截面力的案例
鋼筋混凝土結構設計: 第四章(受彎構件斜截面承載力)
1.在豎向荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構件截面上會同時產生剪力和彎矩，會發生沿受彎構件斜裂縫的斜截面受剪破壞或斜截面受彎破壞。保證受彎構件正截面受彎承載力的同時，還要保證其斜截面承載力，它包括受彎構件的斜截面抗剪承載力和斜截面抗彎承載力。
2. 鋼筋混凝土梁設置的箍筋和彎起鋼筋及斜鋼筋都起抗剪作用，統稱為梁的腹筋。僅設置縱向受力鋼筋而不設腹筋的梁稱為無腹筋梁。
3. 在梁的剪彎段中，當主拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會出現梁體斜向裂縫。斜裂縫出現后梁截面發生應力重分布.
4. 梁的剪跨比 m=M/Vh0. 式中M 和V分別為梁剪彎區段中某個豎直截面的彎矩和剪力，h0為截面有效高度。剪跨比m反映了截面上正應力σ和剪應力τ的相對比值，在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。對無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態有決定性影響。
鋼筋混凝土受彎構件剪跨與深度比
不同規范剪跨比m取值范圍的比較
5. 無腹筋簡支梁斜截面的破壞形態: 斜拉破壞(m>3), 剪壓破壞(1≤m≤3), 斜壓破壞(m<1). 鋼筋混凝土梁的三種斜截面受剪破壞形態的抗剪承載力是不同的：斜壓破壞時最大，其次為剪壓破壞，斜拉破壞最小。在達到峰值荷載時，梁的跨中撓度都不大，破壞時抗剪承載力都會迅速下降，均屬結構受力脆性破壞類型。
6. 配置箍筋是提高鋼筋混凝土梁抗剪承載力的有效措施。彎起鋼筋或斜筋，與臨界斜裂縫相交后發揮其抗剪作用，可以提高梁的抗剪承載力。彎起鋼筋或斜筋不宜單獨使用，必須與箍筋聯合使用。v設置腹筋的鋼筋混凝土簡支梁斜截面剪切破壞形態仍為斜拉破壞、斜壓破壞和剪壓破壞。
7. 影響受彎構件斜截面抗剪承載力的主要因素: 剪跨比m; 混凝土抗壓強度fcu, 縱向受拉鋼筋配筋率; 配箍率和箍筋強度.
8.
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使用*DATABASE_CROSS_SECTION 和 *DATABASE_SECFORC可以獲得一個橫截面上的內力和內力矩。注意，在使用set選項設置橫截面時，必須提供用于定義橫截面路徑的節點集以及橫截面某一側的至少一個單元集。本案例在這里只講述如何輸出截面力，關于截面如何創建、截面力輸出如何控制、如何輸出截面力具體操作見收費內容部分。至于壓頭擠壓力輸出可學習空間內另一個案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動圖
有限元模型
輸出截面力
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第三章(受彎構件正截面承載力)
少筋梁截面的抗彎承載力取決于混凝土的抗拉強度，在橋梁工程中不允許采用。
16. 受彎構件正截面承載力計算的基本假定: (1) 平截面假定；(2) 不考慮混凝土的抗拉強度；(3) 材料應力應變物理關系是拋物線上升段和水平段組成的關系曲線.
