靜力強度的案例
龍門吊靜力學強度分析
近日，大連海事大學張佳寧團隊利用SAM完成了龍門吊靜力學強度分析及校核，具體操作步驟如下演示。
靜力分析-龍門吊靜力學強度分析
01. SAM 導入Nastran 模型
打開SAM 軟件，點擊File →Import →Model，導入gantry_crane2.bdf文件。
導入以后的模型如下圖1所示：
圖 1 導入模型顯示
02. SAM 靜力分析
點擊 Module，切換到 Job 模塊下，點擊 Job→Create,
圖2 創建Job
在 Create Job 對話框中：
* Name 默認為 Job-1
* 模型選擇 gantry_crane2
點擊 OK 完成 Job 的創建
圖3 完成 Job 創建
點擊 Job 菜單下的 Manager…按鈕，在彈出的 Job Manager 對話框中選擇剛剛創建的 Job 的名稱。點擊 Submit 進行計算。
圖4 提交Job進行計算
03. SAM 結果查看
在 Job Manager 對話框中選擇剛剛創建的 Job 的名稱。點擊 Results 進入后處理界面進行結果查看。
展開 Abaqus靜力學強度分析-接觸問題解決辦法（草稿版勿購） ￥99
<p>靜力學強度分析中，</p><p>經常會遇到結構初始不接觸，會導致計算報<strong>剛體位移</strong>；</p><p>或者自己裝配時<strong>初始穿透</strong>，這個穿透是不需要的；</p><p>還有就是過盈配合，模型初始穿透是需要的；</p><p>還有就是摩擦系數設置不合理，導致收斂困難；</p><p>還有就是動態不穩定，就比如插銷脫離瞬間；</p><p>等等</p><p>目前還處于想法階段，還未整理</p><p><br></p>
展開 【靜力分析】Ansys WorkBench “等強度”螺紋聯接之內錐螺母靜力分析 ￥50
所以需要另辟蹊徑，通過結構設計使得螺紋聯接達到“等強度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯接，螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋，應力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強度”螺紋聯接中螺母是具有錐度的螺紋，而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內錐螺母的下端（小直徑）旋合在一起，在不受力的情況下，螺母的上端（大直徑）和螺栓的上端是不接觸的，并且從下端到上端間隙逐漸增大；受力后，應力先從下端出現，逐漸延伸到上端。
以下是內錐螺母與普通螺母的螺紋聯接區別，左邊是內錐螺母，截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸；而右邊是普通螺母，截取中間部分螺母和螺栓有一側的面是接觸的。
螺紋聯接是復雜曲面，直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示，需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進入分析模塊。
模型由三個零件組成，螺栓、內錐螺母（錐度1:100）和墊板。
展開 我的SAD答辯作業-希望能對有志于取證的朋友提供一點點參考！
設備設計數據表
壓力循環次數和載荷圖譜
材料力學性能參數
有限元計算模型
本設備由于幾何結構、載荷和材料不具備對稱性，因而采用整體實體模型建模進行靜力強度和疲勞強度的分析。
網格劃分
有限元模型采用全六面體網格劃分，環形耳座部分網格劃分嚴格保證質量，以避免出現應力 失真，整個模型網格平均質量達到 0.8 以上。本模型通過不同的計算方法驗證了計算結果不存在應力失真現象，計算結果是精確的并最終采用 Solid186 單元進 行計算，Solid186 單元在計算應力梯度方面精度較高。
載荷和邊界條件
本設備靜力強度分析計算時除考慮設計壓力和操作壓力外，并綜合考慮了管道外載荷、 設備自重及內件、附屬件、內裝物料重量對設備本體和剛性環支座的影響。其中設計工況計算結果用于一次總體薄膜應力 SⅠ和一次局部薄膜應力 SⅡ的評定，操作工況計算結果用于一次加二次應力強度 SⅣ的評定。
展開 
剛強度靜力學分析理論
如何將有限元理論和軟件界面操作，理論和工程中的相關參數的區別與聯系理解清楚可以觀看相關介紹課程，課程鏈接為：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15358
從安全壽命到損傷容限—飛機結構設計的觀念變化與演進（上）
靜力強度
由于當時金屬材料極富韌性(ductility)，結構設計方法很保守，因此結構的安全裕度(Margin of Safety)相當大。加上這些飛機主要用于軍事用途，在結構遭遇疲勞問題之前，飛機早就因為失控、發動機失效、大動作使機翼或機身突然解體而墜毀了，因此結構疲勞壽命不是此時的設計重點。結構設計只要滿足材料靜力強度(Static Strength)就不會有問題，結構分析則以全機靜力試驗為佐證，試驗負載是飛行負載乘以一個安全系數，以計入如負載不確定、結構分析不準確、材料性質變異、制造質量變異……等不確定因素。
