abaqus 中梁板壳单元的弯曲问题beamplateshell

abaqus有限元建模小例子问题一: 工字梁弯曲1.1 问题描述:在<<材料力学实验>>中，弯曲实验測定了工字梁弯曲应变大小及其分布，以验证弯曲正应力公式。

在这里，採用ABAQUS/CAE建立试验件的有限元模型，ABAQUS/Standard模块进行分析求解，得到应力、应变分布，对比其与理论公式计算值及实验測量值的差別。

弯曲实验的相关数据：材料：铝合金E=70GPa 泊松比0.3实验装置结构简图如图所示：结构尺寸测量值：H=50（+/-0.5mm）h=46(+/-0.5mm)B=40（+/-0.5mm）b=2(+/-0.02mm)a=300(+/-1mm)F1=30N Fmax=300N N∆=F1001.2 ABAQUS有限元建模及分析一对象:工字型截面铝合金梁梁的结构简图如图1所示，結构尺寸、载荷、約束根据1.1设定，L取1600mm，两端各伸出100mm。

二用ABAQUS/CAE建立实验件的有限元模型,效果图如下：边界条件简化：左侧固定铰支座简化为下表面左参考点处的约束U1=U2=U3=0右侧活动铰支座简化为下表面右参考点处的约束U1=U2=UR3=0几何模型有限元模型三ABAQUS有限元分析結果①应力云图（Z方向正应力分量）：施加载荷前F=300N②应变（Z方向分量）：中间竖直平面的厚度方向应变分布图：F=100NF=200NF=300N由上图可以看出应变沿着厚度方向呈线性比例趋势变化，与实验测得的应变值变化趋势相同。

中性轴处应变均接近零值，应变与距离中性轴位移基本为正比关系。

1.3分析结果:中间竖直截面上下边缘轴向应力数值对比：*10^-6 MPa距中性轴距ABAQUS模拟实验测量值平均理论值1/2H -96.182*70000 -97*70000 -6.9165=-70000*98.807-1/2H 95.789*7000092*70000 6.9165问题二：机身中段结构内力、变形分布的有限元分析模型2.1问题描述：对单块式机身中段结构进行有限元建模分析。

在Abaqus中使用梁单元进行计算在Abaqus中使用梁单元进行计算(2012-03-26 11:28:00)转载▼标签：分类：ABAQUSabaqus梁杂谈xiaozity 助理工程师:在练习老庄的Crane例题时，欲提取梁元的截面应力。

反复折腾后，小小体会，总结如下：（1）书中讲到：“线性梁元B21、B31及二次梁元B22、B32是考虑剪切变形的Timoshenko 梁单元；而三次梁元B23、B33不能模拟剪切变形，属Euler梁单元”。

（2）众所周知，当要考虑剪切变形时，例如深梁，采用Timoshenko梁单元比较合适。

三次梁元由于可模拟轴线方向的三阶变量，因而对static问题，一个构件常常用一个三次单元就足够，特别对于分布载荷的梁，三次梁元的精度相当高。

（3）Abaqus 会默认在积分点处的若干截面点输入应力值；但用户可自定义应力输出的截面点位置，这通过property-section-manage-edit-output points 来定义输出应力值的截面点；（4）特别要指出的是，无论B22还是B33还是其它梁元，其输出的应力分量只有S11，如图所示；那么，现在的问题是：1：S11代表什么应力，根据经验，大家会认为11是1方向的正应力或主应力等等2：为什么没有S22、S33、S12......下面分别说明：1：S11表达的是梁元的弯曲应力，即局部坐标系下截面上的正应力2：只输出S11，而无其它应力，这是因为梁元之所以成为梁元，有一基本前提就是用梁元来模拟的构件，其正应力是最主要的，而剪应力是可忽略的；一个基本的佐证就是：众所周知，在建立梁的总势能方程时，总是讲剪切应变能是小量，因而它总是被忽略掉的；忽略剪应力的一个结果是：mises应力将与S11在数值上完全相同，不仅Abaqus如此，Ansys 也是如此，这也难怪有人讲：“Timoshenko梁单元是骗人的，它根本没有考虑剪应力”；对这件事情，我想作如下评价：（A）不仅Timoshenko梁单元，其它梁元（不考虑剪切变形）确实在应力的层面没有考虑剪应力的影响，这可从mises应力与S11的比较看出来；而为什么这样处理，理由如上所述，剪应力是高阶量，可忽略，否则就认为不能用梁元来模拟。

