梁的概况
梁单元用于生成三维结构的一维理想化数学模型。与实体单元和壳单元相比，梁单元可以效率更高的求解。
两种新的有限元应变单元，BEAM188和BEAM189，提供了更强大的非线性分析能力，更出色的截面数据定义功能和可视化特性。参阅ANSYS Elements Reference中关于BEAM188和BEAM189的描述。
何为横截面？
横截面定义为垂直于梁的轴向的截面形状。ANSYS提供了有11种常用截面形状的梁横截面库，并支持用户自定义截面形状。当定义了一个横截面时，ANSYS 建立一个9结点的数值模型来确定梁的截面特性（lyy,lzz等），并求解泊松方程得到弯曲特征。横截面和用户自定义截面网格划分将存储在横截面库文件中。可以用LATT命令将梁横截面属性赋给线实体。这样，横截面的特性将在用BEAM188或BEAM189对该线划分网格时包含进去。
如何生成横截面
用下列步骤生成横截面：
1．定义截面并与代表相应截面形状的截面号关联。
2．定义截面的几何特性数值。
ANSYS中提供了下表列出的命令完成生成、查看、列表横截面和操作横截面库的功
能：参阅ANSYS Commands Reference可以得到横截面命令的完整集合。
定义截面并与截面号关联
使用SECTYPE命令定义截面。下面的命令将截面号2与定义号的横截面形状（圆
柱体）关联：
命令：SECTYPE,2,BEAM,CSOLID
SECDATA,5,8
SECNUM,2
GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common Sects
Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs
要定义自己的横截面，使用子形状（ANSYS提供的形状集合）MESH。要定义带特殊
特性如lyy和lzz的横截面，使用子形状ASEC。
定义横截面的几何特性数值
使用SECDATA命令定义横截面的几何数值。下面的命令将用SECTYPE命令定义的尺寸
赋值给横截面。CSOLID形状有两个尺寸：半径和周长上的格栅数目。
命令：SECDATA,4,6
GUI: Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects
用BEAM188/BEAM189单元划分线实体
在用BEAM188/BEAM189单元划分线实体前，要定义一些属性，包括：
l 要划分线的梁单元类型
l 生成梁单元的横截面特性号
l 以梁单元轴向为基准的横截面定位
l 生成梁单元的材料特性号
使用LATT命令将这些属性与线实体关联：
命令：LATT,MAT,,TYPE,,KB,,SECID
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Default Attribs
MAT
与MP命令定义的材料特性相对应，材料号由MAT号指定。
TYPE
与ET命令定义的单元类型相对应，类型号由TYPE号指定。
KB
对应于模型中的关键点号。所生成梁单元的横截面与梁的
两端点和该关键点定义的平面垂直。
SECID
与SECTYPE 命令定义的梁横截面相对应，截面号由SECID
号指定。
使用梁工具生成横截面
SECTYPE，SECDATA和SECOFFSET命令在GUI的路径都在梁工具（BEAM TOOL）中。梁
工具的样式取决于所选择的梁横截面形状：
梁工具的顶部是截面形状号[SECTYPE]，中部是截面偏移信息[SECOFFSET]，底部是
截面几何形状信息[SECDATA]。SECDATA命令定义的尺寸
取决于所选截面形状。可以单击梁工具下的"Help"获取所选截面的帮助信息。在
SECDATA也有截面形状尺寸的说明。
控制横截面和用户网格库
通用截面的数据，如CHAN和RECT，可以存储在横截面库中。
用SECWRITE命令生成、存储包括用户划分网格的截面的横截面库。如果在另一个模
型中使用横截面库，使用SECREAD命令读入。
侧向扭转屈曲分析实例（GUI方式）
ANSYS Structural Analysis Guide第七章详细叙述了屈曲分析。本例分析了悬臂
梁在末端承受横向载荷时的行为。
问题描述
一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加载荷。本模型做特征值屈
曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标志
为侧向的大位移）的临界载荷。
问题特性参数
本例使用如下材料特性：
杨氏模量=1.0X10e4psi
泊松比=0.0
本例使用如下的几何特性：
L=100in
H=5in
B=2in
本例的载荷为：
P=1lb
问题示意图
特征值屈曲分析是线性化的计算过程，通常用于弹性结构。屈曲一般发生在小
于特征值屈曲分析得到的临界载荷时。这种分析比完全的非线性屈曲分析需要的求
解时间要少。
用户还可以做非线性载荷和位移研究，这时用弧长法确定临界载荷。对于更通用的
分析，一般要进行崩溃分析。
在模型中有缺陷时一定要做非线性崩溃分析，因为此时模型不会表现出屈曲。可以
通过使用特征值分析求解的特征向量来添加缺陷。特征向量是最接近于实际屈曲模
态在预测值。添加的缺陷应该比梁的标准厚度要小。缺陷删除了载荷-位移曲线的
突变部分。通常情况下，缺陷最大不小于10%的梁厚度。UPGEOM命令在前一步分析
的基础上添加位移并更新变形的几何特征。
第一步：设置分析名称和图形选项
1．选择菜单Utility Menu>File>Change Title。
2．输入"Lateral Torsional Buckling Analysis"并单击OK。
3．确认PowerGraphics正在运行。选择菜单Utility
Menu>PlotCtrls>Style>Hidden-Line Options。确认PowerGraphics选项打开并单
击OK。
4．将Graphical Solution Tracking打开。选择菜单Main
Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Grph Solu Track并确认对话框中radio按钮设置为ON。单击OK。
5．生成屈曲分析图的输出文件。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Redirect Plots>To GRPH File。将文件名改为buckle.grph并单击OK。
第二步：定义几何模型
1．进入前处理器并生成梁的关键点。选择菜单Main
Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Keypo in ts>In Active CS，然后输入下列关键点号和坐标值：
关键点号：1 坐标值：0，0，0
关键点号：2 坐标值：100，0，0
关键点号：3 坐标值：50，5，0
2．在关键点1和2之间生成一条直线。选择菜单Main
Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Straight Line。将弹出生
成直线对话框。在图形窗口选择关键点1和2并单击OK。
