開(kāi)孔平板
關(guān)注創(chuàng)建者：sjktzy 創(chuàng)建時(shí)間：2020-04-04
開(kāi)孔平板的視頻教程
基于iSIGHT+Workbench的開(kāi)孔平板性能優(yōu)化
借助iSIGHT與Workbench對(duì)開(kāi)孔平板進(jìn)行聯(lián)合仿真優(yōu)化，并使用iSIGHT中的響應(yīng)面模型進(jìn)行優(yōu)化加速。 視頻主要包含以下內(nèi)容： Solidworks的參數(shù)化建模及參數(shù)命名規(guī)則； Workbench分析步驟設(shè)； iSIGHT與Workbench的參數(shù)關(guān)聯(lián)； iSIGHT的條件判斷功能應(yīng)用； iSIGHT的響應(yīng)面模型應(yīng)用。
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ANSYS workbench復(fù)現(xiàn)開(kāi)孔平板應(yīng)力集中現(xiàn)象并進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)
本課程主要包括以下方面： 01 背景介紹 02 相關(guān)資料介紹 03 ABAQUS 有限元方法復(fù)現(xiàn) 04 有限元方法優(yōu)化設(shè)計(jì)Workbench 參數(shù)優(yōu)化 05 總結(jié) 購(gòu)買課程后可下載課件。
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開(kāi)孔平板的實(shí)例教程
結(jié)論
本文通過(guò)開(kāi)孔平板在單軸拉伸實(shí)驗(yàn)下的位移-力曲線反演了Johnson-Cook模型的本構(gòu)參數(shù)和彈性模量，其反演參數(shù)結(jié)果較為理想，反演與真實(shí)的位移-力曲線、位移、應(yīng)力云圖具有較高的一致性。下一篇推文將繼續(xù)介紹本工作的遺留部分-參數(shù)敏感性分析，敬請(qǐng)關(guān)注。
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“圓筒曲率影響”觀點(diǎn)：
該觀點(diǎn)認(rèn)為當(dāng)圓筒體上接管開(kāi)孔率較小時(shí)，孔邊緣只有薄膜應(yīng)力而無(wú)彎曲應(yīng)力，而開(kāi)孔率較大后（＞0.5），接管開(kāi)孔會(huì)跨越較大的筒體圓周，使開(kāi)孔位于“曲板”上，受圓筒曲率的影響會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，故稱為“圓筒曲率影響”觀點(diǎn)。
2.“變形協(xié)調(diào)”觀點(diǎn)：
該觀點(diǎn)認(rèn)為由于圓筒體和接管在載荷作用下自由變形不同，為滿足變形協(xié)調(diào)，在連接部位會(huì)產(chǎn)生較大的邊界力（剪力和彎矩），由此引起較大的彎曲應(yīng)力，方向?yàn)檠貓A筒和接管的軸向。由于這種應(yīng)力是為滿足變形協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的，具有自限性，故可歸為二次應(yīng)力。
3.“靜力平衡”觀點(diǎn)：
該觀點(diǎn)首次見(jiàn)諸于ASME Ⅷ-1-2004版，認(rèn)為圓筒體大開(kāi)孔接管區(qū)域破壞了開(kāi)孔區(qū)的軸對(duì)稱性，使得內(nèi)壓作用狀態(tài)發(fā)生變化引起沿圓筒方向的環(huán)向彎矩（pR3/6）并產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，且明確了此彎曲應(yīng)力性質(zhì)為一次應(yīng)力，方向沿圓筒的環(huán)向，同時(shí)給出了按此環(huán)向彎矩計(jì)算此彎曲應(yīng)力的方法。由有限元分析的變形圖（如下圖1）顯示：圓筒體上接管部位的形狀由圓趨扁，可證實(shí)上述彎矩的存在；由一系列算例表明，此彎曲應(yīng)力的數(shù)值可與孔邊的局部薄膜應(yīng)力相當(dāng)，確證了考慮此彎曲應(yīng)力的必要性。但此彎矩計(jì)算公式pR3/6，尚未明確。
圖1 圓筒變形示意圖
