工字型的案例
工字鋼和H型鋼的異同
常有人問到工字鋼與H型鋼形狀相似，在實際運用中如何選擇？很多從事多年建筑行業的人員都不能詳解。
這里為大家做一個詳盡的解答：很多人認為工字鋼是國內的叫法，H型鋼是國外的叫法，其實這個認知是錯誤的。H型鋼和工字鋼從形狀上來說是不一樣的，見下圖：
工字鋼
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前兩者生產的規格為10-60號，即相應的高度為10-60cm。
在相同高度下，輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼，斷面特點是兩腿平行，且腿內側沒有斜度。它屬于經濟斷面型鋼，是在四輥萬能軋機上軋制的，所以又稱“萬能工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經形成國家標準。
工字鋼如名所示，是一種“工”字形截面型鋼，上下翼緣內表面有傾斜度，一般為1：
6，使得翼緣外薄而內厚，因此造成工字鋼在兩個主平面的截面特性相差巨大，在應用中難以發揮鋼材的強度特性。
雖然工字鋼市場上上也出現了加厚工字鋼，但工字鋼的結構已經決定了其抗扭性能短板。
H型鋼
H型鋼是一種截面面積分配更加優化、強重比更加合理的經濟斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。
展開 工字型截面構件的船體板架結構可靠性優化
可靠性優化
上海交通大學學報-2000年 01期-工字型截面構件的船體板架結構可靠性優化.pdf
《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
而實心截面比工字型截面變形程 度較低，且頻率偏低，實心截面的穩定性比工字 型截面梁體更好，但其用材較多，考慮到企業經 濟效益，將截面形狀優化為在工字型截面兩側加 肋板，如圖 7 所示。并對其進行模態分析。將三 維模型導入 ABAQUS，網格化后進行分析，如圖 8 所示。
通過模態振型圖可知，前 4 階模態，未加肋板工字型梁體和加肋板工字型梁體均受到類似變形，在 6 階模態中，前者產生嚴重扭曲變形， 后者產生 S 型變形，程度較 4 階模態劇烈。如表 6 所示，與實心矩形截面相比，工字型加肋板截面頻率比實心矩形截面低，變形程度沒有工字型截面劇烈。綜上，針對大跨度桁架，優化過后的加肋板的工字型截面性能更穩定，力學性能更好。此外，整機質量因截面尺寸減少，結構優化，用材減少，質量減輕 33.91 kg，提高企業經濟效益。
5 結論
本文對 3 臺 CNC 車床并行工作的大跨距桁 架不同截面進行研究，用 SolidWorks 三維建模， 導入 ABAQUS 軟件，并對其模型進行有限元的 前 6 階模態分析，在此基礎上優化大跨距桁架截 面的結構尺寸。
通過上述的分析可知，優化后的工字型截面， 其模型更精準，截面性能明顯提高，降低共振頻率，并且減重 33.91 kg。該截面結構的優化在滿 足高精度高剛度要求下，重量減輕，有利于企業 提高經濟效益，對工程實踐具有重要指導意義。
參考文獻
[1] 張敏，張翼和侯堯花等 . 基于 Poly IIR 方法的簡支梁振動模 態分析與研究 [J]. 機械強度，2019，41(01):49-53.
[2] 李濰佳，張海軍和梁森林等 . 簡支梁的諧振響應分析 [J]. 內 燃機與配件，2018(14):253-254.
[3] 李健洪，馬平和劉杰等 .
