等效位移的案例
春節來臨，車頂行李架安全嗎？
3、等效觀測點位移圖（FL=981N）
行李架等效觀測點位移圖，最大值為0.014mm，最終位移為0。
橫梁等效觀測點位移圖，最大值為0.018mm ，最終位移為0 。
分析結果（工況-加速拐彎）
1、鋁桿應力塑性應變云圖（FS=600N）
鋁桿最大應力為8.4Mpa，未超過AL6063-T5的屈服145Mpa，沒有發生屈服。最大塑性應變為0，沒有出現斷裂、損壞。
2、鋁碼應力塑性應變云圖（FS=600N）
鋁碼最大應力為37.98Mpa，未超過ADC12的屈服165Mpa，沒有發生屈服。最大塑性應變為0，沒有出現斷裂、損壞。
3、等效觀測點位移圖（FS=600N）
行李架等效觀測點位移圖，最大值為0.24mm ，最終位移為0 。
橫梁等效觀測點位移圖，最大值為0.26mm ，最終位移為0 。
分析結果（工況-加速顛簸）
1、鋁桿應力塑性應變云圖（ FA=2745N ）
鋁桿最大應力為198.3Mpa，超過AL6063-T5的屈服145Mpa ，產生屈服。最大塑性應變為0.09%，低于延伸率18%，沒有出現斷裂、損壞。
2、鋁碼應力塑性應變云圖（ FA=2745N ）
鋁碼最大應力為52.75Mpa，未超過ADC12的屈服165Mpa，沒有發生屈服。最大塑性應變為0，沒有出現斷裂、損壞。
3、等效觀測點位移圖（ FA=2745N ）
行李架等效觀測點位移圖，最大值為0.67mm ，最終位移為0 。
橫梁等效觀測點位移圖，最大值為2.91mm ，最終位移為0 。
結果匯總
分析結果表明，各工況下行李架縱桿和導軌橫桿最終位移都為0mm，車身沒有發生變形。
展開 基于ANSYS桁架式起重機在重力作用下的位移和變形
本文基于ANSYS仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
一、有限元模型
起重機大多采用型鋼通過焊接方式連接在一起，因此采用ANSYS的梁單元beam
188建立有限元模型。Beam188是一個二節點三維梁單元，具有扭切變形，單元的模型理論是Timoshenko理論，每個節點具有6個自由度。beam單元是在使用的過程需要建立實常數，即梁截面的橫截面等相關參數。由于在實際過程中不同部位的梁使用不同的橫截面，因此需要定義不同的實常數。建立L型型鋼的相關APDL代碼為：SECTYPE,2,BEAM,L,,0&SECOFFSET,CENT&
SECDATA,0.14,0.14,0.014,0.014,0,0,0,0,0,0,0,0模型的建立過程中由于節點和單元大量重復，因此模型在建立過程中使用了大量的循環語句。即*DO與*ENDDO語句。建立完成后的有限元模型如圖1所示。
圖1 有限元模型
二、載荷的施加
圖2有限元載荷模型
起重機在安裝的時候，底部固定在地面上。因此，在模型載荷的施加過程中，底面的節點全部固定。在給起重機加重力作用時，ANSYS施加的是重力加速度。重力加速度與重力的作用相反。相關的APDL代碼為acel,,9.8,,。載荷的施加效果如圖2所示。
三、結果的分析
圖3 桁架式起重機的等效變形圖
圖4 桁架式起重機的等效位移
圖3和圖4所示為起重機的等效變形圖和等效應力圖。由結果可知，起重機的等效變形圖與實際情況相符合。
展開 【理論知識】Hashin復合材料漸進失效模型原理及參數詳解
圖4
d即為獨立的損傷狀態變量，要想理解損傷狀態計算公式，首先需要引入兩個變量定義，
那么，
注意上標0以及紅框中標記的限定詞“剛好達到1時”，這是理論上的數值，即某一種判據恰好判斷因子等于1的一瞬間所記錄下的等效位移，記為
該變量代表的是某個材料點某種失效模式下的損傷起始位移，對應的是上圖4三角形頂點的橫坐標。該損傷起始位移并非一個恒定不變的材料常數，而是隨著材料點的應力狀態而變化的，不同的單元有可能得到不同的損傷起始位移值。這一點也是很多人不解的地方。在自己寫子程序的時候，正確理解這一點很重要。
類似地，當某種失效判據判斷因子恰好達到1時，記錄下該時刻的等效應力，該等效應力即為當前材料點在當前應力狀態下，某種失效模式所對應的等效強度，也就是上圖中三角形頂點對應的縱坐標。同樣，等效強度也不是恒定不變的材料常數。
具體到不同失效模式下，等效位移和等效應力的表達式也是有所不同的，在Abaqus中，纖維拉伸、纖維壓縮、基體拉伸、基體壓縮狀態下四種等效位移和等效應力的表達式如下：
其中，Lc為單元的特征長度，一階面單元中特征長度是面積的平方根，一階體單元中，特征長度是體積的立方根。
展開 基于Abaqus/Explicit的復合材料漸進損傷失效模型及VUMAT子程序講解分析（含詳細視頻教程）
