BEAM44是一种具有承受拉、压、扭转和弯曲能力的单轴梁。单元每个节点有6个自由度：x、y、z方向的平移和x、y、z轴向的转动。这个单元允许具有不对称的端面结构，并且允许端面节点偏离截面形心位置。如果你并不需要这些特性那么可以选用均质对称的BEAM4
单元。同时也可以选用同类型2D单元（BEAM54）。对于非线性材料，使用BEAM188和BEAM189来代替BEAM44。 对于剪切变形的作用是可选的。例外一个可选是可显示在单元坐标系下，力作用单元上。同时包括应力强化和大变形的特性。可以查阅《ANSYS理论手册》得到关于本单元更详细的说明。 BEAM44可以使用SECTYPE,SECDATA,SECOFFSET,SECWRITE,andSECREAD命令来建立任何形状的横截面。但是只有当没有定义实常数时，上面的定义截面的命令才有效。
图44.1BEAM44几何模型
BEAM44输入数据
单元的几何模型、节点位置和坐标系如图44.1所示。单元由参考坐标(x',y',z')和偏移量来定位。这个参考坐标由I、J和K节点或方向角来定义，如图44.1所示。梁的主轴为单元坐标系(x,y,z)中沿X方向，并经过横截面中心(C.G.)。
单元的X轴的方向是指从I节点（end1）到J节点（end2）。如果只给了两个节点参数，默认(θ=0°)那单元Y轴的方向自动确定为平行于系统坐标系下的X－Y平面。有关示例见上图。当单元坐标的X轴平行于整体坐标系下的Z轴（包括0.01%的偏差在内），单元Y轴的方向是平行于总体坐标系下的Y轴。用户可以通过给定θ角或定义第三个节点的方法来控制单元的方向。如果前面的两个参数同时给定时，则以给定第三点的控制为准。第三点一经给出就意味着定义了一个由I，J，K三点定义的平面且该平面包含了单元坐标的X基隆港与Z轴。当本单元用于大变形分析时，那么给定的第三节点（K）或旋转角（θ）仅用来确定单元的初始状态。（有关方向节点及单元划分的详细信息参见《实体单元分网》及《ansys建模与分网指南》。K节点的只能生成可以查看LMESH和LATT命令描述。
用实常数来描述梁的横截面，需要定义面积、面积惯性矩、端点到形心的距离，形心的偏移，和剪切系数。IZ和IY两个惯性矩是在单元主轴的侧面。截面1（IX1）的扭转惯性矩如果没有特别说明，那其值就默认为在截面1的极惯性矩（IZ1+IY1）。截面2的转动惯性矩（IX2,IY2和IZ2），如果空白，就默认为对应截面1的值。单元的扭转刚度随着IX的值而减小。
偏移量常数(DX,DY,DZ)由截面中心位置相对节点位置来定义。沿着单元坐标系正向的位置为正。所有截面2处实常数（除了中心偏移实常数DX,DY,和DZ)如果为0，则都默认为其对应截面1处的值。截面1节点的上层厚度（the"bottom"thicknesses），TKZT1和TKYT1，分别默认为截面1节点的下层厚度（the"bottom"thicknesses），TKZB1andTKYB1。截面2节点的上层厚度（the"bottom"thicknesses），TKZT2和TKYT2，也分别默认为截面2节点的下层厚度（the"bottom"thicknesses），TKZB2andTKYB2。上层厚度为顶点到截面中心的距离，下层厚度为底点到截面中心的距离。
剪切变形系数（SHEARZ和SHEARY）只有在考虑剪切变形时才使用。某个方向上剪切系数为0，一般用在忽略该方向上的剪切变形。查看剪切变形细节。崔致远
如果没有实常数定义，使用SECTYPE和SECDATA命令来分别定义横截面（细节查看《ANSYS结构分析指南》中的梁分析和横截面）。注意使用SECTYPE和SECDATA命令建立的截面可以在同一个模型中被BEAM44,BEAM188,和BEAM189中的任何组合使用。截面与单元用截面号(SECNUM)来关联，截面号是独立的单元属性。
KEYOPT(2)允许缩减质量矩阵（reducedmassmatrix）表达（删除转动方向的自由度）。这个选项有助于改善在分析细长杆在质量荷载（massloading）下计算得到弯曲应力结果。