ASME標(biāo)準(zhǔn)提出的這一孔邊彎矩，是開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算中的一個(gè)突破，引起了各國(guó)學(xué)者的重視和關(guān)注，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)此彎矩的由來(lái)也進(jìn)行了多番考證，當(dāng)然也有質(zhì)疑聲的存在，但最終一致認(rèn)同了此彎矩的必要性和正確性。
4.“等值拉壓開(kāi)孔平板孔邊彎曲應(yīng)力”觀點(diǎn)：
該觀點(diǎn)是根據(jù)有限元分析結(jié)果所揭示的孔邊緣應(yīng)力分布情況并由國(guó)內(nèi)學(xué)者提出和進(jìn)一步驗(yàn)證的，該觀點(diǎn)認(rèn)為開(kāi)孔邊緣不僅有ASME指出的繞圓筒母線方向的環(huán)向彎矩，同時(shí)還存在與該彎矩正交的、數(shù)量級(jí)相當(dāng)?shù)睦@接管母線方向的另一彎矩，且進(jìn)一步的研究表明此彎曲應(yīng)力也為一次應(yīng)力并沿接管（或筒體）環(huán)向。
展開(kāi) 與上一篇的區(qū)別在于，平板改成了開(kāi)孔板，面內(nèi)層壓板材料由三維自定義材料變成了abaqus內(nèi)嵌的二維lamina材料，屬性也改成了composite layup屬性。可結(jié)合連續(xù)殼單元進(jìn)行分析。
1.功能介紹
這段腳本的功能如下：
復(fù)合材料開(kāi)孔板參數(shù)化幾何建模
自動(dòng)幾何切分
支持插入層間內(nèi)聚力層
自動(dòng)賦屬性
注意，該腳本為入門腳本，僅作示例，不包含網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格設(shè)置、邊界、載荷、分析步等設(shè)置，感興趣的可以自行添加，so easy!
腳本執(zhí)行效果如下：
自動(dòng)生成幾何并切分
自動(dòng)賦屬性
2.如何使用？
方法1：file菜單，選擇run script，然后選擇該腳本即可。
方法2：直接復(fù)制代碼，粘貼在Abaqus CAE主界面下方的命令行，回車即可。
3.注意事項(xiàng)
僅適用于矩形開(kāi)孔平板
參數(shù)設(shè)定時(shí)，板厚、鋪層厚、鋪層數(shù)一定要匹配
僅支持1種層板材料+1種界面材料
4.如何獲取源代碼？
敲代碼不易，收取點(diǎn)碼費(fèi)，o(*￣︶￣*)o
支付后可直接下載源代碼
展開(kāi) 主要應(yīng)用有：
4.1鍋爐流體動(dòng)力學(xué)分析
l 煤粉爐內(nèi)燃燒過(guò)程分析
l 脫硫脫硝工藝分析
l 煤粉、油、氣的燃燒
l 爐內(nèi)流化過(guò)程模擬
4.2鍋爐壓力容器相關(guān)計(jì)算
l 鍋筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)
l 爐膽失穩(wěn)分析
l 鍋爐關(guān)鍵部件的疲勞失效
l 鍋爐抗震性能計(jì)算
l 鍋爐關(guān)鍵部件的蠕變強(qiáng)度分析
4.3鍋爐管道相關(guān)計(jì)算
l 管道溫度分布及熱應(yīng)力計(jì)算
l 汽水管道、過(guò)熱器疲勞強(qiáng)度計(jì)算
l 汽水管道、過(guò)熱器蠕變強(qiáng)度分析
4.4鍋爐附件相關(guān)計(jì)算
l 鍋爐支架的強(qiáng)度計(jì)算
l 密封墊片性能分析
l 開(kāi)孔平板強(qiáng)度分析
5.其它
CAE技術(shù)在其它能源電力行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。例如采用CAE技術(shù)分析太陽(yáng)能面板的強(qiáng)度、支架強(qiáng)度、螺栓強(qiáng)度，并對(duì)齊進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)。
在輸電線上采用CAE技術(shù)來(lái)計(jì)算絕緣子的安全性等。
Pfisterer Safag高壓電線電暈環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)
