移動載荷的案例
ABAQUS中橢圓形移動載荷DLOAD和UTRACLOAD子程序詳解：從定義到實現 ￥288
圖5 切向載荷分布
3、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實現
確定好法向和切向移動載荷分布后，利用FORTRAN編寫DLOAD和UTRACLOAD用戶子程序，實現法向和切向移動載荷施加，載荷施加在滾動接觸體表面（以圖6所示的鋼軌踏面施加移動載荷為例）。
圖6 鋼軌表面施加法向和切向移動載荷
3.1 法向移動載荷實現DLOAD
DLOAD子程序是ABAQUS中定義體載荷、面載荷、線載荷等的一種接口，通過Fortran代碼自定義每個積分點上的載荷值。DLOAD適用于定義在單元上的載荷（如壓力、密度效應等）；可以利用時間（TIME(1)）、空間坐標（COORD）、元素編號等信息，來定義移動的載荷區域或強度，主要用于法向載荷的模擬。
展開 ABAQUS——DLOAD子程序應用（移動載荷） ￥9.99
以汽車過橋問題為例，汽車向前行駛過程中，車體與橋面間存在移動的壓強載荷。DLOAD子程序可對上述過程進行有效模擬。
DLOAD子程序介紹：
在網上對于單移動載荷的實現辦法介紹較為全面，實現的效果如下：
同時附上我編寫的子程序主體片段，關鍵是需要對移動載荷生效區域和失效區域的準確描述（通過坐標），本例中，車輪與地面間的接觸區域簡化為長方形（寬度即為輪寬）：
但若要實現多個載荷在不同位置同時移動呢？這就需要花費一點心思，觀察子程序的可用參數：對COORDS或者SNAME的加強判斷即可實現多載荷移動，具體效果如下：
收費內容為上述模型的cae文件和上述兩個案例的子程序文件示例
展開 某移動罩下軌道梁，在移動罩運動時，產生較大變形，通過有限元分析，使用動載荷分析 ￥20
某移動罩下軌道梁（H型鋼），在移動罩運動時，產生較大變形，通過有限元分析，使用動載荷分析
動態載荷可依其作用方式的不同，分為以下三類：
1．構件作加速運動。這時構件的各個質點將受到與其加速度有關的慣性力作用，故此類問題習慣上又稱為慣性力問題。
2．載荷以一定的速度施加于構件上，或者構件的運動突然受阻，這類問題稱為沖擊問題。
3．構件受到的載荷或由載荷引起的應力的大小或方向，是隨著時間而呈周期性變化的，這類問題稱為交變應力問題。
本實例主要分析的是第三類動載荷。
對軌道梁（H型鋼）的變形破壞有三種：1、截面變形破壞即隨著受力變大，截面自內向外達到材料屈服點，發生強度破壞；2、整體失穩構件在受力情況下突然偏離原來受力變形位置，即為整體失穩；3、局部失穩即在載荷作用下，構件出現波浪形失穩。
本實例據現場反饋應為第三種形式。
1、 結構設計信息
結構類型：焊接H型鋼梁
設計分析軟件：ABAQUS
材料：各個構件均采用Q235B；
二、載荷
1、恒載：軌道載荷30kg/m。
2、活載：移動罩單輪靜載4000kg；移動速度128.22m/min
3、結構自重：軟件考慮。
三、建模
根據移動罩圖紙建立模型。
有限元瞬態分析步驟：
幾何建模：細化載荷移動路徑網格（尺寸≤1/10波長）；
接觸定義：采用面-面接觸模擬輪軌/車橋相互作用；
載荷施加：通過APDL命令流或用戶子程序實現移動載荷；
求解設置：時間步長滿足 Δt≤Tmin?/10?為最小振動周期）。
將各載荷添加于模型，其中移動罩載荷使用ABAQUS中DLOAD子程序實現，如圖1所示。
（a）高軌軌道梁尺寸
（b）高軌軌道梁模型及載荷
展開 基于ANSYS Workbench2024R2移動載荷 ￥50
軌道橋梁的移動載荷加載
模型
有限元模型，因為軌道的復雜性，通過掃略還有多區域方式，都無法畫法，最后通過獲取截面，畫二維四邊形網格，然后通過拉伸的方式進行六面體網格劃分。
移動載荷通過command方式進行
結果查看
Abaqus用Dload子程序實現移動載荷
在工程實際應用中，我們經常會遇到移動載荷的例子，如車轍實驗，汽車過橋等。今天就介紹一下用abaqus子程序Dload實現移動載荷——“CAE仿真實驗室”出品。
基于Abaqus的DLOAD子程序實現移動載荷 ￥12
<p>有限元模型中，當載荷比較復雜時，難以通過ABAQUS/CAE界面直接進行設置，這時候就需要使用DLOAD子程序。在工程實際應用中，經常會遇到移動載荷的例子，如車轍實驗，汽車過橋等。本案例介紹基于ABAQUS子程序的DLOAD實現移動載荷。
Abaqus移動載荷 ￥25
ABAQUS——DLOAD和VDLOAD子程序應用（移動載荷隱式和顯示）
VDLOAD與VUAMP聯合使用——實現變位置變幅值復雜加載 ￥15