对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。

Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。

注意：因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。

简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。

F=10kN，不计重力。

计算中点挠度，两端转角。

理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。

文件与路径：顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。

一部件1 创建部件：Module，Part，Create Part，命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。

2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。

3 退出：Done。

二性质1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile（剖面），命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。

2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation，选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。

3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section（截面），命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109 N/m2），G=82.03e9，ν=0.28，关闭。

图 3 简支梁应力图
66
走进 工程
图 4 简支梁位移图
图 6 荷载 - 挠度曲线
图 5 跨中位移 -时间图
4 小梁试验
经设计计 算确定一个钢筋 混凝土适筋梁 的正 截面尺寸、采用材料参数、配筋量等数据, 实施两端 简支、两点加载, 试验模型如图 1所示。试验时按计 算承载力分级加载, 两点加载值 P 相同, 控制加载 速度, 使用百分表和位移计量测钢筋混凝土梁的挠 度, 并记录对应荷载, 同时观察 梁的裂缝及破 坏情 况, 加载至钢筋混凝土梁完全破坏为止。整理试验 数据后绘制简支梁荷载 - 挠度曲线如图 6所示。
基于 ABAQU S的混凝土梁受弯破坏实验非线性分析
67
挠度值增加 进一步加快。可以看出 ABAQUS 有限 元分析能够得到与实际试验基本相符的结果, 但两 种方法计算的数值之间存 在差异, 经分析, 原 因可 能有以下几点:
( 1)模拟中有限元单元假设具有均匀、各向同 性、单元间接触形式统一的特点 [ 7 ] , 而实际混凝土 构件材料构成复杂, 有水泥等细小颗粒, 也有砾石、 细沙等构成成分, 其相互之间的接触摩擦作用大不 相同, 另外各种材料 性能各不相同, 取用统一 综合 标准进行定义本身与实际就存在差异。
在加载垫片上施加均布荷载 3. 2 M Pa( 计算得 P = 16 KN ) 得简支梁跨中节点的位移为 2. 210 mm (见图 4), 其时间变化图如图 5所示。可以看出, 随 分析计算时间的增加, 跨中挠度 增长速度 逐渐加 快, 这是由于钢筋混凝土材料在弹性阶段强度大、 刚度强, 因此梁刚承受荷 载时跨中挠度变 化量小; 而进入塑性阶 段以后, 钢 筋混凝土材料性 能下降, 梁受力后挠度增加速度随之加快, 从而形成跨中的 挠度加速变化的曲线。由此看出此次 模拟分析具 有可靠的理论依据, 是非常可信的。

在Abaqus中使用梁单元进行计算在Abaqus中使用梁单元进行计算(2012-03-26 11:28:00)转载▼标签：分类：ABAQUSabaqus梁杂谈xiaozity 助理工程师:在练习老庄的Crane例题时，欲提取梁元的截面应力。

反复折腾后，小小体会，总结如下：（1）书中讲到：“线性梁元B21、B31及二次梁元B22、B32是考虑剪切变形的Timoshenko 梁单元；而三次梁元B23、B33不能模拟剪切变形，属Euler梁单元”。

