梁单元截面偏置(用户自定义位置)计算方法

 对于梁单元和壳单元而言，ANSYS默认单元中心为截面几何中心，有的时候为更好的符合实际受力模型，很多时候需要对所建立的单元进行截面偏置。特别针对于框架结构建模过程中，如果要进行精细化的建模，如何计算各个截面的偏置距离是一大问题。对于初学者来说，这个是不断调试的过程或者甚至不管，今天就简单阐述下如何计算梁单元的截面偏置距离以及方向。

    计算主要分为以下几个步骤：

    一、确定几何直线的方向，直线方向确定了单元坐标系中的X方向

    二、确定关键点方向，也即确定单元坐标系的Z方向

    三、根据右手螺旋定则确定单元坐标系的Y轴，画出截面的YOZ平面，确定偏置距离。

    截面偏置APDL命令为secoffset,user，注意该命令是指截面从截面原点偏置的距离，不同的截面形式其原点位置也不同，例如ANSYS help就以一个槽钢为例，并说明其原点位置位于左下角处，但矩形截面有所不同，其截面原点位于几何中心处。其他截面形式的原点也不尽相同。

    实例：建立如下小框架的有限元模型，要求梁柱平齐。

 以CD梁为例，说明其截面偏置计算。假定在建模的过程中几何直线的方向为从C到D(如果不是，可以修改线的方向)，方向点选择A点，则CD梁单元的单元方向以及截面偏置计算如下：

图中X表示计算点，根据其与原点的位置，可知其具体坐标为(-300,-125)，同理，其他梁和柱的位置坐标如下所示：

 根据截面偏置距离类型，进行截面归类以及标识，如下所示：

结构建模：

finish
/clear
/prep7
et,1,beam189
et,2,shell181
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2600e-12

!=================

!截面定义

sectype,1,beam,rect
secdata,600,250
secoffset,user,-300,-125

.

.

.

!================

!结构几何建模

blc4,,,3600,3600

k,5,0,0,-3600
l,5,1
lsel,s,,,5
lgen,2,all,,,3600
lgen,2,all,,,,3600

nummrg,all

!================

!截面属性赋值

lsel,s,,,1
latt,1,,1,,,4,1

.

.

.

!================

!划分单元及截面显示

allsel,all
lesize,all,,,3
lmesh,all

allsel,all
/eshape,1