abaqus第四讲：应用梁单元

梁单元名词解释
梁单元是一种用于模拟梁类构件的有限元分析工具。

在 Abaqus 中，梁单元可以分为线性梁元、二次梁元和三次梁元三种类型，分别适用于轻量级、中度量和重量级梁的模拟。

其中，线性梁元 B21、B31 和二次梁元 B22、B32 属于考虑剪切变形的 Timoshenko 梁单元，能够模拟梁的剪切变形和弯曲效应;而三次梁元 B23、B33 则属于Euler 梁单元，不能模拟剪切变形，适用于模拟轴向拉伸或压缩的梁。

在梁单元的模拟中，用户可以通过设置单元属性、网格划分和载荷施加等方式，模拟梁的应力、应变和位移等物理量。

其中，梁单元的输出应力分量只有 S11，代表梁的弯曲应力。

梁单元考虑到了剪切变形的影响，因此在变形层面会考虑剪切刚度的影响，而在应力层面则忽略剪应力的影响。

梁单元是 Abaqus 中常用的有限元分析工具之一，可以用于模拟梁类构件的各种物理效应，为用户提供了科学、准确的计算分析手段。

abaqus梁单元最大主应变在Abaqus中，梁单元的最大主应变可以通过查看模型的应力应变结果来获得。

具体步骤如下：1.在后处理模块中，选择"Stress"或"Strain"选项卡。

2.选择相应的应力或应变分量。

3.确保模型已经完全运行，并且已经得到了收敛的结果。

4.在结果窗口中，找到"Stress"或"Strain"的表格，并查看最大主应变值。

需要注意的是，Abaqus中的梁单元是一种一维单元，主要用于模拟细长的结构，如桥梁、建筑物的梁等。

因此，梁单元的最大主应变可能会受到模型的具体尺寸、边界条件、载荷等因素的影响。

同时，还需要注意Abaqus中默认的应变单位是工程应变，即真实应变减去1。

在Abaqus中，梁单元的最大主应变（E1）可以通过以下公式计算：E1=(F/A)-(1-v)(ε1+ε2)其中：F是梁单元的力（N）A是梁单元的面积（m²）v是泊松比ε1和ε2是梁单元在x和y方向上的应变分量需要注意的是，这个公式适用于线弹性材料，并且假设梁单元是均匀的。

对于非均匀或非线性的材料，可能需要使用更复杂的公式来计算最大主应变。

弹性应变率是一个物理量，用于描述物体在受到外力作用时发生的形变速度。

它是应力和应变之间的导数关系，表示单位时间内应变的变化量。

弹性应变率可以用来描述材料的弹性和动态行为，特别是在冲击、振动等动态加载条件下。

弹性应变率可以通过材料的弹性模量和应变率之间的关系计算得出。

具体来说，弹性应变率（E）可以表示为：E=dσ/dt/(1-v^2)其中，dσ/dt是应力的时间导数，v是泊松比，E是弹性模量。

弹性应变率在材料科学、地震工程、生物医学等领域有广泛应用，可以帮助人们更好地理解材料的动态行为和力学性能。

在Abaqus中设置梁单元的最大主应变需要注意以下几点：1.确保模型正确建立：在设置最大主应变之前，需要先建立正确的模型，包括正确的梁单元类型、尺寸、材料属性等。