17. 受彎構件正截面承載力計算的截面設計是指根據截面上組合的彎矩設計值，選定材料、確定截面尺寸和配筋的計算。
18. 鋼筋混凝土受彎構件常用的截面型式有矩形 、T形和箱形等。
19. 只在梁(板)的受拉區配置縱向受拉鋼筋，此種構件稱為單筋受彎構件; 如果同時在截面受壓區也配置受力鋼筋，則此種構件稱為雙筋受彎構件。
20. 梁內的鋼筋有縱向受拉鋼筋(主鋼筋) 、彎起鋼筋或斜鋼筋、箍筋、架立鋼筋和水平縱向鋼筋等。
21. 梁內的鋼筋常常采用骨架形式，一般分為綁扎鋼筋骨架和焊接鋼筋骨架兩種形式。
22. 受壓鋼筋的存在可以提高截面的延性，并可減少長期荷載作用下的變形 。
23. 將空心板截面換算成等效的工字形截面的方法，是根據面積、慣性矩和形心位置不變的原則。
24. 水平縱向鋼筋其作用主要是在梁側面發生裂縫后，可以減少混凝土裂縫寬度。
25. 受彎構件正截面承載力計算基本公式的建立是依據( B )形態建立的。
(A) 少筋破壞
(B) 適筋破壞
(C) 超筋破壞
(D) 界限破壞
26. 控制截面在等截面構件中是指計算彎矩(荷載效應)最大的截面；在變截面構件中則是指截面尺寸相對較小，而計算彎矩相對較大的截面。
27. 受彎構件正截面承載力中，T形截面劃分為兩類截面的依據是( D )。
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第七章(偏心受壓構件正截面承載力)
試驗研究表明，鋼筋混凝土圓形截面偏心受壓構件的破壞，最終表現為受壓區混凝土壓碎。
10. 在鋼筋混凝土偏心受壓構件中，布置有縱向受力鋼筋和箍筋。對于圓形截面，縱向受力鋼筋常采用沿周邊均勻配筋的方式。
相關參考:
鋼筋混凝土結構設計: 第一章(概念及材料性能)
鋼筋混凝土結構設計: 第二章(極限狀態設計)
鋼筋混凝土結構設計: 第三章(受彎構件正截面承載力)
鋼筋混凝土結構設計: 第四章(受彎構件斜截面承載力)
鋼筋混凝土結構設計: 第五章(受扭構件承載力計算)
鋼筋混凝土結構設計: 第六章(軸心受壓構件正截面承載力)
展開 
鋼筋混凝土結構設計: 第六章(軸心受壓構件正截面承載力)
當構件受到位于截面形心的軸向壓力作用時，稱為軸心受壓構件。實際工程中沒有真正的軸心受壓構件。參考:
軸心受壓構件的正截面承載力計算---穩定系數
軸心受壓構件的正截面承載力計算
2. 配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件稱為普通箍筋柱，配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構件稱為螺旋箍筋柱.
3. 普通箍筋柱的承載力主要由混凝土提供，設置縱向鋼筋的目的是: (1) 協助混凝土承受壓力，可減少構件截面尺寸；(2) 承受可能存在的彎矩；(3) 防止構件的突然脆性破壞。普通箍筋的作用是防止縱向鋼筋局部壓屈，并與縱向鋼筋形成鋼筋骨架，便于施工。
4. 螺旋箍筋柱的截面形狀多為圓形或正多邊形。縱向鋼筋外圍設有連續環繞的間距較密的螺旋箍筋(或間距較密的焊接環形箍筋)。螺旋箍筋的作用是使截面中間部分(核心)混凝土成為橫向可約束混凝土(約束混凝土)，從而提高構件的承載力和延性。
5. 按照構件的長細比不同，軸心受壓構件可分為短柱和長柱兩種，它們受力后的側向變形和破壞形態各不相同。
6. 鋼筋混凝土短柱的破壞是一種材料破壞，即混凝土壓碎破壞。
鋼管混凝土受壓構件的工作性能CFST(Concrete-Filled Steel Tube)
7. 鋼筋混凝土軸心受壓短柱是受壓破壞，而長柱是失穩破壞；長柱的承載力要小于相同截面、配筋、材料的短柱承載力。
8. 鋼筋混凝土軸心受壓構件計算中，考慮構件長細比增大的附加效應使構件承載力降低的計算系數稱為軸心受壓構件的穩定系數，用符號φ表示。穩定系數是長柱失穩破壞時的臨界承載力力 Pl 與短柱壓壞時的軸心力 Ps 的比值，表示長柱承載力降低程度。
9. 穩定系數φ主要與構件的長細比有關，混凝土強度等級及縱向鋼筋配筋率ρ對其影響較小。
10.
展開 多模型優化MMO在整車拓撲優化分析中的應用
根據正碰剛性墻碰撞力曲線及整車碰撞過程可以看出，整個碰撞過程可分為3個階段（對應三個屈曲點）：第1階段為吸能盒碰撞變形吸能過程，吸能盒發生屈曲的點對應曲線中1點的位置；第2階段對應前縱梁前端變形吸能過程，縱梁前端發生屈曲點對應曲線中2點的位置；第3階段為前縱梁后端變形吸能以及前艙部件發生接觸碰撞過程，前縱梁后端發生屈服的點對應曲線中4點的位置。
整個碰撞過程可以等效為4個靜態載荷點，在整車碰撞工況拓撲分析時，需要提取這四個點對應位置的截面力載荷，并施加在對應的位置，分析時考察4個線性靜態工況。
?
