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BEAM189

3-D三节点梁

：MPMESTPRPRNDSDSSPPEMEMFS

产品限制

BEAM189元素说明

该BEAM189单元适合于分析瘦长到中等粗短/厚梁构造。该元素是基于

Timoshenko梁理论，其中包括剪切变形效果。该元件供给无抑制的翘曲和横截

面的受限制翘曲的选项。

该元素是在3-D的二次三节点梁单元。用默认设置，六个自由度的发生在每一

个节点，这些包括在x，y和z方向和旋转围绕x，y和z方向的平移。一个

可选的第七个自由度〔横截面的翘曲〕是可用的。该元件是格外适合于线性，大

旋转，和/或大应变非线性应用。

该元件的应力刚，默认状况下，在与NLGEOM，ON任何分析。所供给的应力

刚度使本单元能分析弯曲，横向及扭转稳定问题〔用特征值屈曲或折叠的争论与

弧长方法或非线性稳定〕。

弹性，塑性，蠕变等非线性材料模型的支持。与此元素类型相关联的横截面可以

是内置了局部引用一个以上的材料。

图189.1：BEAM189几何

BEAM189单元技术和使用建议

BEAM189是基于Timoshenko梁理论，这是一个一阶剪切变形理论：横向剪切应

变是通过横截面恒定的，也就是说，横截面保持平面和变形后的失真。

该元件可用于纤细或粗大的横梁。由于一阶剪切变形理论的局限，瘦长到中等厚

度的光束可以被分析。使用一个梁构造〔GAL2/〔EI〕〕的长细比，推断该

元素的适用性，其中：

剪切模量

一

的横截面的面积

L

该成员的长度〔而不是元素的长度〕

EI

抗弯刚度

使用一些全局距离的措施，而不是在单个元素的尺寸立足它计算出的比率。以以

下图显示了悬臂梁受小费荷载横向剪切变形的估量。虽然结果不能外推到其他应

用程序中，例如可以很好地充当一般准则。一个长细比大于30的建议。

”

.

.

图189.2：横向，剪切变形推想

长细比〔GAL2/〔EI〕〕

季莫申科δ/δ欧拉-伯努利

25

1.120

50

1.060

100

1.030

1000

1.003

这些元素都支持横向剪切力和横向剪切应变之间的弹性关系。您可以使用

SECCONTROL命令掩盖的横向剪切刚度的默认值。

BEAM189不使用高阶的理论来解释变化的剪切应力的分布。使用固体元素，假

设这种影响必需加以考虑。

BEAM189支持“内敛翘曲”分析，通过供给在每个梁节点第七自由度。默认状

况下，BEAM189单元假定一个横截面的翘曲是足够小，它可能被无视

〔KEYOPT〔1〕=0〕。您可以通过使用KEYOPT〔1〕=1激活自由的翘

曲程度。随着自由激活的翘曲度，每个节点有七个自由度：UX，UY，UZ，

ROTX，ROTZ，ROTY和翘曲。用KEYOPT〔1〕=1，双力矩和bicurvature

输出。

不像其他的立方〔埃尔米特〕基于多项式的元素，BEAM189是基于二次多项

式，因此，在标准的分布式压力负荷的偏移量是不allowed.BEAM189具有线性

弯曲力矩的变化。网格的细化建议，以适应这种负荷。BEAM189是计算效率

高，并具有超收敛性质对于网格细化。例如，二次光束具有2点高斯积分是的一

样的精度为埃尔米特元件。

在实践中，当两个元素“抑制翘曲”走到一起成锐角，则需要夫妇的位移和旋转，但

离开了面外翘曲脱钩。这通常是由具有两个节点的物理位置和使用的适当的约束实

现的。这个过程是由ENDRELEASE命令，该命令解耦平面翘曲的出用于与横截

面相交的角度大于20度的任意的相邻的元件变得更简洁〔或自动〕