ansys有限元BEAM188单元

Beam1883 维线性有限应变梁单元Beam188 单元描述Beam188 单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构，该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。

Beam188 是三维线性（2 节点）或者二次梁单元。

每个节点有六个或者七个自由度，自由度的个数取决于KEYOPT(1)的值。

当KEYOPT(1)＝0（缺省）时，每个节点有六个自由度；节点坐标系的x、y、z 方向的平动和绕x、y、z 轴的转动。

当KEYOPT(1)=1 时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度（横截面的翘曲）。

这个单元非常适合线性、大角度转动和/并非线性大应变问题。

当NLGEOM 打开的时候，beam188 的应力刚化，在任何分析中都是缺省项。

应力强化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定问题（用弧长法）分析特征值屈曲和塌陷）。

Beam188/beam189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定义横截面。

本单元支持弹性、蠕变及素性模型（不考虑横截面子模型）。

这种单元类型的截面可以是不同材料组成的组和截面。

Beam188 从6.0 版本开始忽略任何实参数，参考seccontrols 命令来定义横向剪切刚度和附加质量。

单元坐标系统（/psymb，esys）与beam188 单元无关。

下图是单元几何示意图：BEAM188 输入数据该单元的几何形状、节点位置、坐标体系如图“BEAM Geometry”所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。

节点K 是定义单元方向的所选方式，有关方向节点和梁的网格划分的信息可以参见ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。

参考lmesh 和latt 命令描述可以得到k 节点自动生成的详细资料。

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,CSOLIDSECDATA,5,8SECNUM,2GUI: Main Menu>Preprocessor>Settings>-Beam-Common SectsMain 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。

ansys技巧总结_用BEAM188和189单元划分单元
简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注
为什么在用BEAM188和189单元划分单元时会有许多额外的节点？可不可以将它们删除？
BEAM188和189是ANSYS从5.5版本开始起增加的新的梁单元，它的最大特点是支持梁截面形状显示，可以考虑剪切变形和翘曲，同时也支持大转动和大应变等非线性行为，而且也可以直接显示梁截面上的应力和变形。

在用BEAM188和189建模时必须先定义截面形状，而且必须指定一个方向点，在形成的每个梁单元中都会生成一个方向节点（即额外节点），它是梁单元的组成部分，所以不能被删除。

Beam188/189单元基于Timoshenko梁理论（一阶剪切变形理论：横向剪切应变在横截面上是常数，也就是说，变形后的横截面保持平面不发生扭曲）而开发的，并考虑了剪切变形的影响，适合于分析从细长到中等粗细的梁结构。

该单元提供了无约束和有约束的横截面的翘曲选项。

Beam188是一种3D线性、二次或三次的2节点梁单元。

Beam189是一种3D二次3节点梁单元。

每个节点有六个或者七个自由度，包括x、y、z 方向的平动自由度和绕x、y、z 轴的转动自由度，还有一个可选择的翘曲自由度。

该单元非常适合线性、大角度转动或大应变非线性问题。

beam188的应力刚化选项在任何大挠度分析中都是缺省打开的，从而可以分析弯曲、横向及扭转稳定问题(进行特征值屈曲分析或（采用弧长法或非线性稳定法）破坏研究)。

Beam188/beam189单元支持弹性、塑性，蠕变及其他非线性材料模型。

这种单元还可以采用多种材料组成的截面。

该单元还支持横向剪力和横向剪应变的弹性关系，但不能使用高阶理论证明剪应力的分布变化。

下图是单元几何示意图：该单元的几何形状、节点位置、坐标体系和压力方向如图所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。

对于Beam188梁单元，当采用默认的KEYOPT(3)=0，则采用线性的形函数，沿着长度用了一个积分点，因此，单元求解量沿长度保持不变；当KEYOPT(3)=2，该单元就生成一个内插节点，并采用二次形函数,沿长度用了两个积分点，单元求解量沿长度线性变化；当KEYOPT(3)=3，该单元就生成两个内节点，并采用三次形函数,沿长度用了三个积分点，单元求解量沿长度二次变化；当在下面情况下需要考虑高阶单元内插时，推荐二次和三次选项：1）变截面的单元；2）单元内存在非均布荷载（包含梯形荷载）时，三次形函数选项比二次选项提供更好的结果。

