定义横梁或桁架、接榫条件和选定横梁的截面属性。对于横梁,您控制对每端的力和力矩的转移。此可使您可在端点出释放出(设定到零)任何力和力矩零部件。注意约束适用于接榫,因此也适用于在接榫处相遇的所有横梁端。
此处所指定的选项覆盖约束。例如,如果您定义横梁端为铰链并应用固定约束到关联接榫,那么所指定的横梁端作为铰链使用,并且不带有任何力矩。
在 Simulation 算例树中,右键单击横梁定义,然后选择编辑定义。
类型
设置选定结构构件的单元类型。
横梁
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横梁单元可以承载轴载荷、折弯载荷和扭转载荷。 |
桁架
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桁架单元只能承载轴向弹簧之类的轴载荷。 |
显示横梁方向
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在图形区域中切换横梁方向的显示状态。 红色箭头、绿色箭头和蓝色箭头分别表示选定横梁的正轴向、正方向 1 和正方向 2。 show_beam_direction_example.png
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根据横梁的局部坐标系列出横梁力和应力。 轴向压缩载荷下的横梁或桁架显示负轴向横梁应力值,轴向拉伸载荷下的横梁显示正轴向横梁应力值。
终端1 连接
设定横梁终端 1 I_End1_20.png 处的力和力矩。 只用于横梁。
横梁的终端 1 I_End1_20.png 和终端 2 I_End2_20.png 在图形区域中以不同颜色突出显示。
刚性
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在此端没释放出任何力或力矩。 如果约束应用到关联接榫,则约束条件将完全定义力和力矩的转移。 如果没应用约束,则在关联接榫处假设存在连续性。 除非有一定原因在这一端释放出(设定到零)某个力或力矩分量,否则应使用此选项。 |
合叶
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端点可自由旋转,不转移任何力矩到接榫。 将该条件应用到在接榫处汇合的所有横梁以定义接榫为中等铰链。 |
滑动
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端点可自由平移,不转移任何力到接榫。 |
手工
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手工指定每个力和力矩分量是否已知为零。
铰链 - 第一方向
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选择此选项沿横断面第一方向将力矩设置为零。端点可饶此方向旋转。
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铰链 - 第二方向
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如果横断面第二方向的力矩已知为零,请选择此选项。端点可饶此方向旋转。
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铰链 - 沿横梁
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如果横梁的轴向力矩已知为零,请选择此选项。端点可饶此方向旋转。
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滑动 - 第一方向
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如果横断面第一方向的力已知为零,请选择此选项。端点可沿此方向平移。
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滑动 - 第二方向
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如果横断面第二方向的力已知为零,请选择此选项。端点可沿此方向平移。
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滑动 - 沿横梁
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如果横梁的轴向力已知为零,请选择此选项。端点可沿此方向平移。
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终端2 连接
设定横梁终端 2 I_End2_20.png 处的力和力矩。 选项类似于终端 1 I_End1_20.png。
截面属性
对于使用 SOLIDWORKS 数据库中焊接轮廓的结构部件,Simulation 将计算截面属性。 对于锥形横梁,在网格化横梁实体后,Simulation 将计算横梁长度上所选横截面的截面属性。 对于自定义横梁轮廓,请输入用户定义的截面属性。
横梁细节对话框列出了横梁的截面属性。 右键单击横梁实体,然后单击细节。
单位
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为计算最大扭转抗剪的扭转常量和距离的长度单位。
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扭转常数 (K)
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显示扭转刚度常量(到第四力的长度)。扭转常量是横梁的剖切面的函数。
软件将会计算大多数横梁轮廓的扭转常量。对于不同剖切面的扭转常量的公式,请参阅 Formulas for Stress and Strain, Roark and Young, Chapter 9, Table 20。
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最大抗剪的距离 (CTOR)
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剖面剪切中心到横断面上最远点的最大距离(外接圆半径中心在剪切中心处)。
beam_CTOR.png然后将根据以下公式计算最大扭转抗剪应力: τ max = (T / K)* CTOR,其中 T 是应用的力矩。
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抗剪因子
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抗剪因子考虑横梁横截面的不均匀抗剪应力分布,并在计算横梁抗剪变形时考虑。 其值取决于横截面的形状以及分配给横梁的材料的泊松比。 Simulation 根据 横梁横截面属性和应力分析等轴测元素,作者 Karan S. Surana,International Journal for Numerical Methods in Engineering,Vol 14, 475-497 (1979) 中所述的数值方法,推导具有任意横截面的横梁的抗剪因子。 对于大多数带矩形横截面的横梁,抗剪因子为 5/6。对于高度与深度比率不同且泊松比值不同的矩形横梁,抗剪因子可能与 5/6 不同。有关参考,请参阅下表。
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重设
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将变量重设到其默认值。
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下表列出了高度与深度比率不同且泊松比 (v) 不同的矩形横梁的抗剪因子。
参考: Timoshenko 的横梁理论中任意形状横截面的抗剪修正因子,作者:F. Gruttmann 和 W. Wagner,Computational Mechanics,第 27 卷,199-207 (2001)
高度与深度比率 |
泊松比,v = 0 |
泊松比,v = 0.25 |
泊松比,v = 0.5 |
2 |
0.8333 |
0.8331 |
0.8325 |
1 |
0.8333 |
0.8295 |
0.8228 |
0.5 |
0.8333 |
0.7961 |
0.7375 |
0.25 |
0.8333 |
0.6308 |
0.4404 |