結構變形分析的案例
基于abaqus/CFD&Standard管道流固耦合變形分析
鑒于abaqus/CFD&Standard/Explicit流固耦合分析的例子少之甚少，我所看到的手冊中唯一一個有關abaqus流固耦合結構應力變形分析的
例子是基于abaqus+fluent+mpcci聯合實現的，故曾經懷疑基于abaqus/cfd&standard/explicit流固耦合涉及結構變形分析目前是否能夠實
現，最近偶爾做了個基于abaqus/cfd&standard管道流固耦合變形的例子，發現其實是可以做的，拿出來與大家分享一下，當然，還有一
些細節問題有待進一步探索，希望有對此感興趣的同仁一起研究探討，比如結構采用殼單元后，收斂性會相當差，這在基于其它軟件的流固
耦合分析中其實很少出現問題，還有比如流場會受ALE的影響出現整體網格抖動（這個問題是我在做另一個FSI涉及結構變形的算例中出現的
怪異現象）。
模型采用abaqus/cfd模塊與abaqus/standard模塊進行co-simulation，模型見下圖：
相關計算結果：
放大后的結構變形：
結構壓力分布：
流體瞬時速度矢量分布：
Co-execution-guan_solid_fluid_2-guan_solid.rar
Co-execution-guan_solid_fluid_2-guan_fluid.rar
展開 workbench中maxwell讀取結構分析變形后結果
workbench中maxwell讀取結構分析變形后結果
在workbench中maxwell計算的電磁力、功率損耗等可以傳遞到static structural結構分析中，這個操作過程相對簡單，只需要簡單的拖拽和讀取需要的結果就可以了（聯系作者fwz0703@163.com）.相應的結構分析的結果也可以導入到maxwell當中來計算。
本次分析以兩根通電的銅排為例，電流方向相同，導體之間應該受到吸引力，如圖所示
同時點擊下方的數據，可以查看導入的數值多少，電磁里多大，如圖所示
這樣可以進行結構分析的后期操作，查看在電磁力作用下的變形結果，如圖所示，結果顯示兩根通同向電流的導體其受到吸引力，向中間變形。
那么將變形后的結果如何導入到maxwell中進行計算呢，在兩根導體靠近后，其電磁吸引力相應的增大，采用的方法有兩種
將變形后的模型結果導出，從新進行maxwell計算，查看電磁吸引力。
展開 結構完整性評估和大變形分析
結構完整性評估和大變形分析
作者：胡少偉 著
出版社：黃河水利出版社
ISBN：7807340142
印次：1
紙張：膠版紙
出版日期：2006-1-1
字數：260000
版次：1
內容提要：
結構完整性評估和大變形分析一直是土木、機械和力學及其航空航天領域專家學者研究的重要課題。本書是作者通過多年研究工作在結構非破壞性評估和結構大變形計算分析方面 的簡略總結。書中首次把有限元線法引入斷裂力學，推導建立了斷裂有限元線法，用于結構的完整性分析和評估。全書分為四部分：第一部分（第一、二、三、四和五章）敘述了斷裂和有限元線法及其在機翼開裂分析中的應用以及與一階可靠性法相結合評估結構完整性方面的研究成果；第二部分（第六、七章）介紹了最新超聲波檢測結構疲勞裂縫技術以及定量非破壞性評估技術與概率可靠性方法相結合的應用情況；第三部分（第八、九、十、十一和十二章）詳細提供了兩種大變形理論在某發動機飛輪圓盤分析評估中的應用，給出了爆炸強度和開裂屈服的計算方法，并與其他軟件進行了分析對比；第四部分（第十三章）初步分析了材料不連續屈服特性對結構失穩和破壞的影響規律。
本書可供有關科研、設計和工程單位的科技工作者參考，也可作為高等院校土木、水利、力學及其機械類專業研究生的教學參考書。
展開 《結構完整性評估和大變形分析》
ISBN：7807340142
印次：1
紙張：膠版紙
字數：260000
版次：1
內容提要：
結構完整性評估和大變形分析一直是土木、機械和力學及其航空航天領域專家學者研究的重要課題。本書是作者通過多年研究工作在結構非破壞性評估和結構大變形計算分析方面 的簡略總結。書中首次把有限元線法引入斷裂力學，推導建立了斷裂有限元線法，用于結構的完整性分析和評估。全書分為四部分：第一部分（第一、二、三、四和五章）敘述了斷裂和有限元線法及其在機翼開裂分析中的應用以及與一階可靠性法相結合評估結構完整性方面的研究成果；第二部分（第六、七章）介紹了最新超聲波檢測結構疲勞裂縫技術以及定量非破壞性評估技術與概率可靠性方法相結合的應用情況；第三部分（第八、九、十、十一和十二章）詳細提供了兩種大變形理論在某發動機飛輪圓盤分析評估中的應用，給出了爆炸強度和開裂屈服的計算方法，并與其他軟件進行了分析對比；第四部分（第十三章）初步分析了材料不連續屈服特性對結構失穩和破壞的影響規律。