展開(kāi) 由于等面積法是基于大平板開(kāi)孔，當(dāng)開(kāi)孔直徑d與殼體直徑D之比(d/D)較小時(shí)，開(kāi)孔周邊的殼體近似地以大平板考慮，不會(huì)引起很大的偏差。當(dāng)開(kāi)孔較大，即d/D較大時(shí)，有效補(bǔ)強(qiáng)范圍壓力面積法取的相對(duì)較小，需要額外的補(bǔ)強(qiáng)面積就較多，且離開(kāi)孔邊緣近，使局部應(yīng)力集中水平降低，故壓力面積法一般用于開(kāi)孔率較大的場(chǎng)合，通常可用于開(kāi)孔直徑與殼體外直徑之比小于等于0.8，但使用時(shí)有一些限制條件，具體見(jiàn)HG20582-2011，等面積法的適用范圍見(jiàn)GB150.3-2011。目前，壓力面積法在我國(guó)還沒(méi)當(dāng)做合法依據(jù)，當(dāng)殼體開(kāi)孔超出GB150.3-2011規(guī)定時(shí)，該法可參考使用。但是，對(duì)有疲勞強(qiáng)度要求的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，等面積法和壓力面積法均不適用。
展開(kāi) 
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開(kāi)孔平板的最新內(nèi)容
“等值拉壓開(kāi)孔平板孔邊彎曲應(yīng)力”觀點(diǎn)：
該觀點(diǎn)是根據(jù)有限元分析結(jié)果所揭示的孔邊緣應(yīng)力分布情況并由國(guó)內(nèi)學(xué)者提出和進(jìn)一步驗(yàn)證的，該觀點(diǎn)認(rèn)為開(kāi)孔邊緣不僅有ASME指出的繞圓筒母線方向的環(huán)向彎矩，同時(shí)還存在與該彎矩正交的、數(shù)量級(jí)相當(dāng)?shù)睦@接管母線方向的另一彎矩，且進(jìn)一步的研究表明此彎曲應(yīng)力也為一次應(yīng)力并沿接管（或筒體）環(huán)向。
問(wèn)題描述
圖1為一端固定，另一端單向拉伸的開(kāi)孔金屬平板。根據(jù)加載位移-力曲線反向確定J-C模型的本構(gòu)參數(shù)A、B、n、c、m和彈性模量E。
圖1 開(kāi)孔平板
3. 結(jié)果
首先建立有限元模型獲得虛擬的位移-力加載曲線作為真實(shí)參考值，然后基于參考值反向確定了J-C模型的本構(gòu)參數(shù)。反演代碼均為Python語(yǔ)言編寫。
靜環(huán)擋板為中心開(kāi)孔的平板，靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室。萃取室中心有一動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)的直徑略小于靜環(huán)擋板的開(kāi)孔直徑，一系列的動(dòng)環(huán)平行的安裝在轉(zhuǎn)軸上，這樣，動(dòng)環(huán)和軸可以方便的裝入塔內(nèi)。中間兩副法蘭之間是混合段，液-液傳質(zhì)過(guò)程主要是在這里完成。中間上法蘭至頂板部分為上分離段，用于澄清輕液；中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段，用于澄清重液。
靜環(huán)擋板為中心開(kāi)孔的平板，靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室。萃取室中心有一動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)的直徑略小于靜環(huán)擋板的開(kāi)孔直徑，一系列的動(dòng)環(huán)平行的安裝在轉(zhuǎn)軸上，這樣，動(dòng)環(huán)和軸可以方便的裝入塔內(nèi)。中間兩副法蘭之間是混合段，液-液傳質(zhì)過(guò)程主要是在這里完成。中間上法蘭至頂板部分為上分離段，用于澄清輕液；中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段，用于澄清重液。
爐膽失穩(wěn)分析
l 鍋爐關(guān)鍵部件的疲勞失效
l 鍋爐抗震性能計(jì)算
l 鍋爐關(guān)鍵部件的蠕變強(qiáng)度分析
4.3鍋爐管道相關(guān)計(jì)算
l 管道溫度分布及熱應(yīng)力計(jì)算
l 汽水管道、過(guò)熱器疲勞強(qiáng)度計(jì)算
l 汽水管道、過(guò)熱器蠕變強(qiáng)度分析
4.4鍋爐附件相關(guān)計(jì)算
l 鍋爐支架的強(qiáng)度計(jì)算
l 密封墊片性能分析
l 開(kāi)孔平板強(qiáng)度分析
與上一篇的區(qū)別在于，平板改成了開(kāi)孔板，面內(nèi)層壓板材料由三維自定義材料變成了abaqus內(nèi)嵌的二維lamina材料，屬性也改成了composite layup屬性。可結(jié)合連續(xù)殼單元進(jìn)行分析。
由于等面積法是基于大平板開(kāi)孔，當(dāng)開(kāi)孔直徑d與殼體直徑D之比(d/D)較小時(shí)，開(kāi)孔周邊的殼體近似地以大平板考慮，不會(huì)引起很大的偏差。
