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ANSYSBeam188单元应用

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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) Beam 188 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beam 188 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。 由于这些限制,所以如果 beam189 模型的中间节点作用有边界(或荷载或初始)条件或者中间节点不在单元中点时,需要注意 beam188 的二次选项和 beam189 的差异。同样,beam188...

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