今天大雨飞机延误,在机场继续这个系列。
梁与桁架单元相比实体单元有更多的假设,单元类型上也有很多的迷惑性。下面简述一下我常用的桁架与梁单元。
T3D2:空间2节点桁架单元,3D是空间的意思,2代表两节点,采用线性插值,对于桁架(只承受轴向力)足够了,虽然也有T3D3,但我从来没用过。
1. B31, 空间(3代表3D)一阶Timosenko梁,考虑了截面的剪切变形,梁节点的位移转角均采用线性(1阶)插值,一般用来模拟短粗梁,也可以用来模拟细长梁,当模拟细长梁的时候,精度会比B32与B33低。
2. B32,空间二阶Timosenko梁,考虑了截面的剪切变形,梁节点的位移转角均采用二次插值,可以有效的解决Timosenko梁的剪切自锁问题,一般模拟短粗梁。
3. B33, Euler梁单元,不考虑剪切变形,一般用来模拟细长的梁,由于其不考虑剪切变形,对于短粗梁则得不到准确的结果,由于Euler梁单元采用3次的Hermite插值,对于细长梁往往可以通过较少的单元得到更高的精度。
4. B31OS,B32OS:开放截面的一阶二阶Timosenko梁单元,那么什么叫开放截面呢,开放截面对应的是闭合截面,闭合截面就是我们最常用的那些圆形、矩形、箱型、环形,而对于C型、L型、工字型、T型则属于开口截面梁,理论上需要用带OS的单元类型才能仿真的更为准确,但是现实中很多都直接用B31与B32,并不会过多的关注截面是否为开口截面。不同于正常梁单元的每个节点6个自由度(3个平动、3个转动),开口截面梁每个节点有7个自由度(3个平动、3个转动、1个截面翘曲)。
以上就是我常用的一些梁、桁架单元,之后会详述Timosenko梁单元的剪切自锁与Euler梁的Hermite插值。
对于梁单元的大变形、大转角实现则有非常多的说法,如果大家感兴趣,未来也可以讲一讲这方面的内容。