（2）众所周知，当要考虑剪切变形时，例如深梁，采用Timoshenko梁单元比较合适。

三次梁元由于可模拟轴线方向的三阶变量，因而对static问题，一个构件常常用一个三次单元就足够，特别对于分布载荷的梁，三次梁元的精度相当高。

（3）Abaqus 会默认在积分点处的若干截面点输入应力值；但用户可自定义应力输出的截面点位置，这通过property-section-manage-edit-output points 来定义输出应力值的截面点；（4）特别要指出的是，无论B22还是B33还是其它梁元，其输出的应力分量只有S11，如图所示；那么，现在的问题是：1：S11代表什么应力，根据经验，大家会认为11是1方向的正应力或主应力等等2：为什么没有S22、S33、S12......下面分别说明：1：S11表达的是梁元的弯曲应力，即局部坐标系下截面上的正应力2：只输出S11，而无其它应力，这是因为梁元之所以成为梁元，有一基本前提就是用梁元来模拟的构件，其正应力是最主要的，而剪应力是可忽略的；一个基本的佐证就是：众所周知，在建立梁的总势能方程时，总是讲剪切应变能是小量，因而它总是被忽略掉的；忽略剪应力的一个结果是：mises应力将与S11在数值上完全相同，不仅Abaqus如此，Ansys 也是如此，这也难怪有人讲：“Timoshenko梁单元是骗人的，它根本没有考虑剪应力”；对这件事情，我想作如下评价：（A）不仅Timoshenko梁单元，其它梁元（不考虑剪切变形）确实在应力的层面没有考虑剪应力的影响，这可从mises应力与S11的比较看出来；而为什么这样处理，理由如上所述，剪应力是高阶量，可忽略，否则就认为不能用梁元来模拟。

5.1.1 壳体厚度和截面点（section points）
需要用壳体的厚度来描述壳体的横分析过程中或者是在分析开始时，都可以选择横截面的刚度。 如果你选择在分析过程中计算刚度， ABAQUS 采用数值积分法沿厚度方向的每一 个截面点（section points） （积分点）独立地计算应力和应变值，这样就允许了非线性 的材料行为。例如，弹塑性材料的壳在内部截面点还保持弹性时，其外部截面点可能 已经达到了屈服。在 S4R（4 节点、减缩积分）单元中唯一的积分点的位置和沿壳厚 度上截面点的分布如图 5-1 所示。
图 5-3
网格细划对节点处表面法线的影响
所采用的基本平滑算法如下：如果与同一节点连接的所有壳单元在该节点处的法 线相互之间的夹角在 20 以内，则这些法线将被平均化。平均法线将用作为所有与该 节点相连的单元在该节点的法线。 如果 ABAQUS 未能光滑壳面，在数据文件中 （.dat）将发出一个警告信息。 有两种方法可以改变默认的算法。 为了在曲壳中引入折线或者用粗网格模拟曲壳， 或者是在节点坐标后面给出 n2 的分量，作为第 4、第 5 和第 6 个数据值（这种方法需 要在文本编辑器中人工编辑由 ABAQUS/CAE 创建的输入文件） ； 或者应用*NORMAL 选项，直接规定法线方向（应用 ABAQUS/CAE 的 Keywords Editor（关键词编辑器）
5.1.2 壳法线和壳面
壳单元的连接方式定义了它的正法线方向，如图 5-2 所示。
5-2
图 5-2
壳的正法线
对于轴对称壳单元，从节点 1 前进到节点 2 的方向经逆时针旋转 90定义其正法 线方向。对于三维壳单元，根据出现在单元定义中的节点顺序，按右手法则围绕节点 前进给出其正法线方向。 壳体的顶表面是在正法线方向的表面，对于接触定义称其为 SPOS 面；而底表面 是在沿着法线负方向的表面，对于接触定义称其为 SNEG 面。在相邻壳单元中的法线 必须是一致的。 正法线方向定义了基于单元的压力载荷 （element-based pressure load） 应用的约定， 和随着壳厚度变化的量值的输出。施加于壳体单元上的正向压力载荷产生了作用在正 法线方向的载荷。 （基于单元的压力载荷的约定， 对于壳单元是相反于对实体单元的约 定；基于表面的压力载荷的约定（surface-based pressure load） ，对于壳单元是相同于 对实体单元的约定。关于在基于单元的和基于表面的分布载荷之间的更多区别，请参 阅 ABAQUS 分析用户手册的第 19.4.2 节“Concentrated and distributed loads” 。 ）

