RADIOSS Block里有两类Beam单元,分别是欧拉-伯努力梁(Euler-Bernouilli)和基于铁摩辛柯(Timoshenko)理论的积分梁,分别对应/PROP/BEAM或/PROP/TYPE3,和/PROP/INT_BEAM或/PROP/TYPE18,我们将其分别记为Beam和Int_Beam。
1.经典梁(Beam)
Beam只能与线弹性材料模型(/MAT/LAW1)和弹塑性Johnson-cook材料模型(/MAT/ LAW2)匹配使用。Beam的定义需要3个节点,其中N3用于描述或确定梁截面在空间的方向,即按右手定N1-N2-N3所确定的方向是梁截面高度方向(Beam的自身Z向)。因此,在建立Beam单元时,N3不能与N1-N2共线。
图15-2 Beam单元的定义
Beam单元的特征长度计算较为复杂,如式(15-3)所示:
其中,L(b)是Beam单元的当前长度。
A是截面面积,Iy和Iz分别是自身Y向和Z向的截面惯性矩。
Beam的属性卡片格式如表15-3所示。
表15-3 Beam的属性卡片
各个参数解释如表15-4所示。
表15-4 Beam的属性参数说明
(1)如果Ismstr=1,则小应变从t=0时刻开始激活。这将使得Beam的分析加快,因为此时其临界步长是恒定的,但是小应变算法将使得Beam的精度不能严格保证。
(2)如果Ismstr=1,给定材料的应力应变数据是工程应力应变数据。否则,它们应该是真实应力应变数据。
(3)输入的参数用于确定3个截面惯性矩和截面积。为了保证精确性和稳定性,不建议输入无真实物理意义的参数,相关参数应满足如图15-3所示的基本关系。
2.积分梁(Int_Beam)(www.xing528.com)
Int_Beam是基于铁摩辛柯(Timoshenko)理论的积分梁,考虑横向剪切应变,但是不考虑扭转翘曲刚度,适用于截面大长高比(短梁)的情况。除了线弹性材料模型(/MAT/LAW1)和弹塑性Johnson-cook材料模型(/MAT/LAW2),Int_Beam还能与弹塑性分段线性材料模型(/MAT/LAW36)匹配使用。
Int_Beam的属性卡片格式如表15-5所示。
图15-3 Beam参数关系
表15-5 Int_Beam的属性卡片
各个参数解释如表15-6所示。
表15-6 Int_Beam的属性参数说明
(续)
(1)如果Ismstr=1,则小应变从t=0时刻开始激活。这将使得Beam的分析加快,因为此时其临界步长是恒定的,但是小应变算法将使得Beam的精度不能严格保证。
(2)如果Ismstr=1,给定材料的应力应变数据是工程应力应变数据。否则,它们应该是实应力应变数据。
(3)横截面最多可以定义100个积分点,如图15-4所示,截面单元的属性,如惯性矩和面积,按式(15-5)计算:
图15-4 Int_Beam的截面
积分梁通常用于模拟高横截面长高比(短梁)情况,使用多个积分点以允许在每个积分点处考虑基于von Mises准则的弹塑性。但是由于在长度方向仅有一个积分点,不推荐对框架结构的每根线上仅使用一个Int_Beam来考虑长度上的塑性过程,在截面高度方向也是这样。
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