NX_NASTRAN_梁单元应力.pdf
Nastran梁的弯曲应力分析,将理论计算、3D实体单元、1D梁单元的分析结果进行对比。有助于理解梁的平面弯曲理论、剪切中心、CBEAM单元截面方向/应力恢复点/端点偏移/内力、PBEAM属性等。
节选段落一:
NX NASTRAN 梁单元 CBEAM 应力
一、测试模型
3D数据
截面属性
梁单元 PBEAM属性中的应力恢复点 C、D、E、F的位置如上图。节选段落二:
原因:载荷与剪切中心偏离,梁不仅有弯曲变形,还有扭转变形。
理论计算只考虑了弯矩,没有考虑扭矩。
修改载荷位置,使其通过梁截面的剪切中心,重新进行验证。
与理论计算结果对比:
位移差异:(0.69-0.68)/0.68=1.5%
应力差异:(21-20.3)/20.3=3.4%
两者结果一致。
四、1d梁单元 PBEAM有限元分析
对特征线划分
1d网格
默认剪切中心
与特征线对齐
工况 1
显示横截面应力结果:
应力恢复点 C的应力
应力恢复点 E 的应力
工况 2
显示横截面应力结果:
以上两种工况,CBEAM梁单元的仿真结果都与理论计算相符。节选段落三:
边界条件(弯扭组合工况):
载荷施加于梁上平面末端中心处,-y方向。从位移结果来看,加载端除了有 y
方向的位移,还有 x 方向的位移,最大位移 0.96mm 与 3d 单元的仿真结果
1.05mm比较接近。
显示横截面的应力,并设置倒角因子 0.5。
应力恢复点的应力 20.2MPa,仍然与载荷加在剪切中心的结果相同,说明扭转
应力无法输出。
四个应力恢复点中的最大值
在 NX NASTRAN 单元库参考中,关于 CBEAM单元的应力恢复,有如下说明。
本案例的节点扭矩结果如下,梁受到的扭矩为 36.05Nm。
NX NASTRAN 梁单元 CBEAM 应力
一、测试模型
3D数据
截面属性
梁单元 PBEAM属性中的应力恢复点 C、D、E、F的位置如上图。节选段落二:
原因:载荷与剪切中心偏离,梁不仅有弯曲变形,还有扭转变形。
理论计算只考虑了弯矩,没有考虑扭矩。
修改载荷位置,使其通过梁截面的剪切中心,重新进行验证。
与理论计算结果对比:
位移差异:(0.69-0.68)/0.68=1.5%
应力差异:(21-20.3)/20.3=3.4%
两者结果一致。
四、1d梁单元 PBEAM有限元分析
对特征线划分
1d网格
默认剪切中心
与特征线对齐
工况 1
显示横截面应力结果:
应力恢复点 C的应力
应力恢复点 E 的应力
工况 2
显示横截面应力结果:
以上两种工况,CBEAM梁单元的仿真结果都与理论计算相符。节选段落三:
边界条件(弯扭组合工况):
载荷施加于梁上平面末端中心处,-y方向。从位移结果来看,加载端除了有 y
方向的位移,还有 x 方向的位移,最大位移 0.96mm 与 3d 单元的仿真结果
1.05mm比较接近。
显示横截面的应力,并设置倒角因子 0.5。
应力恢复点的应力 20.2MPa,仍然与载荷加在剪切中心的结果相同,说明扭转
应力无法输出。
四个应力恢复点中的最大值
在 NX NASTRAN 单元库参考中,关于 CBEAM单元的应力恢复,有如下说明。
本案例的节点扭矩结果如下,梁受到的扭矩为 36.05Nm。