軸系動態校中計算
關注創建者：OpLan 創建時間：2020-04-01
軸系動態校中計算的視頻教程
軸系動態校中計算的實例教程
分享一個幾年前做的某游樂設備的校核計算書，包括多體動力仿真和各零部件在風載荷及正常運行時的結構剛強度分析，其中有一些剛柔耦合的分析。其中用到了ANSYS、CATIA、ADMAS等軟件，技術含量不高，旨在給做類似設備分析的鄰友提供一些參考。
可對結構進行靜力分析、諧波響應分析、地震分析、整體穩定分析等，也可將工程感興趣的細部單獨建模，形成子模型，將結構整體分析的結果引入子模型，得到更精確的計算結果。可用ANSYS/CivilFEM中的規范對結構進行配筋計算和校核；
為了抓住動態破壞過程，LS-DYNA針對各類破壞現象及其物理機理提供了多樣化的先進數值計算方法。這些方法摒棄了傳統有限元法中采用的單元刪除法，能更準確的模擬材料在破壞過程中的變化。Smoothed Particle Galerkin (SPG)方法用于模擬延性材料在中低速材料加工，碰撞及高速碰撞過程中的損傷行為。Peridynamics方法面向脆性材料在中低速材料加工，碰撞過程中的各類裂紋，材料碎裂問題。eXtend FEM（XFEM）針對準脆性或延性板殼結構在受力狀態下的裂紋擴展問題。Smoothed Particle Hydrodynamic（SPH）方法適用于各類固體材料在高速沖擊狀態下材料碎片化過程模擬。用戶可以根據問題的材料特征及破壞表現形式選擇合適的先進數值計算方法。
不同破壞模態的物理機制
LS-DYNA提供了各種各樣的先進數值方法。針對failure分析，首先要了解不同的破壞模態具有不同的物理機制。例如金屬等Ductile（延性）材料，其破壞模態表現為損傷。特征是在損傷的區域，強度會逐漸降低到零。對于此類問題其理論基礎是損傷力學。此外，諸如玻璃、陶瓷、水泥或高強度鋼等脆性或者準脆性材料，其破壞模態表現為裂紋。裂紋與損傷相比有不同的機理。在裂紋尖端存在有Stress singularity（應力的奇異性），理論上裂紋尖端的應力是無窮大的，但實際上并不存在無窮大的應力區，至少也是一個很高的應力區域，裂紋的力學理論是斷裂力學。這兩種破壞模態的表現形式不一樣，例如在脆性的材料里主要表現為裂紋，單裂紋的擴展或多裂紋的擴展和交互作用，最終形成fragment，導致整個材料破碎。而對于延性材料來說，一個明顯的特點是會存在一個很大的damage zone（損傷區域）。損傷區域里的材料強度會降低，且不會向遠距離擴展。
展開 作為早期普遍采用的軸系校中安裝方式，直線校中已不能滿足當前的軸系設計要求。上世紀 60 年代初，Mann ［7-8］發現采用直線校中方式安裝的軸系，大多工作狀態不佳，甚至可能會產生負面破壞。
而后，逐漸衍生了按軸承允許負荷校中、合理校中、雙向優化校中［9-11］和動態校中等軸系校中方法。其中，根據輪機工程系統國際合作組織于 1975 年召開的船舶推進軸系會議論文可知［12-14］，已有學者針對造船廠通用的軸系校中方法開展了研究，分析對象為軸系靜態校中方法及軸系運行時的動態因素對軸系狀態的影響。然而，當時并沒有針對軸系動態校中提出合理通用的計算模型。
近年來，國內外已針對軸系動態校中問題開展了研究工作，但由于船舶運轉過程所涉及的動態因素較多，故現有的軸系校中計算方法無法面面俱到，因此，目前的研究成果只能作為靜態校中方法的補償修正，而非嚴格意義上的軸系動態校中。
例如，Shi等［15］采用有限元法研究了船體變形對軸系校中特性的影響。高亞坤［16］、阮向奎［17］、周瑞平［18］、王小立［19］、連艷［20］等分析了船舶推進軸系動態校中理論，主要內容包括徑向滑動軸承支撐油膜的壓力分布計算方法、艉軸承多點支撐理論，以及船舶裝載情況、波浪載荷變化和軸承運行溫度變化對軸系校中狀態的影響。挪威船級社以大型船舶為研究對象，分析了船體變形、軸承支座變形和螺旋槳水動力等對軸系校中計算的影響。
Sverko［21］研究了船體變形對軸承力的影響。Murawski［22］研究了船舶運行過程中主機與船體之間的溫度傳遞相互作用，總結了主機溫度與船體變形、軸系各軸承位置變化之間的內在規律。
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不過，隨著計算機技術的發展，軸系動態校中的計算問題已逐漸被克服，故在軸系校中過程中考慮其動態運行因素是該理論未來發展的方向。
背景介紹
破壞分析在數值模擬方面一直是難點問題。其困難之處在于不同的破壞模態（failure mode）有不同的物理基礎和表現形式。目前沒有統一的數值方法可以求解所有的破壞模式，所以就要求用戶根據問題的本質和它的表現形式來選擇一個合適的數值方法來解決問題。
為了抓住動態破壞過程，LS-DYNA針對各類破壞現象及其物理機理提供了多樣化的先進數值計算方法。這些方法摒棄了傳統有限元法中采用的單元刪除法
分享一個幾年前做的某游樂設備的校核計算書，包括多體動力仿真和各零部件在風載荷及正常運行時的結構剛強度分析，其中有一些剛柔耦合的分析。其中用到了ANSYS、CATIA、ADMAS等軟件，技術含量不高，旨在給做類似設備分析的鄰友提供一些參考。
利用ANSYS/CivilFEM，通過ANSYS的求解器精確模擬分析大跨及復雜建筑物，張拉膜結構，塔樓，砌體結構。可對結構進行靜力分析、諧波響應分析、地震分析、整體穩定分析等，也可將工程感興趣的細部單獨建模，形成子模型，將結構整體分析的結果引入子模型，得到更精確的計算結果。可用ANSYS/CivilFEM中的規范對結構進行配筋計算和校核；