abaqus壳偏移定义(一)Abaqus壳偏移定义1. 定义•壳单元（shell element）在Abaqus中用于建模薄壁结构，如板、壳等。

•壳偏移（shell offset）是指在建模壳单元时，通过定义一个偏移面，将实际表面与壳单元的中面进行分离，从而模拟壳的厚度。

2. 理由•壳偏移可以更准确地模拟薄壁结构，在求解应力场和变形场时具有更高的精度。

•壳偏移可以降低计算量，减少计算时间，提高模型的效率。

•壳偏移可以增加壳单元的稳定性，提高模型的可靠性。

3. 书籍简介《Abaqus学习手册》•作者：龚旗华•出版社：机械工业出版社•出版时间：2013年该书是一本针对Abaqus软件进行教学与应用的综合性学习手册。

其中包含了对Abaqus各个模块的详细介绍和使用方法，并通过大量实例进行实际操作演示。

《Abaqus有限元分析实例教程》•作者：田勇•出版社：中国水利水电出版社•出版时间：2018年该书是一本以实例为主线的Abaqus教程，通过生动具体的分析实例帮助读者掌握Abaqus软件的使用方法。

其中包含了对壳偏移技术的介绍和应用案例，适合对壳偏移感兴趣的读者学习。

《Abaqus有限元分析问题求解与优化设计》•作者：魏荣华、范敏、陈留松•出版社：机械工业出版社•出版时间：2012年该书是一本面向工程实践的Abaqus教材，系统介绍了Abaqus的理论基础和实用技术，包括了壳偏移的定义和应用。

通过丰富的实例和应用案例，读者可以快速掌握Abaqus的使用和壳偏移技术的应用。

以上书籍均可通过各大图书网站或实体书店购买。

阅读这些书籍可以帮助读者深入了解Abaqus软件以及壳偏移的定义和应用，提高模型的建模精度和求解效率。

ABAQUS中梁板壳单元的弯曲问题曲哲2007-4-3一、Euler-Bernoulli梁与Timoshenko梁在ABAQUS的单元库中，所有三次插值的梁单元（如B23，B33等），均为Euler-Bernoulli梁，而所有线性和二次插值的梁单元（如B21，B22，B31，B32等），均为Timoshenko梁。

（1）细长梁与深梁B23为2结点三次插值的Euler-Bernoulli梁。

由于在形成单元刚度矩阵时等效载荷项的被积函数至少是3次的，所以至少需要2个积分点才能达到完全的高斯积分。

而在ABAQUS中，B23有3个积分点，这意味着被积函数可以达到5次。

总之B23是完全积分的单元。

而B21和B22分别为2结点线性插值和3结点二次插值的Timoshenko梁，并且默认的采用减缩积分来避免剪切锁死。

B22只有2个积分点，B21只有1个积分点，它们都只能达到1次的插值精度。

表1：集中力作用下悬臂梁的自由端挠度（mm）细长梁（l/h=10）深梁（l/h=3）材力解 1 2 4 材力解42单元个数 10.10800.10804.000 4.000 4.0000.10800.1080B23（E-B梁） 4.000B21（Timoshenko梁） 3.734 3.955 4.010 4.000 0.10860.1145 0.1160 0.1080B22（Timoshenko梁） 4.028 4.028 4.028 4.000 0.11650.1165 0.1165 0.1080表1比较了上述三种梁单元在应用于细长梁和深梁受弯时的表现。

