梁橫截面方位(beam orientation)是如何定義的?它有什么作用？

梁橫截面方位通過3個(gè)局部坐標(biāo)軸定義(如圖4-5所示)。

1)t軸：梁?jiǎn)卧S的切線方向，軸的正向從單元的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向第二個(gè)節(jié)點(diǎn)。

2)n,軸：梁橫截面局部坐標(biāo)系的1方向，是梁截面的第一個(gè)軸。

3)n,軸：梁橫截面局部坐標(biāo)系的2方向(梁的法線方向)，是梁橫截面的第二個(gè)軸。

圖4-5 梁橫截面方位的定義

在ABAQUS/CAE中建模時(shí)，對(duì)于賦予了梁截面屬性的區(qū)域，必須為其定義梁橫截面方位。由材料力學(xué)知識(shí)可以知道，梁?jiǎn)卧目箯澓涂辜粜阅苤饕Q于其橫截面特性(慣性軸、慣性矩、慣性積、面積矩等)。只有定義了梁?jiǎn)卧臋M截面方位，ABAQUS 才能夠確定各種橫截面特性。

提示：在分析過程中，ABAQUS會(huì)忽略梁?jiǎn)卧獧M截面的形狀，直接使用各個(gè)橫截面特性來計(jì)算梁?jiǎn)卧系牧Α?yīng)力、應(yīng)變、撓度等各個(gè)量。因此梁部件的類型應(yīng)該是線相(wire)，而不是實(shí)體(solid)。

使用ABAOUS/Standard 求解器分析梁的問題時(shí)，可以考慮梁?jiǎn)卧某鯊澢虺跖で挠绊?/span>：使用ABAOUS/Explicit求解器時(shí)，將不考初彎曲和初扭曲的影響，認(rèn)為所有的梁?jiǎn)卧诜治鲩_始時(shí)刻都是直的。

如何在ABAQUS中定義梁橫截面方位？

在 ABAQUS/CAE 中定義梁橫截面方位的步驟如下：

1）在Property功能模塊中，單擊器(Assign Beam Orientation)按鈕，選擇需要定義橫截面方位的梁，單擊 Done。

2）在彈出的對(duì)話框中(如圖4-6所示)，輸入合適的",矢量，輸人的3個(gè)坐標(biāo)是Prop-erty功能模塊坐標(biāo)系(即Pant功能模塊坐標(biāo)系)下的x、、z值，默認(rèn)值是0.0，0.0-1.0，單擊 OK 確認(rèn)。

圖4-6 輸人合適的n，方向

梁的法線方向"，是根據(jù)右手螺旋法則自動(dòng)確定的：右手大拇指指向梁?jiǎn)卧S的切線方向，四指指向n,方向，四指彎曲90°的方向即為n,方向。圖4-7顯示了當(dāng),方向?yàn)?0.0,0.0.-1.0)時(shí)，梁橫截面方位的3個(gè)局部坐標(biāo)軸與Properly功能模塊坐標(biāo)系的關(guān)系。

臺(tái)提示：梁?jiǎn)卧S的切線方向總是在Pan和Propeny功能模塊坐標(biāo)系的X-Y平面內(nèi)，因?yàn)樵赑art功能模塊中為梁建模時(shí)，只能在上述X-Y平面內(nèi)繪圖。在Assembly功能模塊中才可以通過旋轉(zhuǎn)梁的方向來為其在裝配件中定位。

梁橫截面方位在INP文件中的關(guān)鍵詞是*BEAMSECTION或*BEAMGENERALSECTION。例如：

梁橫截面局部軸與全局坐標(biāo)系的關(guān)系和查詢梁橫截面方位

*BEAM SECTION, SECTION =I, ELSET = my-set,MATERIAL, = my-material

0.1，10，0.5，0.5，0.1，0.1，0.1

0.，0.，-1.

其含義是：為單元集合my-set定義梁截面屬性，梁截面形狀為形，材料為my-material;第一個(gè)數(shù)據(jù)行的7個(gè)數(shù)據(jù)用來定義I形截面的尺寸，即圖4-2中的7個(gè)尺寸參數(shù)：第二個(gè)數(shù)據(jù)行的3個(gè)數(shù)據(jù)即圖4-6中的n，向量。

使用梁?jiǎn)卧治鰡栴}時(shí)，為何出現(xiàn)下列錯(cuò)誤信息：

*** ERROR: ELEMENT I6 IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS. DI.RECTION COSINES OF ELEMENT AXIS 2.93224E-04-8.20047E-051.0000:DIRECTION COSINESOF FIRST SECTION AXISO.00000.00001.0000。(單元16與梁橫截面軸接近平行,梁?jiǎn)卧S的單位向量為2.93224E-04,-8.20047E-05,1.0000,梁橫截面第一個(gè)軸的單位向量為0.0000.0.0000

1.0000。)

錯(cuò)誤信息的含義是:梁?jiǎn)卧S的切向方向1和梁橫截面第一個(gè)軸的方向幾乎是平行的，這不符合定義梁橫截面方位的要求(見圖4-5)。在建模過程中，如果同時(shí)為多根梁定義橫截面方位，就可能出現(xiàn)上述錯(cuò)誤信息。例如，一個(gè)部件中包含兩根相互垂直的梁，同時(shí)選中這兩根梁，為其定義方向，就可能導(dǎo)致其中一根梁的"方向與t方向相同。

解決方法——

為各個(gè)梁定義正確的梁橫截面方位，方向應(yīng)該與：方向大致是垂直的。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS有限元分析常見問題解答》，侵刪）

版權(quán)與免責(zé)聲明：

凡未注明作者、來源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿，如出現(xiàn)版權(quán)問題，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們處理。我們對(duì)頁面中展示內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和合法性均不承擔(dān)任何法律責(zé)任。如內(nèi)容信息對(duì)您產(chǎn)生影響，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們修改或刪除。