ANSYS中经常会采用梁壳组合来简化模型,但是经常会出现划分网格之后,显示梁的截面形状时,梁的截面方向并非是我们所需要的,或者有些方向是相反的,这就需要我们进行相关设置和调整来确定梁的方向。梁的方向不同,在受同样的力是,梁的抗弯截面系数不一样,计算出来的结果也会有很大的区别。
如何确定梁截面的方向呢?
ANSYS软件中,一般是通过定义截面尺寸的方式来制定梁截面的参数,为了确定截面的方向,对于每一根梁,都需要制定方向的关键点。如果梁截面处处一致的话,只需要为起点指定一个方向关键点就可以了。
在对拱顶罐进行屈曲分析时,经常采用梁壳单元组合建立其有限元模型。下图给出了梁单元划分网格后的截面形状。梁采用的是L型钢截面,从下图可以看出部分梁截面的法线方向相反,需要进行调整。
可以采用如下方法进行调整:
GUI: Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Reverse Normals>of lines
APDL:
ALLSEL
LSEL,S,,,132,138,2
LREVERSE,ALL,1
具体操作界面
操作完成之后梁的截面形状
第一步:选定梁单元BEAM188,定义材料参数,给定梁截面形状为T型梁;
第二步:定义三个关键点,其中1,2号点用于创建梁,3号点用于确定截面方向。点3放在梁的正上方,距离远近没有影响。
第三步:指定该梁的网格划分方式,同时通过关键点3指定梁的方向。出现拾取框后,在界面中选择上述梁,会弹出一个对话框,在Pick Orientation Keypoint(s)中点击Yes,然后弹出拾取方向关键点的对话框,选择关键点3即可,这样梁的方向就定义好了。
Meshing>Mesh attributes>Picked lines
第四步:网格划分,首先指定梁网格划分划分为20份,然后进行网格划分。
第五步:显示梁的截面形状。
梁的方向关键点在梁的正上方
梁的方向关键点在梁的正下方
通过上面实例,方向关键点确定了T型梁的截面方向。我们可以调整方向关键点的坐标,可以让梁的截面方向沿任何方向,这样就准确的确定了T型梁截面方位。
大型设备裙座处的工字梁加固裙座与壳体连接区域(通过指定关键点可以得到我们需要的梁的截面方位,同时通过梁的中心平移(一般默认为梁的质心),可以让梁的位置更加接近实际情况),见下图:
双锥料仓梁支撑结构(通过精确定义各个梁的方向关键点确定梁的截面方位),见下图:
对于其它类似情况的梁截面方向的确定,也可以采用上述方法来操作,通过定义梁的方向关键点来确定梁截面方向,感兴趣的可以自己实际动手操作一下。