軸力圖的案例
第一篇梁單元的軸力圖 （理論計算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法） ￥10
table，general postproc – element table – define table – add – by sequence num – smisc – smisc，1 –OK，此處smisc后面的編號可以查看幫助文件得知
? 輸出軸力圖，general postproc – plot results – contour plot – line elem res – 選擇或已選中smisc1 – OK，完成軸力圖的輸出
總結：
? 桿單元與梁單元的區別：桿單元只能承受軸力作用，梁單元可以承受拉/壓，扭轉，剪切及組合變形；在軟件中，桿單元只需要輸入截面面積，與截面形狀無關，而梁單元則需要定義截面形狀；
? ABAQUS與ANSYS軸力圖輸出；ABAQUS中不能直接輸出軸力圖，需要將數據讀取后，通過創捷XY曲線進行輸出；ANSYS workbench同ABAQUS，無法直接輸出；APDL可以通過創建單元表的形式進行軸力圖的輸出，APDL更直觀。
展開 如何使用ANSYS繪制拉（壓）桿的軸力圖？
書中第二章第一節介紹了軸向拉伸和壓縮的概念，主要要求掌握軸力的計算和軸力圖的繪制。下面討論例題2-1的材料力學解法和AMSYS解法。
一．材料力學解法：
假定拉力為正軸力，根據材料力學中提供的解法——截面法：
1.求支反力：根據平衡關系，可得支反力FR=10kN;
2.截面法：
根據每段桿件的平衡關系，可得：
FN1=10kN；FN2=50kN；FN3=-5kN；FN4=20kN，軸力圖如下：
二．ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據例題所示結構，確定分析類型為靜力學分析；
2. 確定單元類型：該結構為拉壓桿，結果需要輸出軸力圖，因此分析時使用beam單元；
Step1:在SCDM中創建線體模型：
1.將草繪平面設置為Z面（根據自己習慣，選擇草繪平面）；
2.根據題目所示幾何尺寸，草繪四條線（草繪四條線，產生五個點，方便在后續步驟中施加四個載荷和一個約束）；
3.為線賦予截面，完成線體建模（由于主要計算軸力，因此截面形狀和幾何尺寸我們可以隨意設置一種，筆者在此使用默認圓截面）；
4.為了保證四個線體連接處的節點連續，需要在選擇share命令進行重合拓撲共享；
Step2：在WB中創建載荷及約束：
1.搭建分析流程：
2.網格劃分：自由網格劃分，網格尺寸設置為10mm。
展開 APDL宏文件系列講解(二)
軸力
etable,ZL1,smisc,1
etable,ZL2,smisc,14
plls,ZL1,ZL2
后續三段命令分別為查看彎矩圖、剪力圖和軸力圖的命令流，如果不采用宏文件的方式，則我們每一次查看時，均需要采用命令復制運行的方式進行，很不方便。如果要采用宏文件，可以采用如下方式進行。
1）外部創建
新建一個文本文檔，定義后綴名為mac，文件名為WJ，將下面內容復制進去，然后放入ANSYS工作目錄下。
!彎矩
!=============
/post1
esel,s,type,,1
etable,WJ1,smisc,2
etable,WJ2,smisc,15
plls,wj1,wj2
2) 內部創建
采用內部創建的方式能很好的將宏文件內容與上下文呈現在一起，增加程序可讀性。
/post1
!=========宏文件創建
*Create，WJ,mac
/post1
esel,s,type,,1
etable,WJ1,smisc,2
etable,WJ2,smisc,15
plls,wj1,wj2
*end
!=========
執行完上部命令之后，會在軟件工作目錄下自動生成一個名為WJ，后綴為mac格式的文本文件。
通過上述方式建立宏文件后，我們在查看彎矩圖、軸力圖、剪力圖時只要輸入宏文件的名字即可，例如此處 彎矩查看輸入 WJ、軸力查看輸入ZL、剪力查看輸入JL，簡單快捷。
展開 材料力學筆記之拉伸和壓縮