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KEYOPT(7)和KEYOPT(8)允许在单元坐标系上节点上的单元节点约束释放。在做自由运动时，节点约束则不能释放，同时将会有pivot警告和错误信息。同时，应力刚度矩阵的平移自由度上不能进行节点约束释放。作用在节点约束释放方向上的荷载将被忽略。对于大变形，注意到单元的节点约束释放是沿着单元的方向，但是在节点耦合处不释放。在没有节点约束释放的模型中添加柔性（低弹性模量）梁单元有助于提高解的稳定性。
剪切面积(ARES__)和扭转应力系数(TSF_)在非零时，将起作用。剪切面积仅仅是为了计算剪切应力，一般小于实际横截面的面积。扭惯性矩乘上扭转应力系数可计算得到扭转
剪切应力。扭转剪切系数一般可在结构手册上查到。对于圆截面，TSF=直径/(2*IX)。
对于有些梁的截面，剪切中心可以与形心不重合。非零的剪切中间偏移(DSC__)应该按图44.1“梁几何模型”所示的输入。剪切中心偏移以形心沿单元坐标系正向为正。截面2节点的偏移值如果为0，则默认为截面1节点的数值。如图44.2“梁的应力输出”所示，如果从Y1到Z4的常数给定，梁每端可以输出给定点4个点的附加应力。
弹性基础刚度(EFS_)是基础产生单位法向变形所需的压力。当EFS_为0时，可以忽略这个性能。单元的初始应变（ISTRN）通过Δ/L给定，这里的Δ是单元长度L（由节点I和J的坐标所决定）与零应变时的长度之差。参数ADDMAS要输入的值是每单位长度的附加质量。
透平式压缩机 “节点与单元荷载”一节对“单元荷载”有专门介绍。可以在本单元的表面施加面荷载，如上图中带圈数字所示，其中箭头指向为面荷载作用正向。横向均布压力的单位为力每单位长度，端点作用的压力应以集中力的形式输入。KEYOPT（10）用来控制线性变化的横向压力相对单元节点的偏移量。可在单元几何图形的八个角上设定温度值，其被当作体荷载处理。第一个角上的温度T1的默认值为TUNIF，如其它角的温度未给定时其默认值等于第一个角的温度，如给定了T1和T2则T3的默认值为T2，T4的默认值为T1；T5到T8的值默认与
T1到T4的值相对应。对于其他输入方法，没有定义温度，则都默认TUNIF。
KEYOPT（9）用来控制两节点中间部分相关值的输出情况，值是按平衡条件得出的。但在下列情况下这些值不能得到：
●考虑应力硬化时［SSTIF，ON］；
●一个以上的部件作用有角速度时［OMEGA]；
美联储第二次加息●通过命令CGOMGA,DOMEGA,orDCG/MG作用了角速度或加速度时。
概要的单元输入在“BEAM44输入概要”中有介绍。单元输入的一般描述在“单元输入”中有介绍。
BEAM44输入概要
节点I,J,K(K方向节点可选)
自由度UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ
实常数
AREA1,IZ1,IY1,TKZB1,TKYB1,IX1, |
AREA2,IZ2,IY2,TKZB2,TKYB2,IX2, |
DX1,DY1,DZ1,DX2,DY2,DZ2, |
SHEARZ,SHEARY,TKZT1,TKYT1,TKZT2,TKYT2, |
ARESZ1,ARESY1,ARESZ2,ARESY2,TSF1,TSF2, |
DSCZ1,DSCY1,DSCZ2,DSCY2,EFSZ,EFSY, |
Y1,Z1,Y2,Z2,Y3,Z3, |
Y4,Z4,Y1,Z1,Y2,Z2, |
Y3,Z3,Y4,Z4,THETA,ISTRN, |
ADDMAS |
查阅Table44.1:"BEAM44RealConstants"获得实常数的描述 |
|
材料属性EX,ALPX(orCTEXorTHSX),DENS,GXY,DAMP
面荷载
压力--
face1(I-J)(-Znormaldirection) |
face2(I-J)(-Ynormaldirection) |
face3(I-J)(+Xtangentialdirection) |
face4(I)(+Xaxialdirection) |
face5(J)(-Xaxialdirection) |
(负值表示反方向面荷载) |
|
体力
温度--
T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8
特性缅甸荡寇志
KEYOPT(2)集总质量矩阵:
0--协调
豫公网安备41160202000603
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