本書可供有關科研、設計和工程單位的科技工作者參考，也可作為高等院校土木、水利、力學及其機械類專業研究生的教學參考書。
展開 
基于ANSYS Workbenhch2024r2 結構變形后的靜力分析 ￥50
基于ANSYS Workbenhch2024r2 結構變形后的靜力分析
第一步靜力分析，靜力分析后的結果
靜力變形后模型導入下一步進行靜力分析或者其他分析，拖入靜力分析，設置放大系數，在B6點擊更新
導入后的力模型
插入邊界條件，靜力分析結果
Abaqus CEL方法在流固耦合和大變形分析中的應用
課程內容
認識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法，了解CEL技術在流固耦合和結構大變形分析中的應用和高級技巧，CEL油箱晃動案例。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應用
3.CEL結構大變形分析應用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動問題中的應用
課程對象
流固耦合分析、結構仿真工程師，CAE相關專業高校學生
培訓時長
2小時
培訓時間
4月9日19：30
主講講師簡介
USim
資深CAE工程師，具有7年工作經驗，擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名：http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 對某除塵設備進行有限元熱力分析，使用ABAQUS對整體結構強度及熱膨脹變形值進行分析，指導結構加固及膨脹節選型 ￥15
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節，故單獨建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標記的為固定約束，未標記的除塵器支座及煙道支座均為滑動約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經過多次計算后得出的進氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-15000N，FY=8000N，FZ=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經過多次計算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-33000N，FY=18000N，FZ=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
展開 ANSYS瞬態分析全時程結構響應最大值的提取方法（變形、應力、應變、能量） ￥100
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/3655" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ANSYS結構</a>動力分析時，時程分析（瞬態分析）的后處理經常想要提取全時程結構響應的最大值及對應的時間步。在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ANSYS</a>中，由于載荷激勵時間步較多（例如持時30s，時間步長0.01s），則結構在全時程地震激勵下的最大響應較難確定。本文設計一種方法，步驟如下：</p><p>（1）利用*DO循環語句，先由*GET命令得到每一時間步結構的最大響應；</p><p>（2）通過*IF語句對各時間步下的最大響應值進行對比，從而得到全時程所有時間步中最大的響應值及其所對應的時間步。</p><p>算例：對于塑形較強的實體結構，分析時通常采用von Mises stress進行安全評估。</p><p>以某結構為例，對其全時程von Mises stress進行提取，過程如視頻所示。