1點對應吸能盒屈曲失效點，取此時吸能盒截面力；2點對應前縱梁前端屈曲點，取此時前縱梁前端截面力；3點對應前縱梁中段屈曲點，取此時前縱梁和shotgun截面力；4點對應前縱梁后端屈曲點，取此時前縱梁、shotgun門檻梁、中通道、A柱截面力；5點對應車身開始回彈點。
這里在介紹一下截面力提取的方法，正常處理過程是需要提前在模型中定義好截面，然后將截面力輸出才可以在后處理軟件中完成截面力的提取。這里介紹一下基于META后處理截面力的提取，不需要在模型中事先定義，只需要在后處理時即可完成任意截面的截面力的提取。即通過Meta-Calculate-Section Forces插件完成。
以上便完成了結構正碰分析下靜態載荷工況分解以及對應工況下截面力。在整車結構碰撞工況對應的柔度計算和結構碰撞拓撲分析優化時，分別應用上述載荷創建對應的工況以及在對應的位置進行加載即可。
三.多模型優化
多模型優化同時對多個模型進行協同拓撲優化，本例中包括車身剛度拓撲優化和整車結構碰撞拓撲優化兩個模型。
展開 FEA 中的一個基本問題-凹角應力奇異的本質
如果橫截面允許，對凹角處的截面力進行手動計算通常也會給出更準確的結果，特別是在運行線性靜態分析時。
如果凹角位于所關注的高應力區域，另一種方法是添加小半徑，從而將應力奇點轉變為應力集中。這將使網格正確收斂。此外，在幾乎所有實際應用中，由于制造限制，實際上并不存在完美尖銳的凹角，因此添加較小的半徑是有效的。
在此示例中，橫截面直徑為 10 毫米、長度為 10 毫米的軸在 X 方向上加載 500 N 的力。該分析是在線性靜態假設下進行的。
在下面的輪廓中，軸和較厚的部件（直徑為 30 毫米）之間沒有半徑。就像本博客前面的張力示例一樣，拐角處的應力值會發散，因為沒有半徑，因此存在凹角。
上表將 FEM 的應力值與距凹角 1mm 處手工計算的應力進行了比較。正如您所看到的，在距拐角 1mm 處，FEM 應力與手工計算的應力相當吻合，而 FEM 應力在拐角處發散。手動計算應力的公式為
其中P是預期應力，V是剪切力，M是彎矩，A 是橫截面積，I是面積慣性矩，r是半徑。在距拐角 1mm 處，我們預計V = 500N，M = 4,500Nmm。
作為直接從 FEM 探測應力的替代方法，您可以拉動截面力，這將為您提供更現實的答案，該答案將隨著網格變得更精細而收斂。
截面力，拐角：
截面力，距離拐角 1 毫米：
上表將根據截面力計算出的應力值（使用與之前相同的公式）與手動計算的凹角處和距凹角 1mm 處的應力進行了比較。與上表中的有限元力相比，兩個位置的截面力均趨向于手動計算值。然而，有一個非常重要的警告 - 盡管凹角處的應力在現實生活中不會是無限的，但這些角仍然會是應力集中，因此應力會升高。該升高的應力相當于手動計算的應力乘以應力集中系數 (Kt)。
展開 【經典案例欣賞11】增大截面法加固柱偏壓受力分析（考慮二次受力）
項目難點：
1、二次受力設置；
2、新舊混凝土截面接觸設置；
3、精細建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
工字形截面空間簡支梁受力分析 ￥1
簡支梁是工程中常見的結構形式，然而我們在三大力學中學的都是平面簡支梁，鮮有涉及到空間簡支梁，這導致大多數的學生在學習有限元時不知道如何設置空間簡支梁的約束。筆者對此進行了研究，并將研究成果制作成PPT，供大家學習之用，希望對大家學習有限元能夠有所幫助。
lsdyna的實體單元彎矩和截面力的提取 ￥20
這種方法足以解決截面輸出的所有問題，但是每次都要在k文件中定義截面和截面輸出，如果覺得太繁瑣，可以試試第二種方法！
第二種方法，忘了定義，*DATABASE_CROSS_SECTION_PLANE +*DADABASE_SECFORC也沒事，還有一種lspp直接提取方法，這種方法藏得很深，用step by step的方式講解！ 見付費內容
ANSYS Workbench如何獲取實體單元某截面的剪力和軸力
