HYPERMESH-NASTRAN梁的方向与偏置

Nastran关于梁的定义

我们知道，在定义梁单元时，一般需要定义单元的方向，或者说是单元的局部坐标系。对于Nastran内CBAR单元来说，梁轴向为X方向，我们需要给出向量\(\overrightarrow{v}\)在全局坐标系下的坐标，从而确定局部坐标系下XY平面，以及局部坐标系最终方位。

建立一曲梁在直角坐标系下的XY平面，设置局部坐标系的\(\overrightarrow{v}\)向量为 (0,0,1)。由于所用梁截面为矩形，可以选择单元属性为PBARL，能够直接使用内置截面，设置dim1和dim2即可定义矩形截面。（Ps.在HyperMesh中在PBARL下也有截面直接定义的选项，但此处定义似乎在开启梁3维显示时并不能达到显示，推荐定义BeamSection，再与PBARL关联。）

Hypermesh内不同位置偏置设置

HyperMesh里梁的偏置很有意思，在1D-linemesh中对线划分单元的同时偏置只会对所有梁单元在全局坐标系下同一偏置，并且此处不能更改坐标系，所实现的效果类似于整体平移。这对直梁来说是没有什么大问题的，但若要对曲梁沿径向或环向偏置，则显然不能实现期望的效果。开启梁截面3维显示，单元属性设为PBAR在划分单元时所设置的y偏置作用于全局坐标系下。

解决办法是先画出无偏置的梁单元，其后在1D-bars下对梁单元更新参数。为了更明显显示，进行了较大偏置，可以看到对单元a、b点的偏置设置在局部坐标系的z轴上。

那么显然，在某些局部坐标系方向与偏置设置下，会出现梁的分离，如下图。

单元属性与导入Patran

值得注意的是，我在导入patran时经常会出现梁单元属性与单元间关联导入失败的情况，检查bdf文件可以看到单元类型为CBEAM，其单元属性应当关联到PBEAM等属性，用于如变截面梁等复杂单元上，与前文所用的PBARL无法关联，自然导入失败。因此需要在1D-element type下将bar的属性改为CBAR，更新单元，此时导入即可成功，在Patran中设置3维显示模式，可见与HyperMesh一致。