測試案例展示效果如下：
ABAQUS——DLOAD子程序應用（移動載荷）一文，我們討論了DLOAD子程序在車橋通過問題的應用。
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1257703
在本例中，我們按照同樣的思路，在VDLOAD中實現了相同的過程，VDLOAD中載荷的移動速度和時間具有真實的物理含義，但如何實現變化的移動載荷呢？
由幫助文檔可知，添加 “*AMPLITUDE” 即可在VDLOAD中傳遞在CAE中定義的幅值，該幅值通過TAB表實現，并通過線性插值擬合。
在CAE界面定義好VDLOAD子程序和幅值表后，需要手動修改inp文件，將VDLOAD和幅值相對應，便可將表中的幅值傳遞給子程序，定義格式如下。
采用上述方法具有一定的局限性，比如遇到復雜周期問題、幅值需要速度位移參與計算、依賴于上步幅值解、復雜函數（三角函數疊加）等情況變難以實現。
周期幅值：隨機幅值
實現隨機幅值的加載僅需調用隨機數函數：random_number()。
故本文介紹另一種解決辦法：將VUAMP子程序（幅值自定義子程序）和VDLOAD子程序聯合使用，實現位置可變、幅值自定義的復雜壓力加載過程。
測試案例中，一邊采用VUAMP子程序方式定義幅值，另一邊采用幅值表進行定義，均設置為隨時間的線性遞增加載。
得到的仿真效果如下，左右兩側效果相同，驗證了上述思路的有效性。
為進一步驗證實現方案（VUAMP+VDLOAD），兩個幅值不同時的加載效果當一端遞增，一端為三角函數周期幅值時
同一個面下的不同幅值的移動載荷
展開 經典模擬案例6-來回三通道的道路移動載荷模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
如若有技術支持需要，可聯系我QQ 284589695。
展開 經典模擬案例4-道路在移動載荷下的裂紋擴展模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
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展開 神筆馬良——Abaqus萬能熱源插件 ￥1000
ABAQUS仿真平臺不僅支持豐富的前后處理二次開發，還提供了多樣的計算程序自定義接口，例如可通過DFLUX、VDFLUX子程序自定義非均勻分布的移動熱源，實現各種焊接過程的熱應力、溫度場的仿真；可通過DLOAD、VDLOAD子程序自定義非均勻分布的表面壓力載荷等等。
對于比較復雜的問題，熱源和載荷的移動軌跡數目多、路徑曲折，若要詳細描述這些復雜的過程，需要根據模型的空間坐標位置相應地在Fortran程序中定義路徑，這個過程往往伴隨著大量的試錯過程，是枯燥無味的，也占用大量時間。
為了解決上述問題，盡最大可能簡化建模過程，縮短仿真周期，本人基于Python和Fortran聯合對ABAQUS進行二次開發工作，實現了任意路徑移動熱源的快速建模。單熱源程序之前已在論壇發布， (見：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1272428）
目前2.0版本程序已完美支持多熱源、多路徑仿真。通過該程序可直接省略Fortran子程序的編程過程，讓熱源乖乖地沿著你設定的路徑運行。因此對子程序初學者是十分友好和適用的。
經過多個實例驗證，該插件均順利按照指定的路徑、順序以及功率參數生成了預期的移動熱源。
實例一：同路徑雙熱源
實例二：4條熱源路徑
實例三：10條熱源路徑
使用說明：
插件界面如下圖，以表格的形式展開，每行代表一個熱源：
準備原始模型，在模型中畫出預期的移動路徑；在裝配模塊建立好裝配體；設置好材料屬性；在需要加載移動熱源的面上施加自定義表面熱流載荷，如下圖：
分別建立每條路徑和起點的集（set），一般情況不必指定路徑起點。
展開 
萬類霜天競自由——Abaqus任意移動熱源插件 焊接 ￥600
用Fortran語言編寫DFLUX、VDFLUX自定義移動熱源，可以實現各種焊接過程的熱應力、溫度場的仿真。而不同的模型的焊接路徑也不相同，因此針對每個分析模型都要重新定義路徑，占用大量時間。
通過本款FreeWeld插件可以自由定義焊接路徑，傻瓜式操作，只需在窗口界面選取幾何邊特征作為移動路徑，就能自動生成相應的DFLUX子程序。程序中的熱源采用高斯面熱源，參數Rh為高斯熱源的特征半徑。
經過簡單修改可以實現移動載荷DLOAD路徑的自定義。