问题描述如图1所示，为端部受集中载荷的悬臂梁。

E-B梁B23完全忠实于材料力解的解答，不考虑剪切应变的影响，并且只用1个B23单元就可以得到与材力解一致的结果。

B21和B22考虑了梁的剪切变形，其分析得到的挠度略大于材力解。

同时可以看出，B21和B22用于细长梁时并没有发生剪切自锁。

ABAQUS中梁板壳单元的弯曲问题曲哲2007-4-3一、Euler-Bernoulli梁与Timoshenko梁在ABAQUS的单元库中，所有三次插值的梁单元（如B23，B33等），均为Euler-Bernoulli梁，而所有线性和二次插值的梁单元（如B21，B22，B31，B32等），均为Timoshenko梁。

（1）细长梁与深梁B23为2结点三次插值的Euler-Bernoulli梁。

由于在形成单元刚度矩阵时等效载荷项的被积函数至少是3次的，所以至少需要2个积分点才能达到完全的高斯积分。

而在ABAQUS中，B23有3个积分点，这意味着被积函数可以达到5次。

总之B23是完全积分的单元。

而B21和B22分别为2结点线性插值和3结点二次插值的Timoshenko梁，并且默认的采用减缩积分来避免剪切锁死。

B22只有2个积分点，B21只有1个积分点，它们都只能达到1次的插值精度。

表1：集中力作用下悬臂梁的自由端挠度（mm）细长梁（l/h=10）深梁（l/h=3）材力解 1 2 4 材力解42单元个数 10.10800.10804.000 4.000 4.0000.10800.1080B23（E-B梁） 4.000B21（Timoshenko梁） 3.734 3.955 4.010 4.000 0.10860.1145 0.1160 0.1080B22（Timoshenko梁） 4.028 4.028 4.028 4.000 0.11650.1165 0.1165 0.1080表1比较了上述三种梁单元在应用于细长梁和深梁受弯时的表现。