（对于局部的分布荷载和非节点集中荷载情况，只有三次选项有效）；3）单元可能承受高度不均匀变形时。

Beam188/189单元基于Timoshenko梁理论（一阶剪切变形理论：横向剪切应变在横截面上是常数，也就是说，变形后的横截面保持平面不发生扭曲）而开发的，并考虑了剪切变形的影响，适合于分析从细长到中等粗细的梁结构。

该单元提供了无约束和有约束的横截面的翘曲选项。

Beam188是一种3D线性、二次或三次的2节点梁单元。

Beam189是一种3D二次3节点梁单元。

每个节点有六个或者七个自由度，包括x、y、z 方向的平动自由度和绕x、y、z 轴的转动自由度，还有一个可选择的翘曲自由度。

该单元非常适合线性、大角度转动或大应变非线性问题。

beam188的应力刚化选项在任何大挠度分析中都是缺省打开的，从而可以分析弯曲、横向及扭转稳定问题(进行特征值屈曲分析或（采用弧长法或非线性稳定法）破坏研究)。

Beam188/beam189单元支持弹性、塑性，蠕变及其他非线性材料模型。

这种单元还可以采用多种材料组成的截面。

该单元还支持横向剪力和横向剪应变的弹性关系，但不能使用高阶理论证明剪应力的分布变化。

下图是单元几何示意图：该单元的几何形状、节点位置、坐标体系和压力方向如图所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。

对于Beam188梁单元，当采用默认的KEYOPT(3)=0，则采用线性的形函数，沿着长度用了一个积分点，因此，单元求解量沿长度保持不变；当KEYOPT(3)=2，该单元就生成一个内插节点，并采用二次形函数,沿长度用了两个积分点，单元求解量沿长度线性变化；当KEYOPT(3)=3，该单元就生成两个内节点，并采用三次形函数,沿长度用了三个积分点，单元求解量沿长度二次变化；当在下面情况下需要考虑高阶单元内插时，推荐二次和三次选项：1）变截面的单元；2）单元内存在非均布荷载（包含梯形荷载）时，三次形函数选项比二次选项提供更好的结果。

（对于局部的分布荷载和非节点集中荷载情况，只有三次选项有效）；3）单元可能承受高度不均匀变形时。

BEAM188BEAM188 — 3-D 线性有限应变梁（基于Ansys 5.61的help）MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。

元素是基于Timoshenko 梁理论的。

具有扭切变形效果。

BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。

BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度，（自由度）数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。

当 KEYOPT(1) = 0时 (默认), 每节点有6个自由度。

分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。

当 KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度 (翘曲量) 。

此元素能很好的应用于线性（分析），大偏转，大应力的非线性（分析）。

BEAM188包含应力刚度，在默认情况下，在某些分析中由NLGEOM来打开。

在进行弯曲（ flexural）,侧向弯曲（ lateral）, 和扭转稳定性（ torsional stability）分析时，应力刚度应该是被打开的。

BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面（形状）。

. 弹性（elasticity）,蠕变（ creep）,和塑性（ plasticity）模型都是允许的 (不考虑次截面形状)。

图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据（元素的）几何形状，节点为止，即元素坐标系图示于BEAM188。

BEAM188在模型坐标系中是由节点 I 和节点 J 来定义的。

节点 K 是必需的元素方向点定义。

有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes 在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。

于LMESH和LATT命令说明中可见节点 K 的自动定义的详细说明。

在空间中这是一个没有量纲的元素。

截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹Ｃ恳桓鼋孛嫘巫淳 囟ㄒ桓?ID 号(SECNUM)。

BEAM188中文说明BEAM188 —3-D 线性有限应变梁（基于Ansys 5.61的help）MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。