展開 基于Abaqus的工字梁靜應力分析
1問題引出
工字型鋼梁作為土木建筑中最為常見的一種鋼梁結構，被廣泛應用在房屋建筑、鋼鐵管道鋪設等民用設施行業中。對于工字梁鋼架結構，通常都需要對鋼梁的應力及撓度進行分析，本案例通過Abaqus有限元分析軟件對此材料力學的問題進行了分析，相比利用材料力學知識的理論計算，不僅結果計算準確簡潔還能將結果可視化呈現，這也是本文采用Abaqus仿真分析的一大優勢。
2模型建立
本案例采用的工字型鋼梁的幾何尺寸如圖1所示，其中鋼梁的材料特性如表1所示。
圖1工字型鋼梁的結構尺寸
表1工字型鋼梁的材料特性
彈性模量E（N/m2）
泊松比μ
屈服強度fy（N/m2）
2.1E11
0.3
3.45E8
3.有限元建模分析
3.1單位制
這里不論是否使用abaqus軟件，只要是使用有限元仿真程序，均需要首先明確建模分析使用的單位制，保證單位制的統一。單位制的統一根據牛頓定律（F=ma）進行相互推導確認，這里不再贅述。
3.2ABAQUS建模
啟動ABAQUS/CAE，進入分析界面，依照有限元分析一般流程步驟：前處理→求解→后處理。我們通過工具欄的module模塊選擇part模塊進行工字梁幾何建模，按照圖1所示的幾何尺寸建立的模型如圖2所示。接著在property功能模塊定義工字梁的材料本構和截面屬性，并將截面屬性賦予相應的區域上。這里鋼梁的材料本構選用理想的線性彈塑性本構，即將切變模量（塑性應變）設置為0完成材料本構設置。應當注意要設置截面的屬性并給部件賦予上截面屬性。這是不同于ANSYS軟件分析流程的地方，ABAQUS不能把材料屬性直接賦予模型，而是先定義模型的截面，將材料屬性定義在截面上。
展開 
干貨 | 電感最重要、最常見的幾個作用
十種電感的特性
1）工字型電感
它的前身是撓線式貼片電感，工字型電感是它們的改良，擋板有效加強儲能能力，改變EMI方向和大小，亦可降低RDC。它可以說是訊號通訊電感跟POWER電感的一種妥協。
貼片式的工字型電感主要用于幾百kHz至一兩MHz的較小型電源切換，如數字相機的LED升壓、ADSL等較低頻部份的訊號處理或POWER用途。它的Q值有20、30，做為訊號處理頗為適合。RDC比撓線式貼片電感低，作為POWER也是十分好用。當然，很大顆的工字型電感，那肯定是POWER用途了。
工字型電感最大的缺點仍是開磁路，有EMI的問題；另外，噪音的問題比撓線式貼片電感大。個人認為，工字型電感肯定不是最佳化的結構，改良空間仍是十分大。
2）色環電感
色環電感是最簡單的棒形電感的加工，主要是用作訊號處理。本身跟棒形電感的特性沒有很大的差別，只是多了一些固定物，和加上一些顏色方便分辨感值。因單價算是十分便宜，現時比較不注重體積，以及仍可用插件的電子產品，使用色環電感仍多。因為是插件式，而且太傳統了，被時代淘汰是時間的早晚。
3）空芯電感
空心電感主要是訊號處理用途，用作共振、接收、發射等。空氣可應用在甚高頻的產品，故此很多變異要求不太高的產品仍在使用。因為空氣不是固定線圈的最佳材料，故此在要求越來越嚴格的產品趨勢上，發展有限。
展開 基于Nx Nastran有限元分析的公鐵兩用半掛車車架結構優化（下）
根據原因分析所述的3～4點，在前端梁與牽引橫梁間增加2個載荷傳遞較為理想的工字型梁，如圖4(b)所示，計算結果表明，強度滿足鐵路運行工況要求，但該處空間狹小，焊縫較多，考慮到工藝操作性，將牽引縱梁(冷彎槽鋼)如圖4(a)所示，優化為組焊的大截面槽鋼梁如圖6-7所示，與牽引銷板組焊成箱型截面梁，如圖4(c)所示。
圖4 前端優化過程