定義如下：
1.2 損傷初始準則
不同使用工況下，三維Hshin準則的表達式存在一定差異，本文使用下列表達式，如下：
1.3 損傷演化
基于等效位移的損傷系數計算公式如下：
等效位移計算公式如下：
1.4 Damage effect tensor(matrix) D
其中Cij為考慮了損傷的剛度陣，C0ij為沒有考慮損傷的剛度陣。
基于ANSYS的鋼筋混泥土復合墻板力學性能分析
本文在求解器的控制中打開了大變形選型、預測選項、位移、力、力矩的收斂準則為5%，平均子步數為200。
五、結果的分析
模型的載荷—位移曲線如下圖5所示。由圖5可知，在變形量為0~0.489mm時，模型所受的力隨位移的增大而增大，當位移為0.48891mm時，載荷達到最大為2.538kn，而后隨著位移的增大，力迅速下降，后隨著位移的增大力緩慢上升。可知，在位移為0.489mm時，混泥土發生斷裂，因為當混泥土發生斷裂的時候，力會隨著位移的上升而突然下降。此時承受的力為2.538kn，即模型能承受的極限載荷為2.538kn。
圖5 墻板的載荷和位移曲線圖
另外一種采用力加載的方式，求得的極限載荷為2.6kn，和位移加載的方式相差在2.4%。充分證明了兩種加載方式的正確性和合理性。
圖6 極限載荷下模型的等效位移和等效應力示意圖（a）等效位移（b）等效應力
在相應的位移下，模型的等效變形量和等效應力分別如下圖6（a）、（b）所示。
如需獲取相應的命令流代碼，請聯系作者~
展開 基于ANSYS的鋼筋混泥土復合墻板力學性能分析
本文在求解器的控制中打開了大變形選型、預測選項、位移、力、力矩的收斂準則為5%，平均子步數為200。
五、結果的分析
模型的載荷—位移曲線如下圖5所示。由圖5可知，在變形量為0~0.489mm時，模型所受的力隨位移的增大而增大，當位移為0.48891mm時，載荷達到最大為2.538kn，而后隨著位移的增大，力迅速下降，后隨著位移的增大力緩慢上升。可知，在位移為0.489mm時，混泥土發生斷裂，因為當混泥土發生斷裂的時候，力會隨著位移的上升而突然下降。此時承受的力為2.538kn，即模型能承受的極限載荷為2.538kn。
圖5 墻板的載荷和位移曲線圖
另外一種采用力加載的方式，求得的極限載荷為2.6kn，和位移加載的方式相差在2.4%。充分證明了兩種加載方式的正確性和合理性。
圖6 極限載荷下模型的等效位移和等效應力示意圖（a）等效位移（b）等效應力
在相應的位移下，模型的等效變形量和等效應力分別如下圖6（a）、（b）所示。
如需獲取相應的命令流代碼，請關注作者公眾號——ANSYS有限元仿真
展開 基于Abaqus的vumat進行纖維增強復合材料漸進損傷與失效仿真
對于層內損傷：采用經驗模型雙曲正弦函數建立復材剪切非線性關系，如下圖所示：
復合材料剪切非線性模型
采用3D Hashin (也可以是Chang-Chang, 最大應力, Puck準則等等)模擬復合材料初始失效：
在正交各向異性剛度矩陣中引入纖維和基體損傷變量的：
其中dft，dfc ，dmt，dmc分別為表征纖維拉伸，纖維壓縮，基體拉伸和基體壓縮這四種損傷模式的損傷變量，E 和μ 分別為彈性模量和泊松比，Smt和Smc 分別為復合材料基體拉剪耦合和壓剪耦合系數；定義等效應力和等效位移：
其中lc為特征單元長度。采用線性剛度退化形式定義材料的等效應力和損傷變量，如下圖所示，關于等效應力應變的損傷演化方式如下：
復合材料損傷演化
利用Cohesive單元模擬復合材料分層損傷，采用二次應力準則作為損傷初始判據和混合能量演化B-K準則作為損傷演化準則。使用ABAQUS的VUMAT接口完成復合材料本構模型的編寫。
展開 自重下的桁架結構有限元分析
本文基于WELSIM仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
1.實物模型
可以看到桁架結構應用與各種場合，而桁架的設計，尤其是結構的承受能力與穩定能力是至關重要的。
桁架的形式也是多種多樣，每種經典的桁架設計都有其自身的優點。常見的桁架概念設計如下：
桁架的形式也是多種多樣，每種經典的桁架設計都有其自身的優點。常見的桁架概念設計如下：
2.有限元模型
我們將CAD軟件中設計好的桁架模型導入WELSIM軟件，并進行后續分析。
可以看到導入的桁架是個多體結構，由于大多數的桁架結構都是通過焊接或者鉚接而成，而且材料一般是一致的。我們將桁架梁整合起來，可以免去接觸的設置步驟，同時節約計算時間。WELSIM提供了將幾何體整合的功能，可以從工具欄或者菜單欄選擇“Union”。