问题描述如图1所示，为端部受集中载荷的悬臂梁。

E-B梁B23完全忠实于材料力解的解答，不考虑剪切应变的影响，并且只用1个B23单元就可以得到与材力解一致的结果。

B21和B22考虑了梁的剪切变形，其分析得到的挠度略大于材力解。

同时可以看出，B21和B22用于细长梁时并没有发生剪切自锁。

abaqus壳截面定义-回复Abaqus是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件。

在Abaqus 中，壳截面是定义二维壳结构中截面的一种方法。

壳元素常用于分析薄壳结构，如飞机外壳、建筑屋顶等。

壳截面的定义对于准确模拟结构的弯曲行为以及正确预测应力分布十分重要。

在本文中，我们将一步一步地解释如何定义Abaqus壳截面。

1. 首先，在Abaqus中打开您的模型文件。

确保模型文件中已包含壳结构的几何信息。

2. 在Abaqus工具栏中选择"Part"工具，并从下拉菜单中选择"Create"选项。

接下来，选择"Shell"选项，这将创建一个新的壳体零件。

3. 在壳体零件创建完成后，选择"Sections"工具。

在下拉菜单中，选择"Shell"选项。

这将打开一个对话框，您将在其中定义壳截面的属性。

4. 在"Shell Section"对话框中，您将看到多个选项。

首先，选择"General"选项卡，设置截面的常规属性。

这包括截面的名称、壳厚度以及材料属性。

5. 在"General"选项卡下，选择"Material"参数，并点击"Edit"按钮来定义截面的材料属性。

您可以选择使用Abaqus自带的材料库，也可以手动输入材料属性。

6. 接下来，选择"Basic"选项卡。

在该选项卡下，您可以定义截面的几何属性。

这包括截面的宽度、高度以及其他几何参数，如截面形状。

7. 在"Basic"选项卡下，您还可以选择定义截面的壳厚度分布。

Abaqus提供了多种不同的壳厚度定义方法，如均匀厚度、混合厚度等。

根据您的模型要求，选择适当的厚度分布方法。

8. 在"Basic"选项卡下，您可以设置壳面元素的偏转类型。

abaqus弯曲应变-回复Abaqus弯曲应变- 了解和应用引言：Abaqus是一种非常强大的有限元分析工具，广泛应用于工程领域。

在这篇文章中，我们将深入探讨Abaqus软件在弯曲应变分析中的应用。

我们将从基本概念开始，逐步解释Abaqus中的弯曲应变计算，并通过一个实际案例详细说明其应用。

第一部分：基本概念在进入Abaqus软件的具体应用之前，让我们先来了解一些与弯曲应变相关的基本概念。

弯曲应变是指在物体的横向加载下，由于受力作用发生的变形。

它可以描述为物体上的各点发生的拉伸和挤压。

在弯曲应变中，我们通常使用弯矩（Moment）这一物理量来描述受力情况。

弯矩是指应力在截面上的一个力矩，它会引起物体产生弯曲应变。

第二部分：Abaqus的使用现在，我们将介绍如何在Abaqus软件中进行弯曲应变分析。

首先，我们需要定义我们的模型。

可以通过Abaqus提供的建模工具来创建模型，也可以导入从其他软件中生成的模型。

在创建或导入模型后，我们需要定义材料属性和加载条件。

材料属性包括弯曲模量、屈服应力等。

加载条件指定了施加在模型上的外部载荷。

接下来，我们需要定义模型的几何约束条件。

这些约束条件通常包括模型基座状态、轴向约束等。

在完成模型的建立后，我们可以进行网格划分。

网格划分是将模型分割为较小单元的过程，这些单元被称为元素。

网格划分对于完成后续分析非常重要，可以通过Abaqus提供的自动网格划分算法或手动设置网格划分参数。

第三部分：Abaqus中的弯曲应变分析在定义好模型并进行网格划分后，我们可以进行弯曲应变分析。

首先，我们需要选择适当的求解器类型和求解器选项。

通常，在弯曲应变分析中，我们选择隐式动态或静态求解器。

在设置好求解器选项后，我们需要定义输出请求。

通过定义输出请求，我们可以选择并记录感兴趣的结果数据，如应力、应变、位移等。

接下来，我们可以运行分析并查看结果。

Abaqus为我们提供了各种结果查看工具，如图形查看、结果图表等。

abaqus弯曲应变-回复题目：Abaqus中的弯曲应变及其解析步骤摘要：本文将详细介绍Abaqus软件中的弯曲应变分析及其解析步骤。

首先，我们将回顾弯曲应变的概念和公式。

然后，我们将介绍如何在Abaqus 中进行弯曲应变分析，包括创建模型、定义材料和边界条件、应用加载以及求解结果。

最后，我们将总结分析结果并探讨一些应变分析的应用。

1. 弯曲应变的概念和公式在工程实践中，弯曲应变是指在受到弯曲载荷时材料内部发生的应变变化。

弯曲应变可通过以下公式计算：ε= (M*y) / (E*I)其中，ε表示弯曲应变，M为弯矩，y为距离截面中心轴的垂直距离，E为弹性模量，I为截面惯性矩。

2. Abaqus中的弯曲应变分析步骤2.1 创建模型在Abaqus中创建弯曲应变分析模型通常需要以下步骤：- 导入几何信息：通过导入CAD文件、绘制几何形状或使用Abaqus中的几何建模工具创建模型的几何形状。

- 创建单元网格：选择适当的单元类型（如三角形、四边形或六边形单元）来划分模型，并生成单元网格。

- 定义截面属性：通过指定截面属性参数（如底座宽度、高度等）来描述弯曲截面。

2.2 定义材料和边界条件在Abaqus中，可以定义不同的材料性质和边界条件来模拟弯曲应变。

以下是一些常见的定义步骤：- 定义材料属性：指定材料的弹性模量、泊松比等力学性质。

- 定义边界条件：设置支撑和加载条件，如固支条件、平移约束和加载类型（如压力、位移等）。

2.3 应用加载加载是模拟弯曲应变的关键步骤之一。

在Abaqus中，可以通过施加不同类型的加载来模拟弯曲载荷，例如施加均布载荷或施加集中载荷。