元素是基于Timoshenko 梁理论的。

具有扭切变形效果。

BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。

BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度，（自由度）数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。

当 KEYOPT(1) = 0时 (默认), 每节点有6个自由度。

分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。

当 KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度 (翘曲量) 。

此元素能很好的应用于线性（分析），大偏转，大应力的非线性（分析）。

BEAM188包含应力刚度，在默认情况下，在某些分析中由NLGEOM来打开。

在进行弯曲（ flexural）,侧向弯曲（ lateral）, 和扭转稳定性（ torsional stability）分析时，应力刚度应该是被打开的。

BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面（形状）。

. 弹性（elasticity）,蠕变（ creep）,和塑性（ plasticity）模型都是允许的 (不考虑次截面形状)。

图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据（元素的）几何形状，节点为止，即元素坐标系图示于BEAM188。

BEAM188在模型坐标系中是由节点 I 和节点 J 来定义的。

节点 K 是必需的元素方向点定义。

有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes 在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。

于LMESH和LATT命令说明中可见节点 K 的自动定义的详细说明。

在空间中这是一个没有量纲的元素。

截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹Ｃ恳桓鼋孛嫘巫淳囟ㄒ桓?ID 号(SECNUM)。

.sectBeam188 单元描述Beam188 单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构，该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。

Beam188 是三维线性(2 节点)或者二次梁单元。

每个节点有六个或者七个自由度，自由度的个数取决于KEYOPT(1)的值。

当KEYOPT(1)=0(缺省)时，每个节点有六个自由度;节点坐标系的x、y、z 方向的平动和绕x、y、z 轴的转动。

当KEYOPT(1)=1 时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度(横截面的翘曲)。

这个单元非常适合线性、大角度转动和/并非线性大应变问题。

当NLGEOM 打开的时候，beam188 的应力刚化，在任何分析中都是缺省项。

应力强化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定问题(用弧长法)分析特征值屈曲和塌陷)。

Beam188/beam189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定义横截面。

本单元支持弹性、蠕变及素性模型(不考虑横截面子模型)。

这种单元类型的截面可以是不同材料组成的组和截面。

Beam188 从6.0 版本开始忽略任何实参数，参考seccontrols 命令来定义横向剪切刚度和附加质量。

单元坐标系统(/psymb，esys)与beam188 单元无关。

下图是单元几何示意图：BEAM188 输入数据该单元的几何形状、节点位置、坐标体系如图“BEAM Geometry”所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。

节点K 是定义单元方向的所选方式，有关方向节点和梁的网格划分的信息可以参见A NSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Node s。

参考lmesh 和latt 命令描述可以得到k 节点自动生成的详细资料。

Beam188 可以在没有方向节点的情况下被定义。

ANSYS使用心得BEAM188单元应力时程数据提取方法在ANSYS中，BEAM188单元是用来模拟横截面有限厚度的梁的单元类型。

在实际工程中，我们经常需要知道梁在不同时间点的应力情况，以了解其受力情况。

本文将介绍一种基于APDL命令的方法，用来提取BEAM188单元的应力时程数据。

首先，我们需要在ANSYS中建立梁的有限元模型，并设置好相应的边界条件和加载。

在这个过程中，我们需要注意梁的材料性质、几何尺寸以及加载方式等，这些都会影响到最终的应力分布。

在模型建立完成后，我们需要运行一个静态分析，以得到梁的静态应力。

在ANSYS中，我们可以使用“SOLU”命令来进行静态分析。

在静态分析完成后，我们可以使用以下命令来查看梁的应力分布：```*VWRITE, beam_stress, BEAM, 1, S, LOC, RANGE```其中，beam_stress是一个后处理变量名，用来存储梁的应力数据，BEAM表示只计算梁单元的应力，1表示第一组单元，S表示计算应力场，LOC表示输出位置信息，RANGE表示输出的范围。

