加载中…3.2 CBAR Element （一）
(2017-03-26 14:23:45)
标签：
杂谈 |
分类： NxNastran单元库 |
1、CBAR单元的特点和限制
手册中有详细说明，重点掌握以下要点：
• Its formulation is derived from classical beam theory (plane
cross sections remain plane during
deformation).
单元方程基于经典梁理论（变形后梁的横截面仍为平面，即前一篇文章提到的平面弯曲理论）。
• It must be straight and prismatic. The properties must be
constant along the length of the CBAR
element. This limitation is not
present in the CBEAM element.
必须为直线形和棱柱形，横截面属性沿长度方向保持不变。CBEAM
单元不存在该限制。
• The shear center and neutral
axis must coincide (the CBAR element cannot model warping
of
open sections). This limitation
is not present in the CBEAM element.
剪切中心和中性轴必须重合（CBAR
单元无法描述开口截面梁的扭曲现象）。CBEAM 单元不存在该限制。
• The principal axis of inertia
doesn’t need to coincide with the element axis.
主惯性轴不必与单元轴重合。（主惯性轴的定义在前一篇文章中有说明）
• The neutral axis may be offset
from the grid points (an internal rigid link is created). This
is
useful for modeling stiffened
plates or gridworks.
中性轴可以偏离节点（偏离的节点自动与中性轴刚性连接）。
• A pin flag capability is
available to provide a moment or force release at either end of the
element
(this permits the modeling of
linkages or mechanisms).
Pin
flag可用于释放单元节点某个方向的力或力矩（常用于运动副建模，如滑动、铰接等）。
注：CBAR单元有A、B两个节点，单元坐标系的X轴总是由A指向B。如果将A节点的Pin设置为1，表示释放了A的DOF1自由度。当A沿着X方向发生位移时，不产生内力，即A相对于B在X方向上的刚度为0。这样就可以模拟A相对于B在X方向的滑动副。
• You can compute the stress at
up to four locations on the cross section at each end.
Additionally,
you can use the CBARAO bulk data
entry to request output for intermediate locations along
the
length of the CBAR.
•
横截面上最多可以计算四个位置的应力。另外，可以使用CBARAO请求输出CBAR单元中间位置的结果。
注：在前一篇文章中，介绍了梁发生弯曲时，截面上不同的位置，应力状态不一样。所以，要描述横截面上点的应力，前提要说明具体是在截面上哪个位置。四个应力恢复点C、D、E、F一般都是取截面上四个角的点，因为最大正应力发生在离中心轴最远处。（为什么应力恢复点从C开始编号?
因为AB已经被两个端节点用掉了^v^）
2、CBAR 格式
http://s12/mw690/0068tQPizy79RHWcAhd5b&690CBAR Element （一）" TITLE="3.2 CBAR Element （一）" />
•定义横截面的定位向量v有两种方式：
（1）用X1、X2、X3三个字段给出v的三维坐标，注意坐标值是在GA节点的位移坐标系中定义的。
（2）使用节点G0来定义定位向量v。v的方向由GA指向G0。
•PA、PB分别表示A、B节点的Pin flag。释放CBAR单元在这个节点上的所选自由度，这些自由度是在单元坐标系中定义的。前提是CBAR单元在这些需要被释放的自由度上具有刚度。比如PA=4，对应的PBAR属性里面J（绕X轴的扭转刚度）不能为空。Pin flag用1 到 6 之间的最多5个不重复的整数表示，数字之间不能有空格。比如PB=23456。
•W1A、W2A、W3A表示端点A相对于GA节点在三个坐标方向的偏移量。（在GA节点的位移坐标系中定义）
•W1B、W2B、W3B表示端点B相对于GB节点在三个坐标方向的偏移量。（在GB节点的位移坐标系中定义）
3、CBAR 单元坐标系和方位
对于CBAR（或 CBEAM）单元，必须定义定位向量v来确定单元在空间中的方位。该向量还用于指定单元坐标系。从上一篇文章中我们知道，梁的抗弯刚度取决于材料的杨氏模量E和横截面对中性轴的惯性矩Iz。而截面摆放的方位不同，惯性矩Iz也就不同了。所以，定义梁单元必须指定截面的方向。
下图给出了CBAR的单元坐标系。
http://s10/mw690/0068tQPizy79RMuveLD69&690CBARElement （一）" TITLE="3.2 CBAR Element （一）" />
•x轴从端点A指向端点B
•y轴在平面1内，平面1由定位向量v和x轴确定。
•z轴根据x、y轴用右手定则确定。
虽然定位向量v的方向可以是任意的，但是一般都将它和截面的一根主惯性轴对齐。
4、定义CBAR端点偏移
前面给出了定义端点偏移的方法，需要注意的是端点存在偏移时，截面方位如何确定？
定位向量v采用第（1）种方式时，v的方向直接由坐标确定。
定位向量v采用第（2）种方式时，v的方向由节点GA指向G0。
也就是说，定位向量v的方向与端点偏移无关。端点偏移只是改变了节点坐标系的原点位置和x轴。
（1）用X1、X2、X3三个字段给出v的三维坐标，注意坐标值是在GA节点的位移坐标系中定义的。
（2）使用节点G0来定义定位向量v。v的方向由GA指向G0。
•PA、PB分别表示A、B节点的Pin flag。释放CBAR单元在这个节点上的所选自由度，这些自由度是在单元坐标系中定义的。前提是CBAR单元在这些需要被释放的自由度上具有刚度。比如PA=4，对应的PBAR属性里面J（绕X轴的扭转刚度）不能为空。Pin flag用1 到 6 之间的最多5个不重复的整数表示，数字之间不能有空格。比如PB=23456。
•W1A、W2A、W3A表示端点A相对于GA节点在三个坐标方向的偏移量。（在GA节点的位移坐标系中定义）
•W1B、W2B、W3B表示端点B相对于GB节点在三个坐标方向的偏移量。（在GB节点的位移坐标系中定义）
3、CBAR 单元坐标系和方位
对于CBAR（或 CBEAM）单元，必须定义定位向量v来确定单元在空间中的方位。该向量还用于指定单元坐标系。从上一篇文章中我们知道，梁的抗弯刚度取决于材料的杨氏模量E和横截面对中性轴的惯性矩Iz。而截面摆放的方位不同，惯性矩Iz也就不同了。所以，定义梁单元必须指定截面的方向。
下图给出了CBAR的单元坐标系。
http://s10/mw690/0068tQPizy79RMuveLD69&690CBAR
•y轴在平面1内，平面1由定位向量v和x轴确定。
•z轴根据x、y轴用右手定则确定。
虽然定位向量v的方向可以是任意的，但是一般都将它和截面的一根主惯性轴对齐。
4、定义CBAR端点偏移
前面给出了定义端点偏移的方法，需要注意的是端点存在偏移时，截面方位如何确定？
定位向量v采用第（1）种方式时，v的方向直接由坐标确定。
定位向量v采用第（2）种方式时，v的方向由节点GA指向G0。
也就是说，定位向量v的方向与端点偏移无关。端点偏移只是改变了节点坐标系的原点位置和x轴。
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