結構合并后，會得到一個幾何體。如圖所示。這里我們使用默認的結構鋼材料。
3.網格劃分
WELSIM提供了自動網格劃分功能，只需簡單設置一下，便可迅速得到劃分好的單元與節點。這里我們設置使用Tet10單元，網格劃分結果如下，共有147811個節點，78081個四面體單元。
4.載荷與約束的施加
在這個結構上我們將底部的兩端固定住，如圖所示。
展開 基于3d打印結構拓撲優化的四旋翼無人機
圖11 初始設計模型二
圖12 初始設計模型二——三視圖
對初始模型利用ANSYS進行靜力學分析，其最大等效應力為4.7892MPa,小于100MPa的屈服強度，最大等效位移為0.0029958m,滿足設計要求。由第一次模型優化過程發現Inspire軟件結構不出現高度離散化的現象較ANSYS好，故利用Inspire進行后續拓撲優化工作。
圖13 初始設計模型二——等效應力圖
圖14 初始設計模型二——等效位移圖
通過不斷調整減重比和對結果進行力學分析，最終選定減重比為30%的結果作為最后拓撲優化結果，此時結構重量為50.15g(不帶起落架)，優化結果圖如下：
圖15 最終優化模型
（二）最終優化結構重構
首先利用Inspire模塊中自帶的Polynurbs的自適應模塊進行初步的結構重構，而后借鑒打開UG NX軟件，新建一個文件，導入拓撲優化的STL文件，以旋轉大臂頂部為基準面建立草圖，繪制拓撲優化形狀，最后拉伸裁剪，得到最終模型的方法，將最終優化結果導入solidworks進行細致的模型重構。并再對中心區域挖孔進行減重設計及優化起落架。最終模型重構結果如下。
圖 16 模型重構圖
（三）拓撲優化結構靜力學及動力學分析
利用Inspire中的分析模塊，對優化的結果就起飛工況和懸停工況和多工況分析進行計算，驗證其合理性。結構都滿足強度和剛度要求。
展開 abaqus基于usdfld子程序的內聚力疲勞模型
在不考慮疲勞損傷的情況下，單一裂紋模式雙線性內聚力本構如圖所示
混合模式下的斷裂準則采用BK準則
損傷萌生和失效對應的等效張開位移分別為
和
疲勞損傷采用roe提出的損傷演化方程
考慮疲勞損傷后的內聚力本構如圖所示
這里同樣假設卸載以及法向壓縮不會累積疲勞損傷。
建立三點彎曲模型對疲勞裂紋擴展進行了模擬，計算結果如圖所示
斷裂過程
跨中載荷位移曲線
損傷演化過程
跨中底部單元的應力應變關系
更新預告：早期混凝土熱-濕-力多場耦合分析，編寫了基于水化度理論和考慮熱學參數變化的溫度場計算子程序（umatht和film）; 考慮溫度對濕度擴散系數影響的濕度場計算子程序（umatht和film）; 基于成熟度理論和雙冪徐變函數的應力場子程序（umat）。
展開 FLAC3D使用問答（一）
答：位移：plo con dis (xdis, ydis, zdis) 應力：plo con sz (sy, sx, sxy, syz, sxz)
7. 怎樣看模型的矢量圖？
答：plo dis (xdis, ydis, zdis)
8. 怎樣看模型有多少單元、節點？ r
答：plo info仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent"F9EM@5S?j"`
9. 怎樣輸出模型的后處理圖？
答：File/Print type/Jpg file，然后選擇File/Print，將保存格式選擇為jpe文件
10. 怎樣調用一個文件？
答：File/call或者call命令仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent
11. 如何施加面力？
答：app nstress
12. 如何調整視圖的大小、角度？
答：綜合使用x, y, z, m, Shift鍵，配合使用Ctrl+R，Ctrl+Z等快捷鍵
13. 如何進行邊界約束？ ~
答：fix x ran （約束的是速度，在初始情況下約束等效于位移約束）
14. 如何知道每個單元的ID？
答：用鼠標雙擊單元的表面，可以知道單元的ID和坐標
15. 如何進行切片？SimWe仿真論壇hOp
6a
7Z U
答：plo set plane ori (點坐標) norm (法向矢量)
plo con sz plane (顯示z方向應力的切片)|Simwe.com|仿真|設計|有限元|虛擬儀器sB-X7n%qO(H*g
16. 如何保存計算結果？
展開 
SAMCEF mecano應用ppt一例
其基本含義為將一系列關心節點的平均轉動與平均位移等效到一個點上，這樣在模態分析或者靜力分析中可以方便的建立各種運動副，不需要像ansys一樣設置多個節點的連接。
