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第三点一经给出就意味着左义了一个由I,J,K三点左义的平面且该平面包含了单元坐标的X与Z轴“当本单元用于大变形分析时,那么给左的第三节点(K)或旋转角(0)仅用来确左单元的初始状态。
(有关方向节点及单元划分的详细信息参见《实体单元分网》及«
ansys建模与分网指南》°
)
关于单元的初始应变(ISTRN)通过厶/L给泄,这里的△是单元长度L(由节点I和J的坐标所决怎)与零应变时的长度之差。
剪切变形常数(SHARZ和SHEARY)只有当考虑剪切变形时才设定,该值为零时即表示忽略了剪切变形。
KEYOPT
(2)用来控制在大变形分析时是否激活(用命令,[NLGEOM.ON])相容切线刚度矩阵(也就是,由主切线刚度矩阵加上相容应力矩阵所组成的矩阵)O打开这项设宜则在几何非线性分析时将获得快速收敛,例如在非线性屈曲分析时就可打开该项。
但在分析刚性连结或耦合结点时不能激活该项。
在刚度急剧变化的结构分析中也不应打开该项。
KEYOPT(7)用来控制是否进行不对称回转阻尼矩阵的讣算(常用于转子动态分析),所须转动频率在实常数SPIN中输入(单位为:
弧度/时间,正方向为单元X轴正向),且单元本身必须是对称的(如,IYY=IZZ,SHEARY=SHEARZ)。
“节点与单元荷载”一节对“单元荷载”有专门介绍。
可以在本单元的表而施加面荷载,如上图中带圈数字所示,其中箭头指向为面荷载作用正向。
横向均布压力的单位为力每单位长度,端点作用的圧力应以集中力的形式输入*KEYOPT(10)用来控制线性变化的横向圧力相对单元节点的偏移量。
可在单元几何图形的八个角上设立温度值,其被当作体荷载处理。
第一个角上的温度T1的默认值为TUNIF,如其它角的温度未给左时英默认值等于第一个角的温度,如给立了T1和T2则T3的默认值为T2,T4的默认值为Tl:
T5到T8的值默认与T1到T4的值相对应。
KEYOPT(9)用来控制两if点中间部分相关值的输出情况,值是按平衡条件得出的。
但在下列情况下这些值不能得到:
•考虑应力硬化时[SSTIF,ON]:
•一个以上的部件作用有角速度时[OMEGA];
•通过命令CGOMGA.DOMEGA,orDCG/MG作用了角速度或加速度时。
BEAM4输入参数汇总:
节点:
I,J,K(K为方向节点,是可选的)自由度:
UX,UY・U乙ROTX.ROTY.ROTZ实常数:
AREA,IZZ,IYY,TKZ,TKY,THETA
ISTRN,IXX,SHEARZ,SHEARY,SPIN,ADDMAS
这些实常数的含义见“BEAM4实常数表”
说明:
剪切变形系数=0,则在单元的Y方向没有剪切变形。
材料属性:
EX,ALPX,DENS,GXY,DAMP
表而荷载:
压力-(括号内为压力正值作用方向)
face1(I-J)(-Z法线方向)
face2(I-J)(―Y法线方向)
face3(I-J)(+X轴切线方向)
face4(I)(+X轴向)
face5(J)(-X轴向)
(如输入的压力为负值表示与几何模型图中方向反向作用)体荷载:
温度作用一Tl,T2,T3,T4,T5,T6,T7・T8特性:
应力强化
大变形
单元生、死
单元选项:
KEYOPT
(2)应力硬化选项:
0—一在“大变形选项”被考虑(即NELGEOM设为ON)时仅用于主切线刚度矩阵部分(应力硬化关效应用于线性屈曲分析或用PSTRES激活(即设为ON)后的线性预应力分析中)
I一一在“大变形选项”被堆(即NELGEOM设为ON时用于相容切线刚度矩阵(即主切线刚度矩阵与相容应力刚度矩阵的和),且此时用于设疋非线性问题中考虑应力硬化的选项将被忽略(即SSTIF.ON是无效的),另如SOLCONTROL被设为ON且NLGEOM也为ON时.KEYOPT⑵会自动被设为lo
2——SOLCONTROL被设为ON时,也不用于相容切线刚度矩阵,这在单元用于通过设泄一个大的实常数来仿真刚性体时是必要的。
其实KEYOPT⑵=2与KEYOPT⑵二0的意义是一样的,有所区别的是KEYOPT⑵=0要受SOLCONTROL为ON或OFF的控制,而KEYOPT⑵=2则不受SOLCONTROL的控制。
KEYOPT⑹控制构件力及弯矩的输出
0一一不输出
1一一输出单元坐标系下的构件的力与弯矩。
KEYOPT⑺控制〃回转阻尼矩阵"
0——不计回转阻尼矩阵
1一一计算回转阻尼矩阵,且实常数SPIN必应大于0,IYY=IZZ.