ABAQUS简支梁分析梁单元和实体单元梁单元是ABAQUS中常用的一种单元类型，适用于对梁结构进行分析。

它是一维元素，具有沿一个坐标轴的长度、截面积和转动惯量等属性。

梁单元适用于对纤维偏离主轴较小的梁进行建模。

与梁单元相比，实体单元更适用于对复杂几何形状的梁进行建模。

实体单元是三维元素，它在三个坐标轴上都具有长度，并且可以定义复杂的几何形状。

实体单元适用于对纤维偏离主轴较大的梁、异形梁和复杂梁进行建模。

梁单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如截面形状、材料参数等。

2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁单元的草图，定义梁的几何形状和尺寸。

3.定义截面：将截面属性应用到梁单元上，包括截面形状和尺寸。

4.创建网格：使用ABAQUS的网格划分工具将梁的草图划分为网格，生成梁单元。

5.设置材料属性：为梁单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。

6.施加边界条件：为梁单元定义边界条件，如支撑和加载情况。

7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。

8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。

实体单元的建模步骤如下：1.创建部件：在ABAQUS中创建一个新部件，并设定其属性，如材料参数等。

2.创建草图：使用ABAQUS提供的工具创建梁的草图，定义梁的几何形状和尺寸。

3.创建几何图形：使用ABAQUS的几何模块创建复杂的实体几何形状。

4.定义材料属性：为实体单元定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等。

5.生成网格：使用ABAQUS的网格划分工具将实体几何形状划分为网格，生成实体单元。

6.施加边界条件：为实体单元定义边界条件，如支撑和加载情况。

7.定义分析类型：选择适当的分析类型，如静力分析或动力分析。

8.执行分析：运行分析，并获取梁的响应结果，如位移、应变和应力。

梁单元和实体单元在ABAQUS中都提供了丰富的分析功能和选项，可以根据实际需要使用不同的单元类型来建模和分析梁结构。

abaqus梁单元后处理Abaqus梁单元后处理Abaqus是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其梁单元是常用的一种元素类型。

在进行梁单元分析后，需要进行后处理，以便得到更加详细的分析结果。

本文将介绍如何进行Abaqus梁单元后处理。

1. 节点位移和反应力的输出在进行梁单元分析后，需要输出节点的位移和反应力。

在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Field Output”菜单，然后选择“Node Output”。

（3）在“Node Output”对话框中，选择“U”和“RF”选项，然后点击“OK”按钮。

（4）在ODB文件中，可以找到节点的位移和反应力数据。

2. 应力和应变的输出在进行梁单元分析后，需要输出梁单元的应力和应变。

在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Field Output”菜单，然后选择“Element Output”。

（3）在“Element Output”对话框中，选择“S”和“E”选项，然后点击“OK”按钮。

（4）在ODB文件中，可以找到梁单元的应力和应变数据。

3. 梁单元的变形和应力云图的输出在进行梁单元分析后，需要输出梁单元的变形和应力云图。

在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Visualization”菜单，然后选择“Deformed Shape”。

（3）在“Deformed Shape”对话框中，选择“Scale Factor”选项，然后设置一个合适的比例因子。

（4）点击“OK”按钮，即可得到梁单元的变形云图。

（5）选择“Visualization”菜单，然后选择“Contour”。

（6）在“Contour”对话框中，选择“S”或“E”选项，然后设置一个合适的颜色范围。

（7）点击“OK”按钮，即可得到梁单元的应力云图。

ABAQUS计算指导0：应用梁单元计算简支梁的挠度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，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，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。

abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法文章标题：深度了解abaqus实体单元、壳单元、梁单元的定义与用法一、引言在工程领域中，模拟和分析结构力学行为是非常重要的。

ABAQUS作为有限元分析软件，在工程结构分析和仿真中扮演着重要的角色。

在ABAQUS中，实体单元、壳单元和梁单元是常用的元素类型，它们可以用来模拟各种不同类型的结构和力学行为。

本文将深入探讨这些单元的定义与用法。

二、实体单元的定义与用法1. 实体单元是ABAQUS中最基本的有限元单元之一，通常用于模拟具有三维结构的实体物体。

它能够准确描述物体的体积和构造。

2. 实体单元适用于模拟压力容器、机械零件、汽车车身等实体结构的力学行为。

它能够有效分析结构的应力、应变、变形等力学特性。

3. 在实际工程中，使用实体单元时需要注意单元的类型、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。

三、壳单元的定义与用法1. 壳单元是ABAQUS中常用的二维有限元单元，适用于模拟薄壁结构和板材。

它能够准确描述结构的曲率和变形。

2. 壳单元适用于模拟飞机机翼、船体、薄膜结构等薄壁结构的力学行为。

它能够有效分析结构的弯曲、剪切、挠曲等力学特性。

3. 在实际工程中，使用壳单元时需要注意单元的厚度、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。

四、梁单元的定义与用法1. 梁单元是ABAQUS中用于模拟杆件和梁结构的有限元单元，适用于描述结构的轴向变形和弯曲变形。

2. 梁单元适用于模拟桥梁、支撑结构、梁柱结构等杆件和梁结构的力学行为。

它能够有效分析结构的弯曲、扭转、轴向变形等力学特性。

3. 在实际工程中，使用梁单元时需要注意单元的截面特性、材料特性、边界条件和加载方式，以确保分析结果的准确性和可靠性。

五、个人观点和理解在工程结构分析中，选择合适的有限元单元对于准确模拟和分析结构的力学行为是至关重要的。

实体单元、壳单元和梁单元都有各自的优缺点，工程师需要根据具体的结构特点和分析要求来选取合适的单元类型。

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。