ABAQUS讀懂用戶手冊系列—修煉Cohesive內功：內聚力單元/接觸基礎知識點
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/36524b246a6c400ea04d1effbc7bbcd0.png"></figure>
</figure><p class="ql-align-center"><br></p><p>損傷D類似于混凝土CDP模型中的damage：大小位于0~1之間，未進入下降段的損傷則為0；當最大等效位移達到上限，三向應力則同時降至0，損傷達到1。需要注意的是，受壓不會造成粘結損傷（PS：若要考慮受壓粘結損傷，則需通過編寫子程序實現）。</p><p class="ql-align-center"><strong>06</strong>二次開發接口</p><p>內聚力單元與內聚力接觸的二次開發接口也不同。內聚力單元由于其本身為單元，因此二次開發接口為UMAT（顯式為VUMAT），而內聚力接觸的二次開發接口為UINTER（顯式為VUINTER）。其中UMAT編寫規則與傳統實體單元存在不同，關于UMAT內聚力單元二次開發本人已有論文復現案例，感興趣同學可以通過主頁了解。對于UINTER內聚力接觸二次開發后續喵星人也會開展案例教學，敬請期待！</p><p class="ql-align-center"><strong>結語</strong></p><p><span style="background-color: transparent;">用戶手冊是ABAQUS強大的學習資源，本期喵星人以Cohesive作為切入點帶領大家學習。在精細化模擬或復雜結構的分析中常用到COHESIVE方法，希望大家用好這期“武林秘籍”。</span></p>
展開 З形金屬密封環加載和卸載過程中的仿真分析 ￥1500
2)將螺栓擰緊力矩等效為軸向位移載荷，并認為軸向位移載荷通過法蘭均勻作用于密封環上。 3)忽略加工誤差、安裝誤差等不確定性因素的影響，不考慮加工制造、裝配等原因引起的彎曲變形和扭轉變形等。4)忽略使用過程中的振動效果，不考慮體積力的影響。 在仿真過程中， 設定三個分析步， 第一個分析步施加預緊位移載荷， 第二步施加工作介質壓力，第三個分析步卸載。仿真過程中下法蘭固定不動；第一個分析步，上法蘭向下移動設定位移； 第二個分析步， 即工作工況下，在金屬密封環的密封唇與下法蘭內壁區間區域施加介質壓力；第三個分析步卸載。
仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
展開 FLAC3D的FAQ -----引用
答：位移：plo con dis (xdis, ydis, zdis)
7. 怎樣看模型的矢量圖？
答：plo dis (xdis, ydis, zdis)$ m4 q4 Y3 G s' H/ @
8. 怎樣看模型有多少單元、節點？* Z# ]8 H# v8 n- L# z l( e6 Q
答：plo info
9. 怎樣輸出模型的后處理圖？
答：File/Print type/Jpg file，然后選擇File/Print，將保存格式選擇為jpe文件" S7 A) ?1 a/ u4 t& `+ Y
& K2 @& E- d) m" M" D# ^
10. 怎樣調用一個文件？8 c' d: o, O* h+ z
答：File/call或者call命令
10. 如何施加面力？
答：app nstress7 X5 D2 F+ Z Y8 z
11. 如何調整視圖的大小、角度？0 }8 F8 r* w/ y9 g5 K
答：綜合使用x, y, z, m, Shift鍵，配合使用Ctrl+R，Ctrl+Z等快捷鍵( I; a8 J: q8 p& l
R/ o# n+ L; t/ J
12. 如何進行邊界約束？
答：fix x ran （約束的是速度，在初始情況下約束等效于位移約束） _1 N. T7 {) \. r
13. 如何知道每個單元的ID？
S答：用鼠標雙擊單元的表面，可以知道單元的ID和坐標( |, g7 O( C( s N& c
14. 如何進行切片？% Z3 W% H( ^& R8 U0 B
答：plo set plane ori (點坐標) norm (法向矢量)
. 如何保存計算結果？1 X: U+ }/ T6 s- R9 \& Y! x- z- e
答：save +文件名
P5 C9 |* j, Z. @+ V- q/ J
16.
展開 