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