2.4 求解结果在完成模型的几何配置、材料属性和加载条件的定义后，可以使用Abaqus 求解器来求解弯曲应变问题。

求解可以包括静态或动态分析，根据分析的需要进行选择。

3. 分析结果和应用完成求解后，可以使用Abaqus的后处理工具来分析和可视化结果。

一些常见的分析结果包括应变分布图、位移分布图和应力分布图。

abaqus单元形状-回复Abaqus 单元形状是指在有限元分析中，模拟物体所使用的元素的形状和拓扑结构。

Abaqus 提供的单元形状非常丰富，并根据需要可以选择适合的单元形状。

在本文中，我们将逐步回答有关Abaqus 单元形状的问题，并解释如何选择适当的单元形状以获得准确而可靠的分析结果。

首先，让我们了解一下有限元分析的基本概念。

有限元分析是一种计算方法，用于数值解决实际工程问题。

它通过将连续的物体离散化成为有限数量的单元，再对每个单元进行计算，最终得出整个物体的行为和响应。

在进行有限元分析时，选择适当的单元形状非常重要，因为它直接影响分析的准确性和效率。

Abaqus 提供了许多种不同类型的单元形状，包括线性和非线性元素。

每种单元形状都具有不同的特性和适用范围。

下面，我们将逐一介绍几种常用的单元形状。

1. 点单元（POINT）：点单元是最简单的单元形状，只有一个求解节点。

它通常用于对点载荷进行建模或进行应力和位移的提取。

2. 线单元（LINE）：线单元是由两个节点和一个中间积分点组成的。

它可用于模拟直线结构的行为，如杆件和梁。

3. 三角形单元（TRIANGLE）：三角形单元是由三个节点连接而成的。

它是最简单的平面单元形状之一，常用于模拟二维结构的弯曲和拉伸行为。

4. 矩形单元（QUAD）：矩形单元是由四个节点组成的，可以用于模拟更复杂的二维结构行为。

它适用于各种边界条件，如固定边界、约束边界和载荷边界。

5. 四面体单元（TETRAHEDRON）：四面体单元是由四个节点组成的三维单元形状。

它通常用于对三维结构的行为进行建模。

6. 六面体单元（HEXAHEDRON）：六面体单元是由八个节点组成的三维单元形状。

它适用于模拟长方体或正方体结构的行为。

以上只是一些常见的单元形状，实际上Abaqus 还提供了更多类型的单元形状来满足不同需求，如四面体棱柱混合单元（TETRA/PRISM）和面质点单元（SURFACE TO POINT）等。

as the ratio of the web flexural rigidity to the flange torsional rigidity decreases. Hughes and Ma (1996) and Ma and Hughes (1996) used a fifth-order polynomial to represent the web lateral displacements in their study of the lateral-distortional buckling of beams under point or distributed loads. Bradford and Waters (1988) studied the effects of monosymmetry on elastic lateral-distortional buckling. Wang and Kitipornchai (1991) performed a parametric study of the distortional buckling of monosymmetric beam columns. However, knowledge on the effects of web distortion on the reduction of the effective warping rigidity of the cross section is not well established. Because of this, the approximations for the lateral-distortional buckling moments of simply supported beams in uniform bending are inaccurate for beams with small flange torsional rigidities. Also, because of this, most modern design codes (AS4100 1998; Load 1993) do not consider the reductions of the buckling resistance due to web distortion (Pi and Trahair 1997). In practical structures, web cleats, flush end-plates, additional web plates, or web stiffeners (Fig. 5) are often used at the connections of beam ends to adjacent members. These may induce flange end-restraining moments that oppose the warping deformations and modify the elastic lateral buckling resis-

基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析（梁单元和实体单元）对于简支梁，基于 ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。