通过运行上述命令，我们可以得到梁在不同位置的应力数据。

为了得到不同时间点的应力数据，我们需要使用ANSYS的时程分析功能。

假设我们需要在1秒、2秒和3秒时刻的应力数据，我们可以按照以下步骤进行操作：1.使用“TIME”命令来设置分析的总时间和时间步长。

在这个例子中，我们设置总时间为3秒，步长为1秒。

2.使用“NLSTEP”命令来指定非线性分析的步数。

由于我们只需要在1秒、2秒和3秒时刻的应力数据，所以我们设置步数为33.使用“SOLVE”命令来运行时程分析。

4.运行静态分析的命令来保存每个时间步的应力数据。

我们可以使用如下的APDL命令来保存每个时间步的应力数据：```*VWRITE, beam_stress_1s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 1*VWRITE, beam_stress_2s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 2*VWRITE, beam_stress_3s, BEAM, 1, S, LOC, AT, 3```以上命令中，beam_stress_1s、beam_stress_2s和beam_stress_3s是用来分别保存1秒、2秒和3秒时刻的应力数据的后处理变量名。

第七章练习3．钢架结构有限元分析。

单元类型：BEAM188。

1．定义文件名Utility Menu→File→Change Jobname…2．定义单元类型⑴设置分析类型：Main Menu→Preferences，→Structural。

⑵定义单元类型：Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，BEAM188。

3．定义材料力学参数Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models，Structural→Linear→Elastic→Isotropic，弹性模量EX=2.1e5(N/mm2即MPa)，泊松比PRXY=0.3。

4．定义BEAM188截面形状Main Menu：Preprocessor→Sections→Beam→Common Sectns，使ID=1，Name=S1，在Sub-Type中选择匚(槽形)截面形状。

按所给截面参数输入W1、W2、W3、t1、t2、t3。

截面单元网格精度：coarse即0。

5．创建几何模型⑴Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Actice CS，定义关键点1（0,0,0）,2(0,1000,0)，3（1200,1000,0）,4(1200,0,0) 。

打开关键点号及线号：Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，KP= On；LINK=On。

⑵Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Straight Line，连接点1-2,2-3,3-4，生成三条线。

⑶Main Menu：Preprocessor→Modeling→Copy→Lines，沿Z正向拷贝上面三条线，ITIME=2，DZ=800。

⑷Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Straight Line，连接点2—6，3—7，生成二条线。

ANSYS中BEAM188的使用方法1.创建几何模型：首先，在ANSYS中创建几何模型。

这可以通过使用ANSYS的几何设计工具或导入外部CAD文件来完成。

确保模型的尺寸和形状符合实际情况，并且需要考虑到适当的边界条件。

2.定义材料属性：在使用BEAM188元素之前，需要为梁材料定义适当的材料属性。

这些属性可以包括弹性模量、泊松比和密度等。

3.划分网格：应用BEAM188元素之前，需要对几何模型进行网格化。

使用ANSYS的网格划分工具，如Meshing，来划分合适的网格。

确保梁的划分足够细致以获得准确的结果。

4.定义截面属性：对于每个梁段，需要定义横截面的几何属性。

这包括梁截面的宽度、高度以及其他几何参数，如惯性矩等。

这些参数可以通过实验或计算获得。

5.定义边界条件：在模拟过程中，必须为梁结构定义适当的边界条件。

这包括约束和加载条件。

约束可以是固定端、铰接端或其他约束类型。

加载条件可以是点载荷、均布载荷或其他载荷。

6.定义材料非线性性质（如果适用）：如果所模拟的材料具有非线性属性，如应力-应变曲线的非线性，在此步骤中需要定义这些属性以获得准确的结果。

7.定义分析类型：根据所需的分析类型，选择适当的分析类型，如静力分析、动力分析或稳态热传导分析等。

确保正确设置分析参数和求解选项。

8.指定BEAM188元素类型：在ANSYS中，BEAM188元素需要明确地指定为杆单元类型。

使用ANSYS的ELEMENTTYPE命令以及对应的单元类型编号来指定BEAM188元素。

9.定义杆单元属性：在ANSYS中，BEAM188元素具有多个属性，如截面属性、杆单元的长度、杆单元的方向等。

使用ANSYS的REALCONSTANT命令定义这些属性。

10.获取结果：设置求解选项后，使用ANSYS的求解器来解决模型。

求解过程可能需要一定的时间，具体取决于模型的复杂性和计算机性能。

完成求解后，可以使用ANSYS的后处理工具来查看和分析结果。

Beam1883 维线性有限应变梁单元Beam188 单元描述Beam188 单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构，该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。