展開 抗震結構變形能力可靠度的時程分析方法
抗震結構變形能力可靠度的時程分析方法
抗震結構變形能力可靠度的時程分析方法.rar
抗震結構變形能力可靠度的時程分析方法.JPG
分析示例 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
由于汽車車型眾多、成形結構復雜、汽車制造質量、效率、成本等方面的綜合要求。如何高效、低成本的研發出合理的焊接工藝，對焊接工藝工程師無疑是個巨大的挑戰。
傳統的焊接工藝開發，需要依靠工藝開發經驗以及大量試驗數據的積累，而對于新的焊接工藝開發，需要借助多次試錯經驗來獲取符合產品質量要求的工藝，但制定的工藝有沒有更佳的替代方案，這個有待進一步考證。在試錯過程中，實際數據的測量也是一個重大的挑戰。通過焊接仿真分析，可以實時的獲取焊接過程中的變形結果，并可以根據每道焊縫的焊接變形、應力等的結果來進行實時分析，不僅數據的提取也變得更加方便，也給焊接工藝開發規劃提供了強有力的數據支撐，更容易規劃出合理的焊接順序、焊接裝夾位置等焊接工藝參數。
Simufact welding焊接工藝仿真方案
工業軟件Simufact.welding，作為世界領先的專業焊接工藝仿真軟件，能夠有效協助工程師對焊接工藝參數、焊接順序、焊接工裝夾具、焊接方向等進行焊接工藝仿真分析，不僅能分析焊接過程中的焊接變形、應力等還能對焊接后冷卻和工裝夾具卸載后的焊接變形、焊接殘余應力等進行分析。通過使用Simufact.welding進行虛擬試錯，能獲取最優的焊接工藝方案，具有減少試錯次數、縮短工藝研發周期，節省人力、材料成本等優勢，為企業帶來可觀的成本收益。
汽車案例舉例
上海大眾汽車有限公司作為Simufact的資深客戶，已經熟練使用Simufact welding解決實際結構件的焊接變形問題，隨著仿真數據及仿真經驗的積累，針對不同結構和焊接工藝，已經具備一些仿真判斷標準。一些結構焊接工藝的規劃，經過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質量控制，受益明顯。
展開 WorkBench平臺下兩圓管雙向流固耦合分析（考慮結構變形）
核工業及其他行業領域越來越重視流固耦合作用帶來的影響，本案例以最具代表性的細長圓管為例，分析在流體力的激勵下，往復顫振的效果，并考慮固體圓管的變形。
流體介質為水，圓管材料為鋼，以下為核心的仿真流程和結果。
創建雙圓管及外流場的幾何模型
一、流體求解設置
（1）網格劃分：抑制2個固體圓管，對流場區域的網格進行劃分，并進行邊界命名，包括入口、出口、圓柱面等。
（2）求解設置。給定介質材料為水，并設置邊界條件，采用速度入口、outflow出口。
（3）動網格區域設置。
（4）時間步控制。
二、結構求解設置
（1）網格劃分。抑制流體區域網格，對結構網格進行劃分，并重命名。
（2）約束和邊界設置。對兩端圓柱面施加固定約束，對圓柱面定義流固耦合面。
（3）求解設置。設置求解時間步等信息。
三、流固耦合System Coupling設置
（1）耦合求解時間設置。
（2）定義流固數據傳遞。
（3）定義流、固計算順序。
四、仿真結果
（1）截面網格
（2）截面速度
（3）渦
（4）圓柱變形和振動
展開 
帶變形縫結構和多塔結構怎么計算？
（一）帶變形縫結構的計算
⑴帶變形縫結構的特點：
①通過變形縫將結構分成幾塊獨立的結構。
②若忽略基礎變形的影響，各單元之間完全獨立。
③縫隙面不是迎風面。
⑵計算方法：
①整體計算的注意事項：
a）在SATWE軟件中將結構定義為多塔結構；
b）所給振型數要足夠多，以保證有效質量系數＞90％；
c）定義為多塔后，對于老版本軟件，程序將對每一個縫隙面都計算迎風面，因此風荷載計算偏大；新版本軟件增加了一項新的功能．即可以人為定義遮擋面．從而有效地解決了這一問題。
d）周期比計算有待商討。
②分開計算的注意事項：
a）舊版軟件除風荷載計算有些偏大外，其余結果都沒問題，新版軟件定義遮擋面后，風荷載計算也沒有問題了。
b）一般而言，對于基礎連在一起的帶變形縫結構，由于基礎對上部結構整體的協調能力有限，所以建議采用分開計算。