軸向拉伸或壓縮變形的受力及變形特點是：桿件受一對平衡力F的作用，它們的作用線與桿件的軸線重合。若作用力F拉伸桿件則為軸向拉伸，此時桿被拉長(圖虛線)；若作用力F壓縮桿件則為軸向壓縮，此時桿將縮短(圖虛線)。工程中許多構件，如單層廠房結構中的屋架桿、各類網架結構的桿件等，這類結構的構件由荷載引起的內力其作用線與軸線重合，桿件發生軸向拉伸或壓縮。
內力·截面法·軸力及軸力圖
要研究在外力作用下，構件內部產生的內力有多大，我們通常用截面法來考察，上一篇文章《材料力學筆記之緒論》，已經介紹過截面法三個步驟。沿橫截面m-m假想地把桿件分成兩個部分，左右兩個部分在橫截面m-m上的相互作用的內力，是一個分布在橫截面上的分布力系，這個力系的合力為FN。拿出左半部分來研究，平衡方程為FN=F。
習慣上把拉伸時的軸力（軸力背離橫截面）規定為正，壓縮時的軸力（軸力指向界面）規定為負。
如果沿桿件軸線方向有多個外力的時候，整個桿件各個部分的軸力不盡相同，這也是更接近實際的情況。通常我們會使用軸力圖來表示軸力沿桿件軸線的變化。
我們舉一個例子。
當桿受多個軸向外力作用時，如下圖，求軸力時須分段進行，因為AB段的軸力與BC段的軸力不相同。
要求AB段桿內某截面m ?m的軸力，則假想用一平面沿m ?m處將桿截開，設取左段為脫離體，以FN1代表該截面上的軸力(圖b)。于是，根據平衡條件∑Fx＝0，有FN1=-F。
負號表示的方向與所設的方向相反，即為壓力。要求BC段桿內某截面n-n的軸力，則在n ?n處將桿截開，仍取左段為脫離體，以FN2代表該截面上的軸力(圖c)。于是，根據平衡條件∑Fx＝0，有FN2=F。
在多個力作用時，由于各段桿軸力的大小及正負號各異，所以為了形象地表明各截面軸力的變化情況，通常將其繪成“軸力圖”(圖d)。
展開 
材料力學（孫訓芳）實例對比：習題2-6 P53
3.材料設置
在默認材料中修改彈性模量，其余的可以不用管
4.邊界條件
按照題目的要求，在底面施加固定約束，上表面施加100KN向下的力，在中間截面施加160KN向下的力。
5.查看結果
（1）軸力圖
添加Normal Stress，選擇全部體，選擇Z軸方向。
可能是我水平有限，沒有找到怎么直接顯示軸力圖的方法，所以只能曲線救國。從上圖可以上半部分是紅色的全部為-2.5MPa，下半部分為藍色全部為-6.5MPa。乘以截面面積40000mm2，可得FNAC=-100KN,FNBC=-260KN。
（2）各段柱很截面上的應力
添加2個Normal Stress，分別選擇上截面和下截面，選擇Z軸方向
（3）各段柱的縱向線應變
添加Normal Elastic Strain，選擇Z軸方向
（4）柱的總變形
添加Directional Deformation，選擇Z軸方向
6.小結
對于這種結構，我們可以用梁去代替，但是得到的結果不能截面的應力和線應變無法獲取，但是軸力卻能獲得。這也算是另一種曲線救國吧。有興趣的大家可以去做了試試，具體建模等可以參考我很久之前的一篇材料力學的文章。大家可以往前翻一翻。材料力學我爭取也能做一個系列，但是感覺要太監的多，大家不要太期待。
文章作者：無劍，碩士，就職于鹽城某新能源汽車PACK廠，主要從事CAE結構仿真分析。在碩士期間由于ANSYS是必修課，從開始接觸就對其產生了濃厚的興趣，工作后也一直在努力的學習中。本人不是大佬，只是一個學習者，是workbench的一個小學生。
展開 有限元分析問題探討（四） ￥1
目錄
1、繪制梁單元的軸力、剪力彎矩圖
2、Ansys workbench聯合ANSYS經典后處理
3、屈曲分析詳解及操作案例
4、VB調用Ansys聯合編程操作案例（以熱結構耦合為例，VB控制輸入參數，附代碼，VB6+Ansys14）
1、繪制梁單元的軸力、剪力彎矩圖
定義路徑---先創建構造幾何體，定義路徑---再在構造幾何體下創建路徑
再確定查看梁的剪力-彎矩圖。它是beam results中下拉菜單的最后一個選項，設置內力圖的細節
得到位移圖，彎矩圖和剪力圖
得到軸力圖
該圖中，最上面的是剪力圖，中間的是彎矩圖，最下面的是位移圖，相當于材料力學中提到的撓曲線圖。
可見，ANSYS WORKBENCH用一種簡單的方式直接給出了剪力圖，彎矩圖，相比傳統的經典界面而言，的確直觀很多。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之扭轉（一）
單純發生扭轉的桿件不多，但以扭轉為主要變形的卻不少，如傳動軸，鉆桿等。對于這種結構我們可以直接用扭轉變形對其進行強度和剛度校核。
