beam189
3 -d三節點梁
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產品限制
beam189元素說明
該beam189單元適合於分析細長到中等粗短/厚梁結構。該元素是基於timoshenko梁理論，其中包括剪下變形效果。該元件提供無節制的翹曲和橫截面的受限制翹曲的選項。
該元素是在3 -d的二次三節點梁單元。用預設設定，六個自由度的發生在每乙個節點，這些包括在x， y和z方向和旋轉圍繞x ， y和z方向的平移。乙個可選的第七個自由度（橫截面的翹曲）是可用的。
該元件是非常適合於線性，大旋轉，和/或大應變非線性應用。
該元件的應力剛，預設情況下，在與nlgeom ，on任何分析。所提供的應力剛度使本單元能分析彎曲，橫向及扭轉穩定問題（用特徵值屈曲或摺疊的研究與弧長方法或非線性穩定） 。
彈性，塑性，蠕變等非線性材料模型的支援。與此元素型別相關聯的橫截面可以是內建了部分引用乙個以上的材料。
圖189.1 ： beam189幾何
beam189單元技術和使用建議
beam189是基於timoshenko梁理論，這是乙個一階剪下變形理論：橫向剪下應變是通過橫截面恆定的，也就是說，橫截面保持平面和變形後的失真。
該元件可用於纖細或粗壯的橫樑。由於一階剪下變形理論的侷限，細長到中等厚度的光束可以被分析。使用乙個梁結構（ gal2 / （ei） ）的長細比，判斷該元素的適用性，其中：
剪下模量
一的橫截面的面積
l該成員的長度（而不是元素的長度）
ei抗彎剛度
使用一些全域性距離的措施，而不是在單個元素的尺寸立足它計算出的比率。下圖顯示了懸臂梁受小費荷載橫向剪下變形的估計。雖然結果不能外推到其他應用程式中，例如可以很好地充當一般準則。
乙個長細比大於30的建議。
圖189.2 ：橫向，剪下變形**
長細比（ gal2 / （ ei ） ）
季莫申科δ / δ尤拉 - 伯努利
251.120
501.060
1001.030
1000
1.003
這些元素都支援橫向剪下力和橫向剪下應變之間的彈性關係。您可以使用seccontrol命令覆蓋的橫向剪下剛度的預設值。
beam189不使用高階的理論來解釋變化的剪下應力的分布。使用固體元素，如果這種影響必須加以考慮。
beam189支援「內斂翹曲」分析，通過提供在每個梁節點第七自由度。預設情況下， beam189單元假定乙個橫截面的翹曲是足夠小，它可能被忽略（ keyopt（1） = 0）。您可以通過使用keyopt （ 1 ） = 1啟用自由的翹曲程度。
隨著自由啟用的翹曲度，每個節點有七個自由度： ux ， uy ， uz ， rotx ， rotz ， roty和翹曲。用keyopt（1） = 1，雙力矩和bicurvature輸出。
不像其他的立方（埃爾公尺特）基於多項式的元素， beam189是基於二次多項式，因此，在規範的分布式壓力負荷的偏移量是不具有線性彎曲力矩的變化。網格的細化建議，以適應這種負荷。 beam189是計算效率高，並具有超收斂性質對於網格細化。
例如，二次光束具有2點高斯積分是已知的相同的精度為埃爾公尺特元件。
在實踐中，當兩個元素「抑制翹曲」走到一起成銳角，則需要夫婦的位移和旋轉，但離開了麵外翹曲脫鉤。這通常是由具有兩個節點的物理位置和使用的適當的約束實現的。這個過程是由endrelease命令，該命令解耦平面翹曲的出用於與橫截面相交的角度大於20度的任意的相鄰的元件變得更容易（或自動） 。
beam189允許改變在截面慣性屬性軸向伸長的功能。預設情況下，該橫截面面積的變化，使得該元件的體積變形後得以保留。預設值是適用於彈塑性應用。
通過使用keyopt （ 2 ） ，您可以選擇保留的橫截面不變或剛性。縮放不是一般的非線性梁截面（ sectype ， genb ）的選項。
為一致的負載向量，比用於剛度矩陣採用較高階積分規則質量矩陣和評價。這些元素同時支援一致和集中質量矩陣。避免使用lumpm ， on作為beam189是乙個高階的元素。
一致質量矩陣預設情況下使用。每單位長度的附加質量可以是輸入與addmas部分控制。請參見「 beam189輸入彙總」 。
為扭轉行為聖維南翹曲函式在未變形狀態決定的，是用來甚至屈服後確定剪下應變。沒有選項可用於在變形的構造重新計算分析和可能的區域性塑性屈服的橫截面中的橫截面的扭轉剪下配送。因此，大的非彈性變形，由於扭**荷應及時**，並證實慎用。
在這種情況下，使用固體或殼單元另類造型建議。
beam189輸入資料
幾何形狀，節點位置，座標系和壓力指示此元素如圖189.1 ： beam189幾何。 beam189是由節點i，j和k在全域性座標系中定義的。
節點l是乙個優選的方式來定義的元素的定向。有關定位節點和梁劃分網格的資訊，請參閱生成樑網憑藉在建模和分網指南取向的節點。此外，請參閱二次單元（中間節點）在同一手冊，對用中間節點的。
見lmesh和latt命令描述的自動生成●節點的詳細資訊。對於低階光束的描述，請參閱beam188 。
