ANSYS梁单元的理论基础及其选用方法
ANSYS梁单元的理论基础及其选用方法
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
王青， 徐港， Wang Qing， Xu Gang
王青,Wang Qing(三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,443002)， 徐港,Xu Gang(华中科技大学,土木与力学学院,武汉,430074)
三峡大学学报（自然科学版）
JOURNAL OF CHINA THREE GORGES UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES)2005，27(4)7次
1.郝文化 ANSYS土木工程应用实例 2005
2.DYM C L.SHAMES I H.袁祖贻.姚金山.应达之 固体力学变分法 19843.Cowper G R The Shear Coefficients in Timoshenko's Beam Theory 19664.王勖成 有限单元法 2003
5.徐次达.华伯浩 固体力学有限元理论、方法及程序 19836.铁摩辛柯 S.盖尔 J.胡人礼 材料力学 19787.铁摩辛柯.古地尔.徐芝纶 弹性理论 1990
8.王青.王永明.徐港 用样条法进行结构分析的快速实现方法[期刊论文]-三峡大学学报(自然科学版) 2004(4)
1.学位论文 吴朝生 以ANSYS为分析器的结构优化软件研制——杆梁组合结构优化 2004
该文基于前人结构优化理论与方法研究成果,从工程应用的实际出发,将已有雏形的以ANSYS为分析器的结构优化软件SOGA的功能从只能优化桁架结构进一步扩充到可以优化杆-梁组合结构,使得该软件完全能够处理各种类型的杆系结构,实用性得到了进一步提高.该文主要研究了ANSYS的各种数据接口文件,实现了五种典型截面梁(圆截面梁,矩形截面梁,工字截面梁,盒式截面梁和圆环截面梁)的截面细节尺寸变量与任意截面梁的截面特性变量的解析灵敏度计算以及优化模块与分析模块的数据交流,并将ANSYS分析器与结构优化导重法有机集成,形成了一个通用高效的杆系结构优化软件.该文研究重点解决了利用ANSYS作为分析器求解杆系结构解析灵敏度的难点,实现了杆系结构构件尺寸的动力、静力、刚度、强度优化.通过对几种不同截面形状的梁结构进行多约束最小重量优化设计计算,结果表明该软件研制正确、可行,充分了发挥ANSYS与导重法两者的长处,具有优化效率高、效果好、实用性强的优点.该文采用了变量与函数归一化、同类性态函数包络化等处理方法,减少了优化约束的数目,大大提高了计算效率.
2.学位论文 刘瑶 梁格法在分析箱梁结构中的应用 2007
箱形截面梁是目前桥梁中广泛采用的一种截面形式，具有优良的结构受力性能，但其受力分析则较为复杂。本文首先简述了分析箱梁桥的计算理论，讨论了各自的适用范围和优缺点；然后采用梁格法对箱梁桥进行有限元分析，空间梁单元的每个结点考虑6个自由度；又着重探讨了影响梁格法分析精度的因素；以一座实际的混凝土连续箱梁桥为背景，对其进行了结构内力分析研究。 对于复杂的变截面连续箱梁的应力分析，需借助通用有限元程序对结构进行空间分析。文中以大庆市团结路立交桥静载试验为研究对象，采用通用有限元程序ANSYS对试验进行仿真分析，重点研究了采用梁格分析法模拟纵横虚拟梁时不同划分方法对连续箱梁在中心加载和偏心加载作用下结构内力的影响程度。最后将模型在不同荷载工况下的活载作用效应计算值与试验数据进行比较分析，取得了较为理想的结果：表明用ANSYS中的BEAM44单元对连续箱梁进行空间分析是可行性的；表明本文提出的梁格划分的计算方法也是合理的，为类似的箱梁桥空间分析提供了参考，具有工程实际意义，也为进一步完善箱梁桥结构分析程序奠定了基础。
