Patran_Sec11_单元属性

null第 11部分 单元属性第 11部分 单元属性null定义单元属性定义单元属性Element Property 窗口用来定义: 单元类型和表达式 MSC.Nastran 集中质量点, CONM2 ABAQUS 体单元标准形式, C3D8 截面属性 0-D : lumped mass（集中质量）, mass matrix（质量矩阵） 1-D : A, Iyy, Izz, J 2-D : thickness（厚度）, plate offset（板的偏移）, material orientation（材料方向） 3-D : material（材料）, integration scheme(积分方法) 应用范围 Geometry 几何 FEM 有限元 单元特性和几何相关，在重新划分网格后单元特性会重新分配到新的网格上定义单元属性 (续)定义单元属性 (续)单元属性随空间变化可用场来描述, 例如 thickness = 0.10*’Y + 0.20*’X**2 属性窗口由求解器,单元类型,和结构确定创建单元属性创建单元属性首先, 若有必要先选择求解器类型Preferences/Analysis 选择单元维数 0-D (Mass, Spring) 1-D (Beam) 2-D (Shell, 2D Solid) 3-D (Solid) 指定名称 (最多31个字符) 选择单元选项 在 Input Properties 窗口中输入属性 用 Select Members 列表栏和选择菜单 选择 Geometry 或 FEM 实体物理属性输入窗口物理属性输入窗口数据模板就是求解器,单元类型根据求解器来定 点击Material Prop Name图标,从 Select Existing Material 窗口中选择列出的材料物理属性输入窗口 (续)物理属性输入窗口 (续)数据项目名称外的方括号表示此项可有选择地输入，如[Non-structural Mass]表明没有非结构质量的输入Patran同样可以运行数据梁单元属性梁单元属性Bar/Beam elements 需要一个矢量来定义截面的方向 (局部单元坐标系) 在 MSC.Patran, 这个矢量用全局 (X,Y,Z) 或局部坐标系来定义 为了计算弯曲应力, 必须相对于单元坐标系定义应力恢复点 在MSC.Nastran 称作 C,D,E,F 在计算公式stress= Mc/I 中用来确定 “c” 惯性矩 (I1 和 I2) 以及 扭转常数 (J) 也相对于局部单元坐标系来定义 (J 不是极惯性矩) MSC.Nastran 和 ABAQUS 梁的截面方向将在下页的图中说明BEAM ELEMENT ORIENTATIONBEAM ELEMENT ORIENTATION梁截面库梁截面库可以有选择地创建,观察和保存梁截面 标准梁截面库可以自动计算 A, I11, I22, 和 J 对任意形状梁截面也可计算截面属性 从Element Properties/ Input Properties,或 Tools/ Beam Library 中打开Beam Library 分配到各单元的梁截面特性可以以图形方式查看用 BAR 单元划分网格举例用 BAR 单元划分网格举例构建一个 64” x 64” 加筋板 用 quad4 单元划分曲面 以 Bar2 单元划分面的边 用事先定义好的T截面定义梁的属性XYZ定义梁属性举例 MSC.Nastran定义梁属性举例 MSC.Nastran定义材料属性 输入物理特性 把物理特性应用到模型上 (如曲面6的第二个边界)Beam [截面库的名称] 选了材料 “Aluminum” 通过矢量定义梁(横截面) 方向; < v1 v2 v3 Coord m > 在Patran总体坐标系的Y方向上梁截面有–1.5的偏置< v1 v2 v3 Coord n > 梁一端释放的自由度 (局部坐标系) 在这里调用梁截面库计算A, I11, I22 和 J. 否则, 需要手工输入 A, I11, I22 和 J。显示梁的截面显示梁的截面梁截面和偏移可以显示出来 Display/Load/BC/Elem. Props…在Beam Display 下选择, 例如, 3D:FullSpan+Offsets实际截面和方向显示出来 只有用 Beam Library已定义了梁的截面 如果截面是用 Area, I 1,1, 等定义的,则选择 …+Equiv. I 或 A案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格输入以下几何 File/Import/Neutral. Select four_surfs.out. Apply. Turn on surface labels by clicking on , then 案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格用IsoMesh划分曲面 Select the Finite Elements Applications button. Set Action/Object/Type to Create/Mesh/Surface. Select the IsoMesh Mesher. Select Surface 1:4 for Surface List. Enter 4.0 for Global Edge Length. Apply. 曲面收缩显示，边界就显示出来。 Click on Display in the main menu Select Geometry… 使用几何收缩显示的滑移条略微作一些收缩显示案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格模型如下所示案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格用Bar2类型的单元划分曲面的边界。 Select the Finite Elements Applications button. Set Action/Object/Type to Create/Mesh/Curve. Select Bar2 Topology. Select edges Surface 1.1 1.3 2.3 3.3 4.3 for Curve List. Enter 0.1 for Global Edge Length. Apply.案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格创建“T”型截面的型材的材料。 Select Material Applications button. Set Action/Object/Method to Create/Isotropic/Manual Input. Enter Steel for Material Name. Click Input Properties. 输入Elastic Modulus 和 Poisson ratio所要求的数值. OK. Apply.案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格对Bar2单元创建梁单元特性 Select the Properties Applications button. Set Action/Object/Type to Create/1D/Beam. Enter Tee for Property Set Name. Click Input Properties… 案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格输入梁截面特性 Select Steel from Mat Prop Name for Material Name. Click the ICL Beam Library icon Enter Tee_cs under New Section Name, and click the “T” button. Enter 3 for Width and Height. Enter 0.5 for t1 and t2. Click on Calculate/Display. 案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格出现下面的窗口。 Click OK in the Beam Library window.案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格定义梁横截面的方向。 Under Input Properties…Enter <0 0 1> for Bar Orientation. Enter <0 0 2.07> for Offset @ Node 1. Enter <0 0 2.07> for Offset @ Node 2. OK. 案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格显示梁截面形状 Click on Display in the main menu, and select Load/BC/Elem. Props. Select 3D:FullSpan+Offsets for Beam Display. Apply. 渲染显示.案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格案例学习: 用 QUADS 和 BARS划分网格模型现在如下图所示用场定义属性用场定义属性厚度变化的平板 (t = 0.10 + 0.05 * X2 + 0.05 * Y3) 创建场 当输入板的“thickness” 属性时,选择场 Show 厚度结果的标量图 质量属性质量属性Mass Properties 模块在 Tools 下打开,用来计算 2D 和 3D 质量属性 可用来计算选择的组, 可包括 Geometry, FEM 或两者兼有 输出包括质量,体积,重心, 相对于重心的主惯量,相对 于重心的主惯量的回转半径 可使用用户指定的坐标系 数据可有选择地输出到文本文件中练习练习通用机械: 完成练习册中 Workshop 13 “Cantilevered Beam Using 1D or 2D Elements, and Analysis” 航空航天:完成练习册中 Workshop 13 “Element Properties for the Space Satellite”