根據原因分析所述的3～4點，在2根縱向大梁組成內側增加2組組焊的異形槽鋼梁，其兩端分別與后端梁、懸架橫梁焊接連接，如圖5(b)所示，經有限元計算，強度滿足鐵路運行要求，但其與大梁太近，內側焊縫不便于施焊，同時不便于組裝氣囊用緊固件。優化兩側組焊的異形槽鋼梁為車架中央位置的一組工字型梁，如圖8所示，端部分別與后端梁、懸架橫梁相連，如圖5(c)所示。
根據原因分析所述的第5點將前端的橫向補板與縱向大梁組成的上翼緣對接處界面制出圓弧，如圖9所示；將后端梁組成的腹板優化成帶圓弧過渡的L型結構等措施，如圖10所示，與大梁下翼緣相連，減小應力集中程度。
圖5 后端優化過程
圖6 牽引縱梁組成(1)
圖7 牽引縱梁組成(2)
圖8 縱向梁組成
圖9 橫向補板
圖1 0 后端梁腹板
2.4 優化方案有限元計算情況
2.4.1 公路運行時
剛度工況：車架的垂向變形為6.196 mm, 如圖11所示，小于軸距的2‰(16.49 mm),滿足剛度要求。
圖11 車架變形圖
2.4.2 公路彎曲工況
該工況最大當量應力為140.9 MPa, 出現在牽引橫梁腹板處，如圖12所示，小于該處T700材質的許用應力值194 MPa, 滿足強度要求。
展開 鐵塔力學仿真分析APP
鐵塔力學分析APP支持鐵塔高度、基礎寬度、頂部寬度的參數化；鐵塔采用工字型梁，支持梁截面的尺寸參數化。
電力鐵塔作為電力輸送的重要設施，承載著電線、電纜等重要設備，其結構的穩定性和安全性至關重要。針對水平方向集中力對鐵塔結構的影響，結構仿真成為了鐵塔設計與改進的重要手段。
目前，3層電力鐵塔承受水平方向集中力下的結構仿真已經成為了一項成熟的技術。通過仿真軟件，可以對鐵塔的受力情況進行模擬，預測鐵塔在不同水平方向集中力作用下的變形程度和承載能力，從而進行結構設計和改進。
鐵塔力學分析APP是一款能夠支持鐵塔高度、基礎寬度、頂部寬度等參數化的應用軟件。通過該應用軟件，可以快速、方便地進行鐵塔的力學分析，得到鐵塔在不同受力情況下的變形和承載能力等數據。此外，鐵塔采用工字型梁，也可以通過該應用軟件支持梁截面的尺寸參數化，進一步提高仿真分析的精度和可靠性。
電力鐵塔的結構設計和改進是一項復雜而重要的工作，需要不斷地進行仿真分析和實驗驗證。鐵塔力學分析APP的出現為這一領域提供了便捷的工具，將會在未來的電力鐵塔設計中發揮重要作用。
在線計算APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/212498
展開 基于LS-DYNA的工字型梁和實體單元的連接（提供自由度不匹配的處理方法） ￥20
背景描述：
眾所周知，梁單元有6個自由度，實體單元有3個自由度，采用共節點連接實體單元和梁單元只能傳遞位移但是不能傳遞彎矩，LS-dyna提供節點剛體的方法（*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY）定義兩個柔性體之間的連接（其實不限梁和實體，理論上所有單元類型都是可以的）
案例介紹：
核心關鍵字：
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY
$# pid cid nsid pnode iprt drflag rrflag
3 0 1 0 0 0 0
*SET_NODE_LIST
$# sid da1 da2 da3 da4 solver
1 0.0 0.0 0.0 0.0MECH
$# nid1 nid2 nid3 nid4 nid5 nid6 nid7 nid8
1 35 34 42 48 0 0 0
SECTION_BEAM
$HMNAME PROPERTIES 1wire
$# secid elform shrf qr/irid cst
展開 ANSYS薄壁結構模型處理技術 附王新敏ANSYS工程結構數值分析講義下載
1抽取中面