3.学位论文 王继承 桁架式客车车身结构重分析 2004
该文对佛山飞驰客车厂生产的桁架式客车FSQ6890在有限元软件ANSYS中用梁单元建立整体模型,分别在匀速工况、制动工况、左扭工况和右扭工况四种典型工况下进行整体有限元分析,分析结果表明在匀速工况下FSQ6890右后钢板弹簧前吊耳销座处存在强度储备不足.七辆FSQ6890试用近万公里后也在此区域出现了早期裂纹,同整体分析中匀速工况下强度储备不足区域相吻合,验证了以梁单元建立客车车身整体有限元分析模型能够满足整体分析的工程应用精度要求.针对匀速工况下计算的强度储备不足的区域,利用子模型法建立了右后钢板弹簧前吊耳销座处的子模型,依据整体分析中的相应切割边界处的单元的节点作用力作为子模型分析的边界条件,并用ANSYS中提供的接触工具对吊耳销座处的铆钉以及吊耳销处的具体结构形式进行了定义,较真实地反映强度储备不足区域的结构.子模型分析得到了该区域更加精细的应力分布,可作为该处结构的改进依据.针对客车车身设计中常用的加强方式:加斜撑、增加壁厚或加宽以及加斜撑三角板块,进行了力学等效处理,为计算结构重分析时刚度矩阵的变化量提供公式.由子模型分析的结果,针对右后钢板弹簧前吊耳销座处的具体结构,对于强度储备不足的区域采用了并行梁来替代原有的梁.对于改进后的结构,由于仅是局部结构的修改,为减少计算量和计算时间以及建模的时间,发展了结构重分析法.结构的重分析表明改进后的FSQ6890强度储备满足要求.利用ANSYS二次开发工具UIDL和APDL,结合客车车身结构分析的实际需求,在ANSYS软件的基础上开发了由梁到壳/体子模型法模块和结构重分析模块.结合客车车身设计中的特点,该工具可以在客车车身设计阶段进行有限元分析时起到辅助作用,完成结构存在缺陷车身的局部子模型分析和改进结构后的整体重分析.
4.学位论文 杨国政 基于ANSYS斜锥壳固定管板釜式重沸器有限元分析 2007
利用有限元软件ANSYS 建立了斜锥壳固定管板釜式重沸器的三维有限元模型，模型采用了Solid45、Beam188、Link10、Conta175 和Tareg170 等多种单元。利用ANSYS 的MPC技术实现了实体单元和梁单元的连接，利用自由度约束方程CE 实现了不同疏密单元的连接，借助APDL 完成了参数化建模。 建模时，管板采用了具有等效弹性常数的实心圆平板。通过对冷、热端管板进行换热管、管板单元子模型分析，求得管板管、壳程侧表面等效的温度，同时得到换热管在冷、热端的等效温度。换热管采用了梁单元进行模拟，并利用换热管等效温度来代替其泊松效应。 对重沸器因开工、停车、正常操作可能出现的7种工况及2 种水压试验工况进行了计算与应力强度评定，发现仅有温度载荷和壳程压力叠加温度载荷两种工况是危险工况，两种危险工况下热端管板与管箱连接处及斜锥壳小端过渡圆弧处存在较大的应力强度。热应力在总应力强度中占主要部分，较大程度上影响着设备的安全运行。此外，设备自重和液柱静压力对总应力强度影响很小，可以忽略。 利用特征值屈曲分析方法，对重沸器进行了外压稳定性分析。失稳发生在斜锥壳最大倾角位置的大端侧，该区域内、外壁均存在较大经向和环向压应力，是引起失稳的原因。 分析了换热器管束、鞍座、筒体长度和加强圈等因素对临界失稳压力的影响，发现管束对结构抗失稳能力影响很小，可以忽略。鞍座的设置可提高设备斜锥壳的抗失稳能力，在鞍座截面处设置加强圈可明显提高设备的抗失稳能力。
5.期刊论文 田仲初.何斌.颜东煌.陈明宪 基于ANSYS空间梁单元的桥梁数组建模技术 -长沙交通学院学报2004,20(2)
有限元分析软件(ANSYS)在桥梁结构分析中运用广泛,数组是ANSYS提供的一个基本参数.针对桥梁结构的特点(分类明确、矩阵结构)提出了数组建模技术