另外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。

对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上传了对应的cae，odb，inp文件。

不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp文件自己计算即可。

可以到小木虫搜索：“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。

对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在梁的两端受集中载荷，梁的大直径D=180mm，小直径d=150mm，a=200mm，b=300mm，l=1600mm，F=300000N。

现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。

材料采用45#钢，弹性模量E=2.1e6MPa，泊松比v=0.28。

图1 简支梁结构简图1.梁单元分析ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ，beam-shaft.odb，beam-shaft.inp。

在建立梁part的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。

图2 建立part并分割接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。

然后创建两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为（0，0，-1）（点击图3中的n2，n1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把创建好的梁赋给梁结构。

图3 创建梁截面形状接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request，在SF前面打钩，这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。

ABAQUS教材：第五章壳单元的应用第五章壳单元的应用用壳单元可模拟的是具有某一方向尺度(厚度方向)远小于其它方向的尺度，且沿厚度方向的应力可忽略的特征的结构。

例如，压力容器的壁厚小于整体结构尺寸的1/10，一般可以用壳单元进行模拟分析，以下的尺寸可以作为典型整体结构尺寸：支撑点之间的距离加强构件之间的距离或截面厚度尺寸有很大变化处之间的距离曲率半径所关注的最高振动模态的波长基于以上的特点，平面假定成立，即ABAQUS壳单元假定垂直于壳面的横截面在变形过程中保持为平面。

另外不要误解为上述厚度必须小于单元尺寸的1/10。

精细网格可包含厚度尺寸大于壳平面内的尺寸的壳单元，尽管一般不推荐这样做，在这种情况下实体单元可能更合适。

5.1 单元几何尺寸壳单元的节点位置定义了单元的平面尺寸、壳面的法向、壳面的初始曲率，但没有定义壳的厚度。

5.1.1 壳体厚度和截面计算点壳体厚度描述了壳体的横截面，必须对它定义。

除了应定义壳体厚度，还应当在分析过程中或分析开始时，计算出横截面的刚度。

若选择在分析过程中计算刚度，则ABAQUS采用数值积分法分别计算厚度方向每一个截面点（积分点）的应力和应变值，并允许非线性材料行为。

例如，一种弹塑性材料的壳在内部截面点还是弹性时，其外部截面点已经达到了屈服。

S4R单元(4节点减缩积分)中积分点的位置和沿壳厚度方向截面的的位置如图5－1所示：图5－1 壳的数值积分点位置在进行数值积分时，可指定壳厚度方向的截面点数目为任意奇数。

默认的情况下，ABAQUS在厚度方向上取5个截面点，对各项同性壳来说，处理大多数非线性问题已经是足够了。

但是，对于一些复杂的模型必须取更多的截面点，尤其是处理交变的塑性弯曲问题(在这种情况下一般采用9个点)。

对于线性材料，3个截面点已经提供了沿厚度方向的精确积分。

当然，对于线弹性材料壳来说，选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。

在选择分析前就计算横截面刚度时，材料必须是线弹性的。

abaqus模板在hypermesh中建立beam梁单元的详细步骤
1.点击下图按钮，弹出hyperbeam view界面，如第二步图
①
2.在左侧空白处右键单击，选择自己想要的截面形状，并输入截面参数
3.点击model view按钮返回，发现出现了新建的beam section ②
③④
4.创建属性，输入prop name，type选择line section，card image选择beamsection，选择相应的material，点击beamsection 出现了刚才建立的截面属性，点击它
5.点击右侧creat/edit按钮，打开卡片截面，勾选section axis，输入截面主轴（y轴）在建模环境中的恰当方向。

（观察刚刚在建立截面属性时出现的截面局部坐标y轴，在建模环境中应将其设置为和x轴或y轴平行，因此这里输入x轴的方向，【1,0,0】）
6.返回主界面，点击line mesh按钮，进入梁单元创建界面。

Node list选择两端节点，设定element size，选择property，选择
bar2，点击mesh，如果想修改单元个数就修改，之后return。