桿的扭轉和桿的拉壓可以
對比學習：桿受到拉（壓）時，產生拉（壓）應力和拉（壓）應變，桿受到扭轉時，產生切應力τ和切應變γ；拉壓時，在比例極限范圍內，拉應力和拉應變成正比，扭轉時，在比例極限范圍內，切應力和切應變成正比。
τ=Gγ
當我們研究桿件軸力與截面位置的關系時，需要繪制軸力圖；同樣，當我們研究桿件扭矩與截面位置的關系時，需要繪制
扭矩圖。與繪制軸力圖的方法一樣，繪制扭矩圖也用到
截面法來計算扭矩。下面討論例題3-1的材料力學解法和AMSYS解法。
一、材料力學解法：
Step1：分析受力，并計算外力偶矩。受力計算簡圖如下圖所示：
Step2：由軸的計算簡圖，使用截面法計算各軸段的扭矩。
Step3：根據計算結果，繪制扭矩圖如下圖所示：
根據扭矩圖可以看出，最大扭矩Tmax發生在CA段，其值為9.56kN·m。
二、ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據例題所示結構，確定分析類型為靜力學分析；
2. 確定單元類型：該結構為扭轉軸，結果需要輸出扭矩圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1：在SCDM中創建線體模型。
展開 基于ANSYS某旋轉樓梯結構受力分析
2、荷載計算
1）樓梯自重，重力加速度取9.8
2）附加恒載：附加恒載投影計算值取0.6Kpa,折算為線荷載，踏步寬400，故折算為線荷載P1=0.4*0.6=0.24KN/m
3）活載取值：商場樓梯活載考慮3.5Kpa,折算為線荷載，踏步寬400，故折算為線荷載取值P2=3.5*0.4=1.4KN/m
3、荷載工況
1）標準荷載工況：自重+附加恒載+活載
2）基本荷載組合：分1.2和1.35組合，經計算，1.2組合為控制工況，也即1.2*（自重+附加恒載）+1.4*活載
4、荷載加載
由于本次計算只是線性計算，為了避免后續工況需要乘以系數由此帶來的操作不便，在實際計算中，直接對荷載值乘以相應的系數，本次加載命令流如下：
Acel,,9.8*1.2
esel,s,sec,,2
sfbeam,all,2,pres,2.248e3
allsel,all
其中2.248=1.2*0.24+1.4*1.4
【計算結果】
1、結構位移云圖
2、位移矢量圖
3、最大位移差
4、主梁彎矩圖(MZ)
4、主梁彎矩圖(MY)
5、主梁軸力圖
6、主梁剪力圖
7、踏步板彎矩圖
8、踏步板剪力圖
9、踏步板軸力圖
10、主梁單元Y側應力云圖
11、主梁單元Z壓應力云圖
【總結】
通過上面的分析可知，結構在最不利工況下的最大位移值為7.57mm，發生在外側接近中級平臺位置，結構最大差值大約為4mm，發生在平臺位置。
展開 一榀鋼排架（常為門式剛架）ANSYS靜力分析（梁單元） ￥2.5
對于本文的一榀鋼排架分析，有如下注意事項：
1 梁結構，提取節點位移和轉角，使用后處理命令PRNSOL;
2 梁結構，提取約束反力，使用后處理命令PRRSOL；
3 梁結構，繪制軸力圖，彎矩圖，剪力圖等，使用后處理命令ETABLE;
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理(位移,轉角,約束反力,彎矩,軸力,剪力等)
四：源文件
ansys之——人字形屋架的分析
對當前選擇集中的所有結點施加Y方向的集中力
ALLSEL !選擇所有項目
SOLVE !發出求解指令
FINISH !退出求解模塊
/POST1 !進入一般后處理模塊:顯示變形和內力計算結果
PLDISP,2 !顯示結構變形圖(保留未變形結構的輪廓)
PRDISP !列出結點位移值計算結果
ETABLE, MFORX,SMISC,1 ! 建立元素結果表，桿單元的軸向力
ETABLE, SAXL, LS, 1 ! 建立元素結果表，桿單元的軸向應力
ETABLE, EPELAXL, LEPEL, 1 ! 建立元素結果表，桿單元的軸向應變
PRETAB ! 顯示單元表資料
PLETAB, MFORX !用色度圖顯示桿件軸力圖
FINISH !退出后處理模塊
展開 基于ANSYS某暗挖地鐵車站出入口二襯結構計算
土彈簧的具體數值與單元長度以及圍巖彈性反力系數相關，反力系數可根據地勘報告酌情決定，本次出入口位于中風化巖層內，取反力系數為200Mpa。