第二步，在我們需要查看內力截面位置處建立局部坐標系，這里我們建立中間位置處截面，如下所示：
第三步，建立求解面。選擇Model,可以在工具欄中選中construction geometry，插入surface，坐標系選擇我們剛才建立的坐標系。
第四步，提取各個應力，也即是投影節點應力到我們的面上。選擇我們需要投影的節點力，點擊worksheet,然后在表格中右鍵 create user defined results.這兒我們提取SXZ和SZ，來獲取我們Y方向剪力和Z方向軸力。
第五步，觀察應力，并計算內力。
注意提取的時候要注意選擇SURFACE。
SXZ應力分布：
SZ應力分布：
我們這個截面的最終內力也即是 該截面的平均應力乘以我們的面積。
比如：
剪力
FY=66667*0.3*0.5N=10KN
這是與理論結果較為符合的。
細心的小伙伴可能會發現，為什么這里只說了WORKBENCH獲取軸力和剪力的方法，彎矩怎么獲取呢？
因為水哥也還不知道~~~場面一度十分尷尬。有興趣的歡迎可以一起研究討論哦~~~
展開 
整車碰撞仿真-05（知識點總結）
B柱加速度波形分析：
2、通過觀察傳至結構部件截面上的截面力，可以分析載荷傳遞路徑與減速度等產生的原因。截面力是通過構件截面傳遞的力，若構件截面崩潰，那么截面力變為0。截面崩潰后，載荷只能通過截面之間的接觸力進行傳遞。由于截面在構件上的位置越靠后，此截面往后部分的構件之間就越小，導致作用于截面的慣性力隨之變小。所以一般來說，構件上位置越靠后的截面，其截面力就越小。
3、根據美國事故數據分析報告，當轉向系統后向位移量超過80mm、A柱后向位移量超過80mm、腳踏板后向位移量超過150mm時，乘員受重傷概率超過30%。
4、碰撞中假人：
側碰假人
5、正碰/側碰/偏置碰/鞭打試驗案例分享： http://www.qc188.com/qczs/201305/4669.html
https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/f9e72abb55ba907b/15392176-1.html
6、汽車實驗中碰撞的假人
假人模型大部分是由金屬與塑料制作的，其胸腔是鋼制的，肩胛骨是鋁制的，盆骨是塑料的。假人的皮膚摸上去不僅要有彈性，還要跟真人一樣有一定的承受力。一個假人由近400個部件、大約60個傳感器組成。
在正面碰撞試驗中應用最多的H yb r id3假人的頭部為鑄鋁材料，皮膚為可拆卸的乙烯橡膠，頸部有分段橡膠以及中空鋁架構組成，可正確模擬頭部的彎曲及延伸。胸腔由高強鋼材以及聚合體減震材料組成，可真實反映人體胸部的撓曲特性。頸部與胸部的角度可由一個支架進行調節，支架內裝有6向傳感器，肩胛骨與鎖骨內部的傳感器可測量安全帶的壓力。由橡膠制成的腰脊柱可模仿人的坐姿，內部裝有3向壓力測試單元，骨盆由乙烯泡沫制成，球形連接的關節可以模擬碰撞時所起到的減震作用。
展開 組合鋼板梁橋設計及計算大盤點，怎么精細怎么來！
用開孔鋼板連接件
夾層式組合
十三、鋼板梁與混凝土橋面板的連接
組合梁截面應力計算—橋面板的有效寬度
主梁Ga與Gb之間的橋面板截面內應力s(y)在主梁上成為最大、即達到smax，越到跨中變得越小，通常將這一現象稱為剪力滯。精確計算是比較復雜的，一般用橋面板有效寬度考慮。
橋面板有效寬度：假設橋面板跨中某寬度的截面是不發揮作用的，僅某寬度λ范圍內的截面承擔荷載。即有效寬度依據應力分布面積相等，用下式計算：
有效計算模式
組合梁截面應力計算—截面分力法
將截面上作用的彎矩M分解成，分別作用在鋼梁與橋面板截面上的彎矩Ms、Mc及其軸力Ns、Nc。即采用截面分力法，依據梁理論，橋面板上、下緣及其鋼板梁上、下緣的應力用下列各式計算。
組合梁截面應力計算—荷載引起的截面力
作用力平衡式、截面轉角及其軸向變形條件式為：
依此可以推導出Ms、Mc、Ns、Nc的計算式為：
組合梁截面應力計算—徐變引起的截面力
