04.梁单元的积分方式
一、梁单元简介
梁单元
在LS-DYNA中，杆单元、索单元、梁单元都集成到了梁单元（beam）关键字的定义中，通过不同的积分公式选取来定义不同的单元类型。
一般梁单元定义需要3个节点，第3个节点用来定义梁的方向，有些梁单元公式不需要第3个节点。
二、梁单元定义
LS-DYNA共提供12种类型的BEAM单元，BEAM单元可以通过关键字进行定义，具体定义如下；
关键字：*ELEMENT_BEAM，定义参数如下：
①单元的ID号；
②PART的ID号，指定该单元的PART归属；
③3个节点的ID;
④通过*SECTION_BEAM定义梁单元的属性；
不同梁的定义参数不同，对应其参数含义可通过查询关键字手册了解，以下通过Hughes-Liu积分梁为例，解释其参数含义；
*SECTION_BEAM的定义：
ID：单元ID号；
Card image：卡片类型，壳单元为SecBeam；
ELFORM：单元的积分方式；
SHRF：剪切系数；推荐使用5/6，默认值为1.0；
QR：积分法则，具体如下；
CST：截面类型；Truss不需要定义，合成梁、离散梁和缆元件需要定义；
SCOOR：离散梁坐标定义的方式；
NSM：单位长度非结构质量；
THIC1s：N1处s方向上的梁厚度或外径；
THIC2s：N2处s方向上的梁厚度或外径；
THIC1t：N1处t方向上的梁厚度或内径；
THIC2t：N2处t方向上的梁厚度或内径；
NSLOC：垂直于s轴的参考表面的位置;
NTLOC：垂直于t轴的参考表面的位置;
三、梁单元的积分方式
梁单元的积分方式通过选择*SECTION_BEAM中的ELFORM选项进行定义，积分类型如下。
ELFORM=1：Hughes-Liu integrated beam 积分梁
☆ 使用3个节点N1、N2、N3进行定义，节点有6个自由度；
☆ 在梁的中部计算截面应力（N1、N2两个节点的中点位置）；
☆ 用来模拟考虑应力结果的梁，如汽车底盘中的长螺栓；
ELFORM=2：Belytschko-Schwer resultant beam 合力梁
☆ 使用3个节点N1、N2、N3进行定义，节点有6个自由度；
☆ 只计算节点处的力和力矩，没有应力计算；
☆ 因无积分点，计算速度较快；
☆ 方便地选择各种截面形状；
☆ 主要用来模拟只考察合力结果的梁，如螺栓连接中的螺杆；
ELFORM=3：Truss 杆
☆ 使用3个节点N1、N2、N3进行定义，节点有3个自由度；
☆ 只能承受轴向载荷（拉或压），不能承受弯曲载荷；
☆ 经常用来模拟二力杆结构；
ELFORM=4：Belytschko-Schwer full cross-section integration B-T全截面积分
ELFORM=5: Belytschko-Schwer tubular beam with cross-section
integration 横截面积分管单元公式
ELFORM=6：Discrete beam 离散梁/Cable
☆ 使用3个节点N1、N2、N3进行定义，也可仅使用两个节点进行定义，节点有6个自由度；
☆ 可以是有限长度或零长度（效果一样）；
☆ 可以模拟弹簧和阻尼的特性；
☆ 经常用来模拟衬套，也可以代替弹簧和阻尼；
ELFORM=7：2D plane strain shell element (xy-plane) 2D平面应变单元
ELFORM=8：2D axisymmetric volume weighted shell element (xy-plane, y-axis of symmetry) 2D轴对称壳单元
ELFORM=9：Deformable spotweld 可变形焊点梁
☆ 使用3个节点N1、N2、N3进行定义，节点有6个自由度；
☆ 使用*MAT_SPOTWELD可以定义材料的失效，包含塑性和失效功能；
☆ 经常用来模拟可变形焊点，如白车身上的焊点；
