如果一个构件横截面的尺寸远小于其轴向尺度(一般的判据为小于1/10), 并且沿长度方向的应力是最重要的因素，就可以用梁单元进行模拟。
在岩土工程中，梁单元可用来模拟桩或其他结构构件。
在ABAQUS中梁单元的名字以字母“B"开头。下一个字符表示单元的维数：“2”指的是二维梁单元，“3”指的是三维梁单元第三个字符表示插值的阶数：“1”表示线性插值，“2”表示二次插值，“3”则表示三次插值。B21和B31单元(线性梁单元)以及B22和B32单元(二次梁单元)是考虑剪切变形的Timoshenko梁单元，它们既适应于模拟剪切变形起重要作用的深梁，又适用于模拟剪切变形不太重要的细长梁。
提示：在ABAQUS中，梁单元是梁柱类单元，即可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形。Timoshenko 梁单元还考虑了横向剪切变形的影响。
1.单元库
梁单元库中有二维和三维的线性、二次及三次梁单元。ABAQUS/Explicit 中没有三次梁单元。
2.自由度
二维梁单元的每个节点有3个自由度：2个平动自由度(1和2)和一个绕模型所在平面法线的转动自由度(6)。
三维梁单元每个节点有 6个自由度：3个平动自由度(1-3)和3个转动自由度(4-6)。“开口截面"型的梁还有一个表示梁横截面翘曲量的附加自由度(7)。
3.单元性质
由于梁单元中的节点坐标只定义了梁的长度，用户必须给出梁截面特性，即材料、梁截面轮廓线的几何尺寸和形状。ABAQUS/CAE中提供了一系列内置的梁截面，方便用户定义。
如在Property对话框中执行[rfile]/ [Create]命令，弹出Create Profile对话框，在此对话框中用户可以选择梁的几何形状，如选择“I"，表示定义工字型梁截面，单击[Continue]按钮之后，在弹出的Edit Profile对话框中可以定义具体尺寸。当然，需要指出，定义完Profile后，还需定义Section特性。
ABAQUS在计算中有两种方式考虑梁截面特性:
1、若用户定义了梁截面的几何轮廓线，ABAQUS就会用数值积分方法计算横截面性质，材料可以是线性或非线性的。
2、若用户提供截面的面积，惯性矩和扭矩等工程性参数来代替指定横截面尺寸，则ABAQUS就不必对横截面积分，这个方法计算量较少。在用这个方法时，材料可以是线性或非线性的。此时，根据力和弯矩结果来计算响应，只有在特别请求时才计算应力。
4.单元的数学公式和积分
线性梁单元(B21和B31)和二次梁单元(B22和B32)允许剪切变形，并考虑了有限轴向应变；它们不仅适合于模拟细长梁，也适合于模拟短梁。
ABAQUS提供线性和二次梁单元的变种单元(B31OS和B32OS)来模拟薄壁开口梁。这些单元能正确地模拟开口横截面的扭转和翘曲效应，例如I型和U型槽钢。
ABAQUS也提供杂交梁单元来模拟非常细长的构件，如海上石油平台上的柔性立管和模拟非常刚硬的连接件。
5. 单元输出变量
三维剪切变形梁单元的应力分量为轴向应力(σ11)和扭转引起的剪应力(σ12)。在薄壁截面梁中剪应力沿截面的壁作用，相应的应变量也可以输出。剪切变形梁单元也提供截面上的横向剪力。细长梁的输出结果只有轴向变量，因此此时的扭转剪应力可略去。所有二维梁单元只用到轴向的应力和应变。
6.选择梁单元的类型需遵循的原则
选择梁单元时应参考以下原则:
1、在任何包含接触的问题中，应使用B21或B3I (线性剪切变形梁单元)。
2、如果横向剪切变形很重要，则应采用B22和B32单元(二次Timoshenko梁单元)。
3、在ABAQUS/Standard的几何非线性模拟中，如果结构非常刚硬或非常柔软，应使用杂交单元，如B21H和B32H单元。
4、如果在ABAQUS/Standard中模拟具有开口薄壁横截面的结构，应使用基于横截面翘曲理论的梁单元，如B31OS和B32OS单元。
文章来源：材料科研SCI