組合梁在彎矩M的作用下，混凝土橋面板截面上分擔了彎矩Mc及其軸力Nc。當橋面板不受到鋼梁約束時，其截面中性軸上會因徐變而自由地產生應變e1（圖b）；當使橋面板的截面返回到當初的應變狀態時，施加的拉力為N1（圖c）
實際上橋面板受到了約束而必須與鋼梁的變形保持協調，為此將拉力N1釋放，因徐變其組合截面上產生軸力N1及其彎矩M1，由下式計算。Φ1為徐變系數。
組合梁截面應力計算—干燥收縮引起的截面力
收縮變形與徐變一樣也是混凝土所特有的性質，伴隨著收縮變形徐變也發生，且徐變系數j2比持續荷載作用下的j1大許多，j2=2j1。
展開 鋼筋混凝土結構設計: 第八章(受拉構件的承載力計算)
當縱向拉力作用線與構件截面形軸線相重合時，此構件為軸心受拉構件。當縱向拉力作用線偏離構件截面形心軸線時，或者構件截面上既作用有拉力，同時有彎矩時，則為偏心受拉構件。受拉構件相關文檔如下:
受拉構件承載力計算(Tension Member)
強度折減系數(Strength Reduction Factor)小結
壓彎構件
2. 鋼筋混凝土受拉構件的箍筋配置: 箍筋直徑不小于8mm，間距一般為(150~200) mm。
3. 軸心受拉構件的受力特性: 在混凝土開裂以前，混凝土與鋼筋共同負擔拉力。當構件開裂后，裂縫截面處的混凝土已完全退出工作，拉力全部由鋼筋承擔。當鋼筋拉應力到達屈服強度時，構件也到達其極限承載能力。
4. 軸心受拉構件一側縱向鋼筋的配筋率應按毛截面面積計算.
5. 鋼筋混凝土偏心受拉構件類型：當偏心拉力作用點在截面鋼筋 As 合力點與 A's 合力點之間時，屬于小偏心受拉情況。當偏心拉力作用點在截面鋼筋 As 合力點與 A's 合力點范圍以外時，屬于大偏心受拉情況。
6. 矩形截面偏心受拉構件，當偏心距 e0≤(h/2－as)時，按小偏心受拉構件計算。
相關參考:
鋼筋混凝土結構設計: 第一章(概念及材料性能)
鋼筋混凝土結構設計: 第二章(極限狀態設計)
鋼筋混凝土結構設計: 第三章(受彎構件正截面承載力)
鋼筋混凝土結構設計: 第四章(受彎構件斜截面承載力)
鋼筋混凝土結構設計: 第五章(受扭構件承載力計算)
鋼筋混凝土結構設計: 第六章(軸心受壓構件正截面承載力)
鋼筋混凝土結構設計: 第七章(偏心受壓構件正截面承載力)
展開 受拉構件承載力計算(Tension Member)
1 引言
軸向受力構件根據外載荷是否通過截面形心分為軸心受力構件和偏心受力構件，而軸心受力構件又根據力的作用方向不同分為軸心受拉構件和軸心受壓構件；偏心受力構件也包括偏心受拉構件和偏心受壓構件，也就是通常所說的拉彎構件(Combined Tension and Bending)和壓彎構件。
在過去的章節中主要討論了受壓構件, 如下所示.
壓彎構件
軸心受壓構件的正截面承載力計算 (1)
軸心受壓構件的正截面承載力計算---穩定系數
偏心受壓構件正截面承載力計算 (1)
這個筆記簡要總結了受拉構件的承載力計算. 由于在實際設計中, 基本上不考慮混凝土的抗拉強度, 而通過對受拉構件施加一定的預應力形成預應力混凝土, 因此本章受拉構件的承載力計算主要集中在偏心受拉構件. 這個筆記follow著課程進度[4/19/2021至4/25/2021 Week 7].
From <Bridge Analysis and Design>
2 軸心受拉構件
當縱向拉力作用線與構件截面形心軸線相重合時，此構件稱為軸心受拉構件(Axial Tension)。軸心受拉構件在混凝土開裂前, 混凝土與鋼筋共同承受拉力, 當構件開裂后, 裂縫截面處的混凝土已完全退出工作, 拉力全部由鋼筋承擔; 當鋼筋拉應力達到屈服強度時, 構件到達其極限承載力. <公路橋規>規定軸心受拉構件和小偏心一側縱筋的配筋率(%)應該按毛截面面積計算, 其值應該不小于45f_td/fsd, 同時不小于0.2.
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