Nastran梁单元应力输出

1. Nastran梁单元 1.1. CBAR单元卡片 CBAR单元属性卡 1.2. CBEAM单元卡片 CBEAM单元属性卡 （1）PBEAM属性卡 （2）PBEAML属性卡 2. Nastran梁单元应力输出 一维梁单元中的内力或应力可以通过单元力或单元应力输出（如FORCE或者ELFORCE）来进行输出，并且梁单元只输出应力恢复点的应力。 如果梁截面是标准库中的截面（PBARL，PBEAML定义的截面），则应力恢复点已经由程序根据不同的截面形状进行定义，不需要用户定义。 如果是自己定义的梁截面（PBAR，PBEAM定义的截面），则用户必须自行定义应力恢复点(属性卡片中的C1,C2、D1,D2、E1,E2、F1,F2)。此时beam elements的应力需要选择recovery point on the beam cross section，然后在stress recovery point C/D/E/F- Element-Nodal中可以看到对应的应力分析结果。 2.1. CBAR梁单元的单元力和应力 下图是CBAR梁单元力（element force）的正方向。real或者complex形式（取决于输出格式）的单元力的输出包括下面几项： M1a，M1b，M2a和M2b是分别在两个参考平面中，两个端点处的弯矩。V1和V2是在两个参考平面中的剪力，Fx是平均的轴向力，T是绕x轴的扭矩。 输出中可以要求输出CBAR单元下面的real形式单元应力（element stress）： （1）平均轴向应力（ average axial stress）：axial stress （2）由在两个端点A、B处横截面上的4个应力恢复点的弯矩引起的张性应力（extensional stress due to bending）：SA1、SA2、SA3、SA4，SB1、SB2、SB3、SB4。 仅当用户在PBAR卡片中输入了应力恢复点，才计算该弯曲应力。 （3）两个端点A、B处的最大和最小的张性应力（maximum and minimum extensional stress at both ends）：SA-MAX、SA-MIN、SB-MAX、SB-MIN。 该最大和最小的张性应力是由每端轴向应力和弯曲张性应力的合成。 （4）拉伸安全系数和压缩安全系数（Margins of safety in tension and compression）。仅当用户在MAT1卡片中输入了应力极限（stress limits）时，才计算该安全系数。 拉伸应力为正值，压缩应力为负值。只有平均轴向应力和弯曲张性应力可以是复数应力（complex strss）。 对于梁单元的应力输出，patran04中有以下选项： （1）轴向（bar stresses ,axial）(at center) （2） bar stresses，bending   position（At point C D E F） （3） 最大、最小合成（at center） （4）Max shear 在Hyperview后处理Nastran的CBAR单元时，梁单元CBAR中的单元力和单元应力的输出如下： element ID SA1 SA2 SA3 SA4 AXIAL STRESS SA-MAX SA-MIN M.S.-T（safety margin tension） SB1 SB2 SB3 SB4 SB-MAX SB-MIN M.S.-C（safety margin Compression）                   其中： A,B表示梁的两个端面。 1-4是用户指定的用来计算应力的截面上的四个点。 SA1-SA4，SB1-SB4是仅由纯弯曲所引起的正应力(Normal Stress Due to Bending Only)， AXIAL STRESS是仅有轴向载荷所引起的正应力(Normal Stress Due to Axial Load Only)， SA-MAX，SA-MIN，SB-MAX，SB-MIN是弯曲与轴向载荷组合情况下的两个端面的最大、最小正应力(Combined Axial and Bending Stress)。 M.S.-T是拉伸安全系数，M.S.-C是压缩安全系数。 2.2. CBEAM梁单元的单元力和应力 CBEAM单元的应力输出与CBAR单元有些不同。对于CBAR单元，SAi和SBi列只是弯曲应力， 而轴向应力单独列出。但是对于CBEAM单元，SXC、SXD、SXE和SXF是在CBEAM中横截面上应力恢复点C、D、E、F处的弯曲应力和轴向应力的组合。在CBEAM的每个端点进行应力恢复，还可以在任何由PBEAM输入卡片确定的中间位置进行应力恢复。 在Hyperview后处理Nastran的CBEAM单元时，梁单元CBEAM中的单元力和单元应力的输出如下： element ID CBEAM long stress at point C1 CBEAM long stress at point D1 CBEAM long stress at point E1 CBEAM long stress at point F1 CBEAM Maximum stress1 CBEAM Minmum stress1 margin of safety tension1 margin of safety compression1 CBEAM long stress at point C2 CBEAM long stress at point D2 CBEAM long stress at point E2 S CBEAM long stress at point F2 CBEAM Maximum stress2 CBEAM Minmum stress2 margin of safety tension2 margin of safety compression2                   其中： 1,2表示梁的两个端面。 Ci、Di、Ei、Fi是用户指定的用来计算应力的截面上的四个点。 CBEAM long stress at point C1（SXC）、CBEAM long stress at point D1（SXD）、CBEAM long stress at point E1（SXE）、CBEAM long stress at point F1（SXF）是一个端面上4个应力恢复点处的弯曲应力与轴向应力的组合应力。 CBEAM Maximum stress1是4个应力恢复点处应力SXC、SXD、SXE和SXF中的最大应力。 CBEAM Minimum stress1是4个应力恢复点处应力SXC、SXD、SXE和SXF中的最小应力。 margin of safety tension1是拉伸安全系数。 margin of safety compression1是压缩安全系数。 3. ANSYS梁单元应力输出 梁工具中的三种应力：直接应力、最小组合应力、最大组合应力 直接应力是轴向应力； 最小弯曲应力是四个弯曲应力的最小值：顶层/底层的弯矩MY、MZ； 最大弯曲应力与最小弯曲应力相反； 最小组合应力是直接应力和最小弯曲应力的线性组合； 最大组合应力是直接应力和最大弯曲应力的线性组合；