ANSYS可以對薄實體進行抽中面，可以處理各種T型截面、變厚度、有小突臺等復雜特征的薄實體。自動抽中面的過程可以手動操作，而且可以對所有操作腳本化。在對類似結構抽中面時可以直接讀入命令流，而避免重復操作。
對于T字形截面、凹槽，在抽取中面后會有縫隙，可以采用自動延伸功能消除縫隙。機翼工字型鋼如圖1（a）所示，抽完中面后，由于板是有厚度的，會在連接處出現縫隙，如圖1（b）所示，可以采用自動延伸功能縫補縫隙，如圖1（c）所示。
圖1 機翼工字型鋼抽中面圖
金屬模壓零件結構的厚度是變化的，而且變化范圍通常較大，可以通過設定厚度范圍，然后抽取中面。如果各個構件之間的厚度差別較大，可以分別抽中面。對局部的復雜特征，可以在剖面上創建線，使所抽面的位置在線上。抽完中面后，實體的厚度會直接賦給面作為實常數，而無需人工干預。上述做法可以大大減少給殼單元賦厚度的工作量。
2幾何修改、編輯
自動搜索幾何拓撲關系，檢查幾何缺陷。方便地完成幾何修復，包括：拓撲重建、填充孔、清除孔、閉合縫隙、縫合裝配邊界、延伸面、劈分折疊面和面法向調整。下面舉例說明部分功能的應用方法。
實際的零件會有很多小孔、小倒角等細節特征，而且薄實體抽完中面后也存在邊沿線縫隙、層疊面等，可以通過設置容差進行幾何拓撲運算，把小的細節特征忽略掉。
對于復雜薄實體，可以通過特征探測功能，探測小的按鈕、突臺和倒角的位置，然后可以從模型中刪除這些小特征。
對于小孔，通過設置孔的直徑最大值和最小值，可以自動把在設置范圍內的小孔補上。
展開 國產之光—PKPM-CAE通用仿真云計算系統
表2 最不利工況下節點荷載（1.3恒+1.5活+0.9溫度作用）
構件名稱
軸力(kN)
剪力(kN)
彎矩(kN·m)
箱型鋼梁GL1
2169.24
-1527.71
-1736.79
箱型鋼梁GL2
3988.02
-572.94
-1349.29
變截面工字型鋼梁GL3
358.79
209.825
486.27
鋼管柱GZ1
98.72
-3538.386
2478.01
（a）設計模型 (b) 分析劃分
（c）綁定連接圖示 (d)耦合連接圖示
圖24 空腹桁架節點設計及分析模型
（a） abaqus位移結果
（b） pkpm-cae位移結果
（c） abaqus應力結果
（d） pkpm-cae應力結果
圖25 空腹桁架節點abaqus和pkpm-cae結果對比
展開 精密沖壓件的應用范圍
6.電芯
主要包括E型變壓器鐵芯、EI型變壓器鐵芯、工字型變壓器鐵芯、其他變壓器鐵片。
7. 換熱器翅片
主要包括工業換熱翅片、家用換熱翅片、汽車換熱翅片等。
8. 其他部分
IT主要包括儀器部件、IT部件、音響部件和攝像頭部件、現代辦公部件、日用硬件等。
剪力墻穩定公式是怎么得來的？
按高規附錄 D 的條文解釋，考慮到混凝土材料的彈塑性、荷載的長期性以及荷載偏心距等因素的綜合影響，要求墻頂的豎向荷載設計值不大于 P /8，則作用在剪力單位長度上的線荷載設計值為:
我們知道，上述公式推導的桿件是一維構件，而對于異形剪力墻如T形、L形、槽形、工字形剪力墻的翼緣、腹板局部穩定問題是二維受壓構件的穩定問題，使用的時候要注意心里有數。為保證安全，對T形、L形、槽形和工字型剪力墻各墻肢，規范附錄D.0.3條規定的計算長度系數大于理論值。
來源：土木吧
應用ANSYS ADPL語言建立波紋鋼梁模型
1、模型描述：鋼梁為工字型梁，但中間腹板為正弦曲線，因此為波紋腹板鋼梁。鋼梁上板跨度8m，高6m，下板跨度7m，高5m。上下梁寬1m。波紋為正弦曲線，在下板上的波長為0.4m，波紋半幅高0.1m。
用APDL語言對其進行建模，得到模型見下圖所示：
上部局部模型見下圖：
2、單元劃分：
