Abaqus中选择梁单元类型的基本原则

如果构件横截面的尺寸远小于其轴向尺度（一般的判据为小于1/10 ），并且沿长度方向的应力是最重要的因素，就可以用梁单元来模拟此结构。Abaqus中的所有梁单元都是梁柱类单元，即可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形。Timoshenko梁单元还考虑了横向剪切变形的影响。B21和B31单元（线性梁单元）以及B22和B32单元（二次梁单元）是考虑剪切变形的Timoshenko梁单元，它们既适用于模拟剪切变形起重要作用的深梁，又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。这些单元的横截面特性与厚壳单元的横截面特性相同。

Abaqus/Standard中的三次单元B23和B33被称为Euler-Bernoulli梁单元，它们不能模拟剪切变形，但适合于模拟细长的构件（横截面的尺寸小于轴向尺度的1/10 ）。由于三次单元可以模拟沿长度方向的三阶变量，所以只需划分很少的单元就可以得到很精确的结果。

选择梁单元的类型可以遵循以下原则：

● 在任何包含接触的问题中，应使用B21或B31单元（线性剪切变形梁单元）。

● 如果横向剪切变形很重要，则应采用B22和B32单元（二次Timoshenko梁单元）。

●在Abaqus/Standard的几何非线性模拟中，如果结构非常刚硬或非常柔软，应使用杂交单元，例如B21H和B32H单元，如图1所示：

图1 定义杂交的梁单元

● 如果在Abaqus/Standard中模拟具有开口薄壁横截面的结构，应使用基于横截面翘曲理论的梁单元，例如B31OS、B32OS单元，如图2所示：

图2  定义开口截面梁单元