梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

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    对于梁单元和壳单元而言,ANSYS默认单元中心为截面几何中心,有的时候为更好的符合实际受力模型,很多时候需要对所建立的单元进行截面偏置。特别针对于框架结构建模过程中,如果要进行精细化的建模,如何计算各个截面的偏置距离是一大问题。对于初学者来说,这个是不断调试的过程或者甚至不管,今天就简单阐述下如何计算梁单元的截面偏置距离以及方向。

    计算主要分为以下几个步骤:

    一、确定几何直线的方向,直线方向确定了单元坐标系中的X方向

    二、确定关键点方向,也即确定单元坐标系的Z方向

    三、根据右手螺旋定则确定单元坐标系的Y轴,画出截面的YOZ平面,确定偏置距离。

    截面偏置APDL命令为secoffset,user,注意该命令是指截面从截面原点偏置的距离,不同的截面形式其原点位置也不同,例如ANSYS help就以一个槽钢为例,并说明其原点位置位于左下角处,但矩形截面有所不同,其截面原点位于几何中心处。其他截面形式的原点也不尽相同。

    实例:建立如下小框架的有限元模型,要求梁柱平齐。

 

梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

       以CD梁为例,说明其截面偏置计算。假定在建模的过程中几何直线的方向为从C到D(如果不是,可以修改线的方向),方向点选择A点,则CD梁单元的单元方向以及截面偏置计算如下:

梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法
        图中X表示计算点,根据其与原点的位置,可知其具体坐标为(-300,-125),同理,其他梁和柱的位置坐标如下所示:

梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

    根据截面偏置距离类型,进行截面归类以及标识,如下所示:

梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

 

结构建模:

finish
/clear
/prep7
et,1,beam189
et,2,shell181
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2600e-12

!=================

!截面定义

sectype,1,beam,rect
secdata,600,250
secoffset,user,-300,-125

.

.

.

!================

!结构几何建模

blc4,,,3600,3600

k,5,0,0,-3600
l,5,1
lsel,s,,,5
lgen,2,all,,,3600
lgen,2,all,,,,3600

nummrg,all

!================

!截面属性赋值

lsel,s,,,1
latt,1,,1,,,4,1

.

.

.

!================

!划分单元及截面显示

allsel,all
lesize,all,,,3
lmesh,all

allsel,all
/eshape,1

梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

 

    

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