Beam188 是三维线性（2 节点）或者二次梁单元。

每个节点有六个或者七个自由度，自由度的个数取决于KEYOPT(1)的值。

当KEYOPT(1)＝0（缺省）时，每个节点有六个自由度；节点坐标系的x、y、z 方向的平动和绕x、y、z 轴的转动。

当KEYOPT(1)=1 时，每个节点有七个自由度，这时引入了第七个自由度（横截面的翘曲）。

这个单元非常适合线性、大角度转动和/并非线性大应变问题。

当NLGEOM 打开的时候，beam188 的应力刚化，在任何分析中都是缺省项。

应力强化选项使本单元能分析弯曲、横向及扭转稳定问题（用弧长法）分析特征值屈曲和塌陷）。

Beam188/beam189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定义横截面。

本单元支持弹性、蠕变及素性模型（不考虑横截面子模型）。

这种单元类型的截面可以是不同材料组成的组和截面。

Beam188 从6.0 版本开始忽略任何实参数，参考seccontrols 命令来定义横向剪切刚度和附加质量。

单元坐标系统（/psymb，esys）与beam188 单元无关。

下图是单元几何示意图：BEAM188 输入数据该单元的几何形状、节点位置、坐标体系如图“BEAM Geometry”所示，beam188 由整体坐标系的节点i 和j 定义。

节点K 是定义单元方向的所选方式，有关方向节点和梁的网格划分的信息可以参见ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。

参考lmesh 和latt 命令描述可以得到k 节点自动生成的详细资料。

BEAM188中文说明BEAM188—3-D 线性有限应变梁（基于Ansys 的help）MP ME ST PR PP ED元素描述BEAM188 适用于分析细长的梁。

元素是基于Timoshenko 梁理论的。

具有扭切变形效果。

BEAM188 是一个二节点的三维线性梁。

BEAM188 在每个节点上有6或7个自由度，（自由度）数目的变化是由KEYOPT(1)来控制的。

当KEYOPT(1) = 0时(默认), 每节点有6个自由度。

分别是沿x,y,z的位移及绕其的转动。

当KEYOPT(1) = 1时,会添加第七个自由度(翘曲量) 。

此元素能很好的应用于线性（分析），大偏转，大应力的非线性（分析）。

BEAM188包含应力刚度，在默认情况下，在某些分析中由NLGEOM来打开。

在进行弯曲（flexural）,侧向弯曲（lateral）, 和扭转稳定性（torsional stability）分析时，应力刚度应该是被打开的。

BEAM188 能够采用SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET, SECWRITE,和SECREAD来定义任何截面（形状）。

. 弹性（elasticity）,蠕变（creep）,和塑性（plasticity）模型都是允许的(不考虑次截面形状)。

图1. BEAM188 3-D 线性有限应变梁输入数据（元素的）几何形状，节点为止，即元素坐标系图示于BEAM188。

BEAM188在模型坐标系中是由节点I 和节点J 来定义的。

节点K 是必需的元素方向点定义。

有关方向点的相关信息详见Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes在ANSYS Modeling and Meshing Guide中。

于LMESH和LATT命令说明中可见节点K 的自动定义的详细说明。

在空间中这是一个没有量纲的元素。

截面形状是用SECTYPE和SECDATA命令(详见ANSYS Commands Reference )来独立定宓摹Ｃ恳桓鼋孛嫘巫淳囟ㄒ桓ID 号(SECNUM)。