2、單元坐標系方向
建模完成后，需要查看梁單元的單元坐標系，各單元坐標系方向應協調，梁單元Z方向須指向襯砌內部，不然后面后處理的時候彎矩圖、剪力圖、軸力圖會顯得很怪異。
3、荷載的加載
按規范求出的荷載為線荷載，在模型中，需將線荷載轉為節點荷載施加到節點上面，所以這時候循環比較重要，特別應注意頂部斜梁荷載的施加，往期文章也有說明。本次荷載計算示意如下：
4、結果的提取
結果采用單元表獲取，采用list命令可直接提取關鍵位置處的內力值，提取標準組合下的結構內力值，根據規范采用容許應力法進行配筋設計。
四、結果內力圖
1、彎矩，單位 N.m/m
2、軸力，單位 N/m
3、剪力，單位 N/m
五、內力數值
六、斷面配筋
展開 
ANSYS各類型單元連接專題講解（二）之桿與梁殼體單元的連接
==============
allsel,all
save
/solu
allsel,all
acel,,9800
lsel,s,,,1,2
esll,s
sfbeam,all,1,pres,10
allsel,all
solve
有限元模型如下：
結果圖：
1、結構變形圖
2、結構彎矩圖
3、結構剪力圖
4、結構軸力圖
祝好
ANSYS結構院
2018.04.27
基于ADINA的三維基坑支護施工階段分析
初始地應力階段的豎直Z方向的位移云圖
初始地應力階段的最大主壓應力云圖
顯示梁截面
鋼支撐結構的軸力圖
鋼支撐結構的S方向彎矩圖
鋼支撐結構的T方向彎矩圖
注意事項：初始地應力場的方法
地應力一般有兩種處理方法：地應力平衡法和采用相對位移的相減法，它們的適用性肯定是不同的。地應力平衡適用于所有的巖土類問題，而相減法僅適用于堆填類的；例如對于開挖問題，在地平衡法下其開挖和支護是在當前沒有位移變形的網格下進行開挖及支護計算的；而如果是相減法的話，則模型在自重作用下先沉降，即存在網格變形，然后再在此變形網格的基礎上進行開挖及支護，此顯然不符合真實情況的。
此外，在ADINA軟件內地應力平衡法又分為兩種：直接輸入公式法及直接導入地應力法。直接輸入公式法就是通過確定高度 Z 的坐標來實現的，故這類問題只適用于地表及土層是水平的情況；而直接導入地應力法則沒有任何模型方面的限制。 故對于該三種地應力的處理方法可簡述如下：
ü直接輸入公式法適用類型廣（堆填和開挖問題都可以），但對模型有限制，僅限于地表及地層是水平的情況； ü
直接導入地應力法適用類型最廣，且對模型也沒任何限制；
ü采用相對位移的相減法僅適用于堆填類問題（且自重沉降最好不要太大），不適合開挖問題；
因此，如果模型地表及土層是水平的話，則我們最先應該考慮的是直接輸入公式法，這種方法是最簡單也是最有效的；其次再考慮直接導入地應力法，對于地表或土層傾斜的就只能采用這種方法；最后才考慮采用相對位移的相減法，畢竟對于堆填類問題，這種方法相對來說要比較簡單一些。
展開 【實際項目】基于ANSYS某超高層大型深基坑支撐結構內力計算分析
土彈簧地基反力系數根據經驗取值20MPa。
支撐結構整體平面布置如下所示：
支撐結構所受線荷載最后折算為340KN/m,加載示意圖如下：
結構約束圖：如下
結構內力計算結果
結構彎矩圖：
結構軸力圖：
結構剪力圖
結構位移云圖
從圖中可見，在棧橋與環梁和圍檁相連處桿件所受彎矩和軸力較大，此處桿件應進行加強設計。其余部分桿件可通過后處理提取內力值按構件設計方法進行截面配筋設計。
結語：基坑計算考慮的因素較多，目前尚沒有一套完整的體系來恒定計算結果是否正確，只能根據相應的工程經驗來判定。故在實際工程中，項目經驗尤為重要。
展開 干貨！公眾號精華文章匯總~
資料分享
01
左中括號
心路歷程
左中括號
01 我的有限元學習之路
0
2
左中括號
ANSYS與材料力學系列課程
左中括號
01 使用ANSYS繪制軸力和軸力圖
02 平面應力和平面應變
03 提取任一截面上的應力
04 胡克定律
05 拉（壓）桿的應變能
06 應力集中
問題
07 材料力學知識回顧與WB中剛性梁的探討
08 使用ANSYS繪制扭矩和扭矩圖
09 扭轉桿的應變能
10 使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
11 非對稱彎曲梁的正應力分析（一）
12 非對稱彎曲梁的正應力分析（二）
0
展開 