺寸的1/10时,梁理论能够产生可接受的结果。典型轴向尺寸的例子如下： ·支承点之间的距离。 ·有重大变化的横截面之间的距离。 ·所关注的最高振型的波长。 ABAQUS 梁单元假定梁横截面与梁的轴向垂直，并在变形时保持为平面。 切不要误解为横截面的尺寸必须小于典型单元长度的1/10，高度精细的网格可能包含长度小于横截面尺寸的梁单元，不过并不推荐这种方式，这种情况下实体单元更适合。 6.1 梁横截面的几何形状 可以给出梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形,也可以给出梁横截面工程性质（如面积和惯性矩）来定义一般梁的外形。 如果用梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形，ABAQUS 提供了如图6－1 所示的各种常用的梁横截面形式可资利用。使用其中的任意多 边 形横截面可以定义任意形状的薄 壁 截面梁。详 情可参 考 ABAQUS/标 注用户 手 册 中15.3.9 节 。 图6-1 梁横截面形状 在定义梁横截面的几 何 形状时，ABAQUS/CAE 会 提示输 入 所需 尺寸，不同 的横截面类型会 有不同 的尺寸要求 。如果梁的外形与梁横截面的截面性质有关时，可以要求 在分 析 过程中计 算 横截面的工程性质，也可以要求 在分 析 开 始 前 预 先 计 算 横截面的工程性质。当材料 的力学 特 性既 有线 性又 有非 线 性时（例如，截面刚 度因 塑 性屈 服 而 改 变），可以选 用第一种方式，而 对线 弹 性材 料 ，第 二 种方式效 率 更高。 也可以不给出横截面尺寸，而 直接给出横截面的工程性质（面积、惯性矩和扭 转 常数），这时材 料 的力学 特 性既 可以是线 性的也可以是非 线 性的。这样就 可以组 合梁的几 何 和材 料特 性来定义梁对荷 载 的响 应，同 样，响 应也可以是线 性或 非 线 性的。详 情可参 考 ABAQUS/标 准 用户 手 册 中15.3.7 节 。 6.1.1 截面计算点 梁横截面的几 何 形状和尺寸确 定后 ，就 要在分 析 过程中计 算 横截面的工程性质， 6 － 2 ABAQUS 用 一 组 分 布 于 梁 横 截 面 上 的 计 算 点 来 计 算 梁 单 ...