题目
【单选题】BEAM3单元有几个节点自由度?A. 2B. 3C. 4D. 5
【单选题】BEAM3单元有几个节点自由度?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
题目解答
答案
B. 3
解析
考查要点:本题主要考查学生对有限元分析中梁单元(BEAM3)节点自由度的理解,需要明确每个节点的自由度数量。
解题核心思路:
在有限元方法中,梁单元的节点自由度通常包括平移自由度和旋转自由度。对于BEAM3单元,每个节点一般定义3个自由度,具体为:
- 沿梁轴线方向的平移自由度(纵向位移);
- 垂直于梁轴线方向的两个平移自由度(横向位移);
- 绕梁轴线的旋转自由度(通常隐含在平移自由度中,通过单元形函数关联)。
破题关键点:
- 明确BEAM3单元是三维空间中的梁单元,每个节点需考虑三维空间中的位移和转动;
- 区分“总自由度数”与“单个节点自由度数”,本题问的是单个节点的自由度数量。
BEAM3单元的节点自由度分析:
- 平移自由度:
- 梁单元的节点需要考虑沿梁轴线方向(通常为$x$轴)的纵向位移$u$;
- 垂直于梁轴线的两个方向($y$和$z$轴)的横向位移$v$和$w$。
- 旋转自由度:
- 梁单元的弯曲和扭转需要考虑绕梁轴线的旋转角$\theta$,但该自由度通常通过相邻节点的平移自由度隐式计算,不单独显式定义。
- 总结:
每个节点显式定义的自由度为3个($u$, $v$, $w$),因此正确答案为B选项3。