KEYOPT(9)控制单元节点间计算点的输出情况
N一一输出计算点数(N=0,b3,5,7,9)
KEYOPT(10)用于控制用SFBEAM指令输入荷载偏移量的输入方法:
0—一以长度为单位,直接输入压力相对于I,J节点的偏務量
BEAM4
I——以偏移量与单元长度的比值为单位(0-1),用相对值形式输入偏移
BEAM4实常数表
序号
名称
描述
1
AREA
横截面积
2
IZZ
惯性矩
3
IYY
4
TKZ
沿Z轴爪元悸度
5
TKY
沿Y轴爪元厚度
6
THETA
绕X轴的转角
7
ISTRN
初始应变
8
IXX
扭转惯性矩
9
SHEARZ
剪切变形常数z[1]
10
SHEARY
剪切变形常数Y[2]
11
SPIN
转动频率(当KEYOPT(7)=1时设定)
12
ADDMAS
附加质虽/的位长度
1、SHEAR:
与IZZ有关联.如果SHWARZ=0则表示忽略的元Y方向的剪切变形:
屜占嫄豐与IYY有关连,如果SHWARY=0则表示忽略的元Z方向的剪切变形。
lIjxX•
单元的求解结果总体为以下两部分:
•节点位移含全部节点解:
•单元解,细则见"
BEAM4单元输出数据一览表”
以下是对“BEAM4应力计算结果示意图”的一些说明:
如图,最大应力是指轴向应力与弯曲应力绝对值之和,最小应力是指轴向应力与弯曲应力绝对值之差。
有关求解输出的总体性介绍请见“SolulionOutput"
而有关结果内容察看的一些方法见“ANSYSBasicAnalysisGuide
BEAM4应力计算结果示意图
以下“单元输出信息表”中第一列给岀了各输岀项的名称,用命令ETABLE(P0ST1)及ESOL(POST26)可泄义这些变量用于查询。
第三列表示某一变量值是否在输出文件中给出,第四列某一变量值是否在结果文件中给出。
无论是第三还是第四列,表示可以输岀,列中的具体数值则表示在满足特定条件时才输出,而“一”则表示不输岀。
单元输出信息表
定义
R
EL
单元号
Y
NODES
讯元节点-I,J
MAT
单元材料号
VOLU:
单元体积
一
XC,YC,ZC
输出结果坐标
TEMP
积分点上的温度Tl,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8
PRES
圧力PlatnodesI,J;
偏移虽1atI,J;
压力P2atI,J;
偏移虽2atI,J;
压力P3atI,J;
偏移虽3atI,J;
压力PlatI;
压力P5atJ
SDIR
轴向正应力
SBYT
梁内敢元+Y面上的弯曲应力
SBYB
梁内单元-Y面上的弯曲应力
SBZT
梁内单元+Z面上的弯曲应力
SB2B
梁内单元-Z面上的弯曲应力
SMAX
最大应力(正应力+弯曲应力)
SMIN
最小应力(正应力■弯曲应力)
EPELDIR
端部轴向弹性应变
EPELBYT
梁内讯元-Y面上的弯曲弹性应变
EPELBYB
EPELBZT
梁内敢元+Z面上的弯曲弹性应变
EPELBZB
梁内玳元-z面上的弯曲弹性应变
EPTHDIR
端点轴向热应变
EPTHBYT
梁内敢元T面上的弯曲热应变
EPTHBYB
梁内爪元-Y面上的弯曲热应变
EPTHBZT
梁内讯元吃面上的弯曲热应变
EPTHBZB
梁内敢元-z面上的弯曲热应变
EPINAXL
爪元初始轴向应变
MFOR(X,Y,
单元坐标系中X,Y,Z方向的力
Z)
MMOM(X,Y,讯元坐标系中X.Y.Z方向的弯矩
2YZ)_
1、每个魏元的节点I,J及中间点(见KEYOPT(9))均列出该项结果:
2、如果KEYOPT(6)=1:
3、仅在几何中心作/GET的一个项目可用。
“BEAM4项目和序号表”中列出了在后处理中可通过ETABLE命令加参数及数字序号的方法泄义可列表察看的有关变虽:
的细则。
详细参见《ANSYS基本分析指南》中有关“TheGeneralPostprocessor(POST1)”和"
TheItemandSequenceNumberTableM部分。
下面是表格"
BEAM4项目和序号表(KEYOPT(9)=0)"
到'
BEAM4项目和序号表(KEYOPT(9)=9)”的一些使用说明:
Name
指在"
BEAM4单元输岀信息表”中的有关变量。
Item
命令ETABLE中使用的参数。
E
单元数据为常数或单值时对应的序号。
IJ
节点LJ所对应的数字序号。
ILN
中间点的的顺序号
BEAM4项目和序号表(KEYOPT(9)=0)
OutputQuan
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