無論是在前處理還是求解器層面梁單元都比上一講介紹的杆單元複雜。
杆單元只需要定義材料、截面面積和扭轉常數。
但梁單元必須定義材料、截面面積、扭轉常數、截面慣性矩、慣性積、截面定位方向、節點偏置、自由度釋放等參數。
在OptiStruct中的梁又可以分為CBAR各CBEAM兩種，CBAR是簡單梁，CBEAM是複雜梁。
兩者的主要區別如下 ⬇
1. CBAR單元只支援一個截面，即不能模擬變截面梁。
2. CBAR單元的剪切中心與中性軸重合，即截面形狀必須是軸對稱的，常見的比如L型標準截面梁和汽車的A柱B柱等非標準截面梁都是非對稱的，必須採用CBEAM。
CBAR和CBEAM的卡片如下 ⬇
CBEAM還有一些可選的卡片項
用戶可以分別為偏置和定位向量選擇坐標系
梁單元的單元坐標系如下圖所示 ⬇
上圖中：GA和GB是模型中的節點，根據偏置值得到最終計算使用的梁單元節點位置End A和End B。
梁單元的單元坐標系按照以下方法確定 ⬇
x軸方向為End A指向End B
xy平面由x軸以及用戶輸入向量v確定，v向量有多種輸入方式（目的都是定義一個向量方向）
z軸方向根據x，y軸方向使用右手定則（叉乘）確定
創建梁單元並賦予對應的屬性後HyperMesh可以即時顯示單元的3D形狀、方位、偏置等資訊。一般而言，只要梁單元3D顯示和實體幾何完全一致，模型就建對了。簡單點說—所見即所得。
打開3D顯示前的梁單元可能是這樣顯示的 ⬇
打開工具列上的下面這個圖示後，梁單元瞬間就變成3D了。
梁單元創建的主要介面在1D > bars面板，但是也可以通過其它方法直接得到梁單元：
本例中的CBEAM（梁）單元截面完全在梁單元以外。原因是CBEAM單元預設在剪切中心創建，而HAT截面的剪切中心剛好位於幾何以外。
在實際建模時需要設定合理的偏置（offset）值才能使截面3D顯示和幾何重合從而使計算準確，本文的視頻中有操作演示。
梁單元和杆單元等1D單元一樣，都可以通過節點、曲線、2D單元、3D單元等創建。
例1. 從曲線創建梁單元
HyperMesh中有很多創建曲線的方法，例如要從曲面上直接長出一些法向曲線 ⬇
只需要在lines面板的Normal From Geometry按鈕（子面板）直接創建
結果如下：
接下來我們用一個梯子的模型來演示。
原始模型只有幾條幾何曲線 ⬇
完成後的模型（局部）如下⬇
Step1. 導入CAD模型
Step2. 在Model Browser右鍵菜單中創建材料
Step3. 在Model Browser右鍵功能表中創建標準矩形截面並輸入參數
Step4. 創建標準圓形截面並輸入參數
Step5. 創建矩形梁屬性
這裡可以選擇PABAL或者PBAR，區別是PABAL可以直接為尺寸優化提供優化的設計變數。
Step6. 創建圓形梁屬性
Step7. 在面板區1D > elem types面板將預設單元類型切換為CBAR
Step8. 創建shortbeam comp並劃分網格
結果如下⬇
Step9. 創建longbeam comp並劃分網格
為了和shortbeam的節點融合，需要使用shortbeam中的節點進行下一步的梁單元創建。
先使用nodes面板在longbeam的線端點各創建一個點
然後在linemesh進行1D網格劃分，
局部結果如下 ⬇
例2. 從兩片對應的2D單元創建梁單元
Step1. 打開2D網格
Step2. 進入面板區1D > linear 1D進行梁單元創建
結果如下 ⬇
例3. 從2D單元的邊界創建梁單元
Step1. 打開2D單元模型
Step2. 在面板區的2D > Detach面板分離2D單元
（也就是把原先共節點的2D單元變成不共節點，結果是在原先的每個節點處為每個單元都複製出了一個節點）
Step3. 在自由邊位置生成1D單元
工具位於面板區Tools > edges
Step4. 在以上面板點擊preview equiv預覽要合併的節點
然後點擊equivalence按鈕進行節點合併
Step5. 刪除重複單元
工具位於Tool > check elems，點擊duplicates後會顯示重複的1D單元。
注意到除了瓶口位置外的所有1D單元都有重複。
點擊上述面板的save failed進行保存。
Step6. 使用面板區Tool > delete面板刪除重複單元
這裡只需要再次點擊elems後選中retrieve即可全部選中剛才保存的那些重複單元，然後點擊右側的delete entity按鈕完成刪除。
實際上以上操作也完全可以在3D單元上進行。
(請參考如下視頻 ⬇)
另外，在航空工具裡面提供了一個更加高級的工具可以沿著2D模型的不同方向直接生成帶不同截面的梁單元。
例4. 類飛機GFEM模型的梁單元建模
Step1. 打開2D模型
裡面有圓柱坐標系、2D單元、幾何
Step2. 將user profile切換到Engineering Solutions > Aerospace > OptiStruct
Step3. 打開下拉式功能表
設置如下 ⬇
得到的梁單元如下 ⬇
有部分截面的顯示方向不一致，原因是這些梁單元的n1和n2的順序反了，需要調整一下。。
腳本內容如下 ⬇
tcl檔下載連結 ⬇
運行腳本後會要求選擇需要調整方向的梁單元
運行結果如下 ⬇
例5. 杆單元和梁單元的轉換
梁單元網格也可以通過杆單元模型直接轉換得到。比如上一講中的C60杆單元模型。
Step1. 打開杆單元模型
Step2. 在面板區的1D > elem types將梁的單元類型設置為cbar
Step3. 在面板區的config edit面板將crod單元轉為bar2單元
結果如下⬇
創建梁的材料，截面和屬性。
Step3. 更新梁單元的定位向量（這裡使用球心的節點來定位截面）和屬性
Direction node選中球心位置的一個節點
點擊update後選中如下選項
結果如下：
✴ 一般而言梁單元的計算精度比同等尺度的體單元更高，可以使用比2D/3D單元更大的單元尺寸，但是如果需要梁單元也是可以細化的。
Step1. 將User Profiles切換為
Engineering Solutions > Aerospace >OptiStruct
Step2. 打開下拉式功能表Aerospace > Beams >
Split 1D Elems
例6. （RBE2/RBE3）與梁單元的相互轉換
在上一講已經介紹了RBE2與RBE3相互轉換的方法，所以這裡只需要考慮RBE2與梁單元之間的轉換
不過這裡沒有什麼軟體介面可以介紹的，直接運行下面的腳本可以完成轉換
tcl檔下載連結 ⬇
效果如下 ⬇
開始時是6個可愛的RBE2單元小球球
運行腳本後放大看都變成了梁單元
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本講到這裡就告一段落啦，下一講繼續介紹梁截面創建和HyperBeam模組的使用~ |
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