前文介绍了在基材中的独立网格布筋法(ANSYS在梁壳体单元中的独立网格布筋法,性能优良),本文介绍布筋的另外一种方法—标准布筋法。所谓标准布筋法是筋材数据全部通过SECTYPE和SECDATA输入,筋材位置通过与基材单元的相对位置而定。因此仅建议筋材与基材位置适合时使用,如梁、管或分层单元等。
标准布筋法也有五大步骤:
1)创建基材模型并划分单元。
2)定义加强筋截面数据,借助对应基材单元的标准定位样式确定筋材位置。
3)选择要布筋的基材单元。
4)生成加强筋单元。
5)检查。
标准定位样式可详见SECDATA命令,简介如图1所示。从该命令也可看出,标准定位样式有很多种形式,依据不同形状或单元的基材而不同,其中MESH200为独立网格布筋法所用。
例如前文的矩形截面梁,采用BEAM189单元模拟梁体。将BEAM18x梁截面中的钢筋用SECDATA一次输入完成,可改变钢筋的材料、面积及相对梁截面原点的坐标(y,z),特别注意不同梁截面的截面原点是不同的,需要查阅HELP中梁截面定义时的截面原点。与独立歘横额布筋相同,如果所输入的筋材位置在梁截面之外,则不会生成加强筋单元。
!BEAM189-标准布筋法==============
FINISH$/CLEAR$/PREP7
LB=0.2$LH=0.3$LL=2.0
BJ=0.04$BJ1=0.03
ET,1,BEAM189!3节点梁单元
MP,EX,1,3E10!基材弹性模量
MP,PRXY,1,0.2
MP,EX,2,2.1E11!筋材弹性模量
MP,PRXY,2,0.3
!创建基材BEAM模型================
SECTYPE,1,BEAM,RECT
SECDATA,LB,LH
K,1$K,2,LL$K,3,LL/2,1
L,1,2$LATT,1,,1,,,3,1
ESIZE,0.1$LMESH,ALL
!定义离散筋材参数-------------
!与基材单元的截面原点相关
AG20=ACOS(-1)/4*20*20*1E-6
AG10=ACOS(-1)/4*10*10*1E-6
SECTYPE,2,REINF,DISC
SECDATA,2,AG10,BEAM,-LB/2 BJ1,LH/2-BJ1
SECDATA,2,AG10,BEAM,0,LH/2-BJ1
SECDATA,2,AG10,BEAM,LB/2-BJ1,LH/2-BJ1
SECDATA,2,AG20,BEAM,-LB/2 BJ,-LH/2 BJ
SECDATA,2,AG20,BEAM,LB/2-BJ,-LH/2 BJ
ESEL,ALL
SECNUM,2$EREINF
!加筋单元云图-----------------
ESEL,S,TYPE,,1
/TRLCY,ELEM,0.9$ESEL,ALL
/ESHAPE,1
EPLOT!图2
再如前文的圆柱壳,采用SOLID185单元模拟柱体。当采用弥散布筋时,需要输入材料、面积、筋材间距、坐标号、与坐标的夹角、布筋方式、及布筋方式相关的数据等信息,此处不再给出具体命令流和实例,结果如图3所示。
事实上,采用BEAM18x模拟基材,在其内需要布筋时,标准布筋法简单方便,是很适合的方法。
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