該元素也可以不朝向節點l。在這種情況下所定義，該元素x軸是從節點i（結束1）朝向節點j的（結束2）定向。當無取向節點時，該元素y軸的預設方向是自動計算的，以平行於全球xy平面。
對於其中元件是平行於總體z軸（或它的0.01 ％的坡度範圍內）的情況下，該元素y軸方向平行於全域性y軸（如圖所示） 。對於單元方向有關元素的x軸的使用者控制項，使用l節點擊項。
如果兩個都定義，定向節點擊項優先。方向節點l，如果使用的話，定義包含元素x和z -軸（如圖所示）的平面（與i和j） 。如果在乙個大的偏轉分析使用該元件，應注意的取向節點的l的位置僅用於初始定向元件。
的自由度的數目取決於keyopt的值（1） 。當keyopt （ 1 ）= 0 （預設） ，六個自由度發生在每乙個節點。這些包括在x， y和z方向和旋轉圍繞x ， y和z方向的平移。
當keyopt （ 1 ）= 1 ，自由度（橫截面的翹曲）的第七度也被認為是。
該元件是在空間中的一維的線元素。經由sectype和secdata命令分開設定的橫截面細節。 （見梁分析和橫截面的結構分析指南中的說明。
） a節與梁單元通過指定截面號（ secnum ）相關聯。 a節數是乙個獨立的屬性。除了恆定的橫截面，你也可以通過使用錐選項上sectype命令定義乙個錐形截面。
（有關詳細資訊，請參閱定義變截面梁。 ）
beam189忽略了與6.0版以後的任何真正的常量資料。用於限定所述橫向剪下剛度看到seccontrol命令，附加質量。
單元輸入摘要如下在「 beam189輸入彙總」 。
beam189橫斷面
beam189可以與這些橫截面型別相關聯：
它定義梁截面（ sectype ， beam ）的幾何結構標準庫部分型別或使用者的網格。梁的材料被定義成元素的屬性（mat ），或作為第積累部分（用於多材料的橫截面） 。
廣義束橫截面（ sectype ， genb ），其中廣義應力廣義應變的關係是直接輸入。
錐形束橫截面（ sectype ，錐），其中乙個標準庫部分或使用者定義網格梁的兩端。
標準庫章節
beam189是在使用sectype和secdata若干節點數自動地設定有部分相關的量（面積整合，位置等）。每個部分被假定為九個節點的單元的預定數量的元件。各橫截面單元具有四個積分點和每乙個都可以與乙個獨立的材料型別相關聯。
圖189.3 ：橫截面細胞
細胞在橫截面的數目影響的部分特性和非線性應力 - 應變關係通過截面建模能力的準確性。該元件具有整合的巢狀結構（沿長度和橫截面） 。
當與元素相關聯的材料具有彈性的行為或當溫度在整個截面的變化，構計算在截面的積分點進行。對於更常見的彈性應用，該元素使用的部分在單元積分點的預先計算的效能。然而，應力和應變計算在輸出通在部分節點。
如果該部分被分配子形狀asec ，只有廣義應力和應變（軸向力，彎矩，橫剪，曲率，以及剪下應變）可用於輸出。 3 -d等高線圖和變形形狀都沒有。該asec亞型顯示只是一道薄薄的長方形來驗證梁的方向。
beam189對待asec如只用乙個橫截面的積分點部分型別。
beam189是用於分析組合梁有幫助的， （即，那些製成的兩片或多片材料連線在一起形成乙個單一的，實心光束） 。件被認為是完全粘結在一起，因此，光束表現為乙個單一的部件。
多材料截面能力僅適用於其中乙個光束行為的假設（季莫申科或伯努利 - 尤拉梁理論）成立。
換句話說，支援哪些是現有的timoshenko梁理論的簡單擴充套件。它可能的應用，如用於：
雙金屬片
梁用金屬加固
感測器，其中不同的材料層已沉積
beam189不考慮彎曲和扭轉的截面剛度水平的耦合。橫向剪也視為非耦合方式。這可能對層狀複合材料和夾層梁乙個顯著的效果，如果上籃是不平衡的。
總是驗證beam189的應用，無論是與實驗或其他數值分析。由於核實後使用帶建成部分的內斂翹曲選項。
keyopt （ 15 ）指定。 rst結果檔案的格式。對於keyopt（ 15 ）= 0 ，該格式只提供乙個在每個區段拐角節點平均的結果，因此，此選項通常適用於同質部分。
對於keyopt （ 15 ） = 1 ，格式給出乙個結果每個部分的結合點，因此，這個選項通常適用於建成的部分與多種材料（並產生乙個較大的結果檔案） 。
廣義梁橫斷面
當使用一般的非線性梁截面，無論是幾何性質也不是明確指定的材料。廣義應力表示的軸向力，彎矩，扭矩和橫向剪下力。同樣，廣義應變暗示的軸向應變，彎曲曲率，扭轉曲率和橫向剪下應變。
（有關詳細資訊，請參閱一般非線性梁截面）這是用於表示橫截面行為的抽象方法，因此，投入往往由實驗資料或其他分析的結果。
一般來說， beam189支援橫向剪下力和橫向剪下應變之間的彈性關係。您可以通過seccontrol命令覆蓋的橫向剪下剛度的預設值。
當梁單元與乙個廣義光束（ sectype ， genb ）截面型別相關聯，橫向剪下力以橫向剪下應變的關係可以是非線性彈性或塑料中，特別有用的，當柔性點焊是能力建模。在這樣的情況下， seccontrol命令不適用。
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