由于杆件在实际结构中的作用非常广泛,如桥梁、塔架、建筑结构等,因此杆单元是有限元法中最常用的基本元素。 杆单元一般由两个节点和一个杆单元的特征长度组成。杆单元是结构体系中最基本的单元,它的内部并不包含热、电、磁等其他物理量,只考虑其中的变形、应力和应变等力学变量。因此,在进行有限元分析之前,必须先...
杆单元是对应结构力学中杆结构而言的,本文所讨论的杆结构为只承受轴向载荷的细长型结构,采用有限元法对杆系结构进行分析时,可将每个杆件定义为一个杆单元,进而实现对杆系结构的离散化。 # 引言 采用直接刚度法推导线弹性杆单元的刚度矩阵,应用有限元分析的一般步骤实现杆单元的结构的静力学问题求解。 本文由以下几...
2 杆单元 一、一维等截面杆单元及其刚度矩阵 考虑一种2节点一维等截面杆单元: L— 杆长 A— 截面积 E— 弹性模量 单元节点位移:d ui u j 单元节点力:f fi fj u u(x) ——杆单元位移 (x) ——杆单元应变 (x) ——杆单元应力 应变—位移关系: du dx 应力—应变关系: E (一)直接法导出单元...
杆单元是有限元法中最简单,也是最基础的单元类型之一。以杆单元为依托,直观展现有限元法的求解过程,读者更容易消化和理解。由于篇幅有限,所以这里仅介绍有限单元法处理杆单元的流程,其它单元类型(梁单元、壳单元、实体单元等)的计算流程大致与之相同。 图1为某一杆单元的示意图。整个杆单元共两个节点:节点i和节点j...
两者区别有几何形状、节点自由度、分析能力等不同。1、几何形状：梁单元用于模拟具有明显长度和横截面的结构，梁、柱、框架等。梁单元的横截面可以是矩形、圆形、I字形等。而杆单元则用于模拟细长的杆件，杆子、绳索、电缆等。杆单元的横截面是圆形和矩形。2、节点自由度：梁单元具有六个自由度，即三个...
Abaqus,作为一款在工程模拟领域具有广泛应用的高级有限元分析软件,为用户提供了多种类型的单元以模拟复杂的物理现象。在Abaqus中,杆单元是用于模拟一维线性弹性行为的元素,特别适合模拟诸如桁架、线缆和细长结构等的力学行为。Abaqus主要提供了以下两种类型的杆单元: 1. 二节点线性杆单元:这种类型的杆单元基于线性插值,适...
形函数是用来表示有限元的解在单元内部的分布的数学函数。对于杆单元而言,这种形函数可以用来描述杆件的变形和应力分布。在一维情况下,杆单元通常是一条直线或弯曲的杆件,其形函数用来描述沿杆件轴向的位移分布。 对于一个线性杆单元,形函数通常被定义为一种线性函数,例如线性拉格朗日形函数。这种形函数的表达式通常为:...
2D杆单元 坐标变换 2D杆单元在编写的时候涉及到由局部坐标系向整体坐标系变换的过程。坐标转换矩阵$T$为: 刚度矩阵、节点位移由局部坐标系 、 转换到整体坐标系 、 : 进行应力、节点力计算时,位移也应该由局部坐标系转换到整体坐标系中,由弹性力学中的物理方程,有 1D 问题的应力: ...
1. 梁单元与杆单元的区别主要体现在它们的承载能力以及自由度上。梁单元能够承受弯矩，其节点具备三个自由度：两个平动自由度（ui, vi）和一个转角自由度（θi）。这样的自由度配置使得梁单元可以承受轴向力、剪力和弯矩。2. 杆单元则不同，它们无法承受弯矩。杆单元的节点，如节点i，只具有两个自由...
1. 几何形状：梁单元适合模拟具有明确长度和横截面的结构，如梁、柱和框架。这类单元的横截面形状可以是矩形、圆形或I字形等。而杆单元用于模拟细长的杆状结构，如杆子、绳索和电缆。杆单元的横截面通常限于圆形或矩形。2. 节点自由度：梁单元具有六个自由度，包括三个平移自由度和三个旋转自由度，...