采用SHELL181單元進行網格劃分，該單元適合對薄殼體結構進行分析。它是一個4結點單元，每個結點具有6個自由度：x,y,z方向的位移自由度和繞X,Y,Z軸的轉動自由度。Shell181單元非常適用于分析線性的，大轉動變形和非線性的大形變。殼體厚度的變化是為了適應非線性分析。在該單元的應用范圍內，完全積分和降階積分都是適用的。SHELL181單元闡明了以下（荷載剛度）分布壓強的效果。 SHELL181單元可以應用在多層結構的材料，如復合層壓殼體或者夾層結構的建模。
3、載荷和邊界條件
對模型施加垂直向下的力F，對兩邊進行全約束，具體見下圖：
4、求解結果
通過靜力分析，得到模型在垂直載荷作用下的應力和變形，分別見下圖：
5、總結
本文主要對波紋腹板鋼梁進行建模，這里重點為波紋腹板的模型建立。采用APDL語言進行模型建立，展示了APDL語言的強大功能。
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
某屋外雨棚平面簡化模型如上，長度為4m，折算荷載為10 KN/m，雨棚梁采用工字型鋼I40，系桿截面面積為238.64mm^2，材料均為Q235，采用ANSYS模擬該結構。
下面為建模過程
!=================
finish
/clear
/filname,gandanyuan
!==========
/prep7
!材料參數定義
!鋼材
mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7850e-12
!===========
!單元定義
et,1,beam189
et,2,link8
!=============
!框架梁尺寸定義
sectype,1,beam,I
secdata,155,155,400,13,13,8
!===============
r,1,238.64
!===============
k,1
k,2,3000
k,3,4000
l,1,2
l,2,3
k,4,0,2000
l,2,4
!=============
lsel,s,,,1,2
latt,1,,1,,,4
lesize,all,200
lmesh,all
lsel,s,,,3
latt,1,,2
lesize,all,,,1
lmesh,all
!==============
ksel,s,loc,x,0
dk,all,all,0
!
展開 FEPG數值模擬應用暑期高級培訓班2019
具體培訓時間及日程安排如下：
培訓時間
上午9:00-12:00
下午1:30-4:30
備注
8月15日
FEPG基礎應用
FEPG基礎應用
8月16日
FEPG結構力學應用
FEPG結構力學應用
8月17日
FEPG流體力學應用
FEPG流體力學應用
培訓大綱：
一、FEPG基礎應用：
數值模擬
有限元法基本思想
有限元分析（FEA）與FEPG
FEPG概述
FEPG基礎入門
FEPG應用成果
前后處理器GID介紹
前后處理器GID界面基本操作
前后處理器GID簡單案例操作
前后處理器GID復雜案例操作
前后處理器GID二次開發入門
前后處理器GID應用介紹
二、FEPG結構力學應用
基于FEPG固體力學分析應用
案例一：三維工字型截面彈性體的受力分析
案例二：三維梁在有阻尼和無阻尼情況下動力分析
案例三：走滑斷層對周圍地應力影響粘彈性分析
案例四：邊坡彈塑性分析
案例五：三維套管接觸分析
基于FEPG熱固傳熱分析應用
案例一：機械零件三維熱彈性分析
案例二：干熱巖注水誘發地震數值分析
三、FEPG流體力學應用
基于FEPG流體分析應用
案例一：方腔流問題
案例二：后臺階流問題
案例三：圓柱繞流問題
基于FEPG熱流體耦合傳熱分析應用
展開 