（二）大底盤多塔結構的計算
⑴大底盤多塔結構的特點：
①各塔樓擁有獨立的迎風面。
②各塔樓之間的變形沒有直接影響，但都通過大底盤間接影響其他塔樓。
③塔樓與剛性板之間沒有—一對應關系，一個塔樓可能只有一塊剛性板，也可能有幾塊剛性板。
④大底盤頂板應有足夠的剛度以協調各塔樓之間的內力、變形和位移。
⑵計算方法：
①在SATWE軟件中將結構定義為多塔結構；
②位移比、大底盤以上的各塔樓的剛度比均正確；
③周期比、轉換部位的剛度比計算有待商討。
⑶大底盤多塔結構剛度比的計算方法：
大底盤多塔結構在大底盤與各主體之間的剛度比如何計算規范并沒有說明，但也沒有說不要求。
展開 結構變形監測與三維實時渲染技術
它的難點主要集中在：設計合理的配置信息，保證通道和測點的對應性；高頻采集的數據快速處理；數據采集過程中，曲線以及其他可視化的同步渲染；設計合理的數據結構，保證物理量-通道-原始數據-處理后數據流轉便捷通暢。
數據融合方法
目前攝影測量、高精度陀螺儀等新的測量技術已經開始應用于結構試驗，這些設備自身的測量坐標系與機翼坐標系不同，測量的位移結果就需要做坐標系轉換。
可以借助第三方測量設備（單相機、跟蹤儀等）完成全局坐標系構建，將傳感器和機翼坐標結果都統一到一個坐標系中。通過超過三個公共點就可以建立轉換關系，為了提升精度，可以布置多個公共點，通過配準算法完成轉換。
插值方法
實際測量中，布置的位移測點是有限的，我們不可能得到機翼上所有點的位移。這就存在如何用少量測點插值出整個翼面位移的問題。
可以選用的插值方法也很多，比如徑向基函數方法、梁模型方法等，集成到實時渲染模塊即可。
實時渲染
在完成上述步驟后，此時已經得到了模型上各個節點的位移。我們采用VTK庫實現機翼三維變形的刷新以及變形云圖的渲染。
工作室自研的多源數據采集平臺
可能的數字孿生方向
對于數字孿生，除了概念之外，我們首先要確定它應該用什么用途，可以為我們解決哪些現實問題。
單就上述案例而言，盡管我們使用了插值手段得到了翼面的變形分布，但是和仿真相比，實測點畢竟還是少數。為此我第一個能想到的就是引入仿真結果，作為非實測點的補充，以提升插值精度。
其次，實測的數據可以用于驅動仿真。此時我們可以同步接入有限元求解器，將實測數據作為邊界條件加載到有限元求解器中，以更準確的評估結構受力。
展開 【CAE案例】細長結構在軸向流體作用下的變形
03 計算結果
圖7是實驗測得的不同流速下實驗件的變形結果，包含兩條位移幅值的變化曲線，并且都觀察到不穩定閾值的出現，這種不穩定閾值，即臨界失穩速度，作為數值方法的驗證準則。
圖7 實驗測得的位移結果（紅線為臨界失穩速度）
采用固體力學仿真軟件計算模型的網格數量約為35000個，花費30分鐘完成10階模態的30次迭代計算。計算獲得基于不同模態的幾何模型對應的臨界失穩速度，形成數值分析方法的不同初始幾何模型的變形與臨界速度的關系圖，并與實驗數據，以及二維靜態方法的解析解和二維動態方法的解析解進行比較，如圖8所示。可以得出，基于固體力學仿真軟件的數值數據與二維靜態、動態方法的解析解具有相似的變化趨勢，并且更接近于實驗測得的數據。
圖8 不穩定性問題的臨界速度比較
04 結論
本研究結合Python和固體力學有限元仿真軟件進行了軸向流體作用下的細長結構不穩定性的分析，驗證了靜態直接解法，并進行了參數研究以評估本構模型的影響。后續可以繼續在柔性板網絡上測試相同的方法，并設置更接近實驗狀態的邊界條件。而更長期的計劃，可以預測結構不穩定性之后的行為，并可使用基于固有模態的三維幾何模型進行研究。
限時試用，歡迎體驗！
遠算自主研發了短視頻水流測速APP，采用先進大尺度粒子圖像測速技術，實現快速便捷流速測量的零門檻水利工具，帶來“視頻一點，流速在手”的超強體驗，輕松、便捷地實現河流測速。
展開 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發生網格畸變，網格畸變區的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘的變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
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