（本插件支持單熱源生成，如需多熱源插件請見：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1283087）
實例1效果及插件操作過程：
實例2效果及插件操作過程：
對于空間曲線路徑同樣支持：
tips：
1. 運行程序生成子程序文件之后后，為了獲得更好的網格質量，可以刪除移動路徑的邊線特征，不會影響移動熱源程序運行；
2. 移動熱源使用注意事項：
① 應選擇溫度-位移耦合分析步或傳熱分析步；
② 在需要加載移動熱源的面上施加自定義表面熱流載荷，如下圖：
③ 材料屬性應涵蓋密度、比熱容、熱導率、彈性模量、泊松比和熱膨脹系數；
展開 神筆馬良——Abaqus萬能熱源插件 ￥1500
下圖為高斯熱源插件界面：
準備原始模型，在模型中畫出預期的移動路徑；在裝配模塊建立好裝配體；設置好材料屬性；在需要加載高斯面熱源的面上施加自定義表面熱流載荷，如下圖：（在需要加載雙橢球體熱源的結構體上施加自定義體積熱流載荷）
分別建立每條路徑和起點的集（set），一般情況不必指定路徑起點。
打開移動熱源插件（如已打開，直接點擊“更新”按鈕即可）；打開方法：在菜單欄依次點擊Plug-ins -> ToolBoxes -> 自由熱源，點擊多路徑按鈕即彈出程序界面。
在每一行選取需要的路徑集，并指定起始時間及熱源參數。本程序采用高斯面熱源，Rh為高斯熱源的尺寸參數。
點擊Apply按鈕，根據提示確認每條路徑的方向；在下方信息欄中會提示每條路徑的時長，可根據提示調整分析步的時長設置。
提交上一步自動生成的job（后綴為'-freeweld'），開始計算。
tips:
自由熱源插件包含高斯面熱源和雙橢球體熱源兩個版本，把解壓后的文件夾放在"C:\Users\ 用戶名 \abaqus_plugins"或者“工作路徑 \abaqus_plugins"，再次打開Abaqus界面時，插件將被同時載入到 Plug-ins -> JayTools菜單，以及Plug-ins -> ToolBoxes -> 自由熱源 工具條中。
Abaqus2016及更早版本中漢字顯示亂碼，可切換為英文界面，將lang.txt文件中的“zh_CN = 1”更改為“zh_CN = 0”即可；
延申本插件，可用于DLOAD、VDLOAD子程序，生成指定路徑的移動載荷。
展開 干貨 | ANSYS激光焊接過程熱應力仿真應用
對于這種移動熱源施加問題，可以借助ANSYS軟件的ACT工具“Moving_Heat_Flux”實現高斯熱源載荷設置：移動熱流率或移動熱能量兩種方式。
移動熱流率源載荷：
熱動熱能量源載荷：
本案例中，采用移動熱流率載荷，熱源移動速度為5 mm/s，從初始時刻起，作用總時間44 s，激光能流量強度為7.5 w/mm2，作用區域半徑5 mm。結構外表面設置對流換熱條件，環境溫度22度。
移動熱源載荷施加
對流邊界條件
求解可知，激光焊接過程的溫度分布以及大于500度以上的熱影響區域如下圖所示。
激光焊接過程的溫度分布
大于500度以上的熱影響區域
2.激光焊過程熱應力分析
進行瞬態熱分析—靜態結構分析的順序耦合分析，將瞬態熱分析獲得的溫度分布數據，傳遞到結構模塊模擬激光焊接過程的熱翹曲、熱變形現象。
展開 ABAQUS在結構工程中的應用 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解下載
2.2混凝土結構動力分析
1) 主要的動力載荷有：風載荷、地震載荷、沖擊載荷等。
2) 通過有限元程序可以求解混凝土結構自身固有的特性，如固有頻率和振型。
3) 通過有限元程序可以實現關于混凝土應力、應變、損傷等的計算。
4) 對于大型的建筑物，網格劃分是一個很重要的環節，因此可以配合使用專業的網格劃分軟件，如ANSA等，可以取得較好的模擬效果。
5) 有限元程序一般提供子程序的應用，如要得到更多分析數據，可以編寫子程序進行計算。
2.3橋梁結構分析
用有限元方法求解橋梁靜力問題和動力學問題，可為橋梁設計提供依據。比如說，橋梁在移動載荷作用下的動力反應；橋梁在風載荷和地震載荷作用下的動力反應。
選擇適當的接觸模擬和邊界條件，是問題求解的關鍵。
多場耦合作用分析
正如前所述，有限單元法可以用來求解多場耦合的問題，例如流固耦合，溫度-應力場耦合等。這些在土木工程的問題的求解過程中都可以得到應用。
多場耦合分析的應用可以使求解更接近于物理問題的真實解。
下載地址：ABAQUS結構工程分析及實例詳解
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