早期飛機實施靜力試驗的情形
第二次世界大戰期間，飛機的噴氣式發動機技術發展最快，1944年出廠的德國Me 262噴氣式戰斗機是全世界第一架采用噴氣式推進的飛機。同時期飛機的制造技術也大有進步，不過大多數飛機都是被敵機擊落的，結構疲勞壽命仍然不是眾人關心的焦點。
第二次世界大戰后，為了減輕機體重量以提升飛行性能，在材料靜力強度主導結構安全的思想下，一些強度高但韌性低的金屬材料開始出現在飛機結構上。只是此時的噴氣式客機飛行速度已非昔日可比，軍機在低空飛行任務中還會遭遇到強大的氣動擾流，結構氣動載荷直線上升，結構應力大增，降低了結構安全裕度，造成一些飛機往往在服役初期就因結構疲勞破壞而紛紛墜毀，昭告世人材料靜力強度已不足以保證飛機結構安全。
1954年英國航空公司(British Overseas Airways Corporation)“彗星”1客機(Comet 1)的連續失事，正式就飛機結構疲勞隱憂向世人敲響了第一記警鐘。
展開 Ansys WorkBench “等強度”螺紋聯接之內錐螺母靜力分析
與普通螺紋聯接的不同，在每圈螺紋上都有應力，雖然在下端幾圈應力有些大，但是比起普通螺紋聯接，更加接近“等強度”。
下圖是使用相同條件求解出的普通螺紋聯接的應力圖，很明顯應力集中在前幾圈。
查看“等強度”螺紋聯接中螺栓的等效應力，在每圈螺紋上都要一些相同顏色的應力區域。
軸承底座的靜力學強度分析案例 | SupreStat公測招募中
該值低于材料屈服強度，證實軸承座設計滿足要求。
圖 12 米賽斯應力分布云圖
圖 13 米賽斯應力分布云圖
圖 14 位移矢量圖
圖 15 位移矢量圖
圖 16 位移云圖
圖 17 Z方向位移云圖
公測邀請
SupreStat作為新一代靜力學仿真APP，具有云端高效計算、自適應網格劃分系統、非線性分析能力、便捷交互體驗等優勢，可顯著提升分析效率。公測期間，用戶可免費使用全部功能，并獲得專業技術支持。
我們誠邀廣大工程師和研究人員參與，您的每一個建議，都將幫助我們打造更好的產品！
SupreStat靜力學仿真公測報名
參考文獻
[1] 詹軍,徐向榮,尹忠杰. 軸承座裝配體的有限元分析[J]. 機械研究與應用,2016,29(5):9-11,14. DOI:10.16576/j.cnki.1007-4414.2016.05.003.
[2] 尹忠杰,詹軍,楊恒基,等. 基于ANSYS接觸單元的軸承座強度分析[J]. 機械工程師,2016(10):65-67. DOI:10.3969/j.issn.1002-2333.2016.10.024.
[3] 黃從陽,李旭鋒. 基于ABAQUS的軸承座靜力學和動力學分析[J]. 農業裝備與車輛工程,2020,58(11):125-128. DOI:10.3969/j.issn.1673-3142.2020.11.031.
展開 巴哈大賽賽車車架結構靜力+模態+諧響應分析 ￥150
本課程結合工程實際，使用workbench軟件解決巴哈大賽賽車車架結構靜力強度分析、模態分析和諧響應分析問題，并且詳細展示了整個分析的過程，本案例配有最終版的分析報告說明以及全套分析源文件。
對于使用workbench進行靜力分析、模態分析和諧響應分析的朋友，可以打開源文件查看所有設置步驟，描述比較詳盡，值得擁有。
加速過程中結構位移變化動畫演示.avi
優化小型家電的齒輪性能
因此，齒輪生產商需要選用低損壞率以及高疲勞強度的材料來應對失效問題。
推薦材料選擇
Stanyl? 是業內性能卓越的一種聚酰胺（尼龍）46，能適用于低溫和高溫的復雜應用工況。它提供了優異的摩擦學性能，擁有比聚鄰苯二甲酰胺 (PPA) 和其他高溫尼龍高出 50% 的耐磨性，并且能在干燥、平滑的環境下保持相同的性能。這些優異的性能主要取決于其特殊的分子結構，使得其結晶率高達 70%。
Stanyl? 的高結晶性和大量氫鍵分子成就了它極佳的耐摩擦磨損性和極好的、甚至高過玻璃化溫度的機械性能。它還為注射成型工藝提供了比多數聚酰胺都好的高流動性特質。此外，Stanyl? 成功的模制過程不需要借助特殊模具、溫度、鋼鐵或是其他高溫尼龍聚合物所需的特殊輔助工具。
Stanyl? 的高耐力性、耐用性和優異的摩擦磨耗性能，讓它成為了生產齒輪和其他對空間及耐用性有要求之小型家電部件的極佳選擇。
和一些競品，如聚甲醛（POM）相比，Stanyl? 表現出了更好的靜力強度、疲勞強度、更好的耐磨損以及耐蠕變性能。與競品 PPA 材料相比，用 Stanyl? 生產和設計的塑料齒輪，在不影響產品性能的基礎上，可減少 30% 的原料使用。另外對于低溫齒輪應用，它還表現出長久的耐用性，其承受的極限扭矩等級遠超 PPA 材料。如圖 2 所示，在保證性能的同時，使用 Stanyl? PA46材料，齒輪的厚度可以從使用 PPA 材料的 10mm 降低至 7mm，并減重約 30%。
展開 基于ANSYS的飛機機翼仿真分析模板庫建立
機翼模型、強度分析輸出的應力結果、模態分析的頻率結果，分別如圖4至圖6所示。
圖4 某機翼模型
圖5 應力云圖計算結果
圖6 模態頻率計算結果
三、結論
本文簡要介紹了通過ACT平臺建立了基于ANSYS的飛機機翼仿真分析模板庫，可以快速實現機翼參數化建模，并集成仿真流實現了對機翼力學性能的評估，包括強度分析、模態分析。該飛機機翼模板庫的建立，可以提升機翼設計和優化的效率，同時能保證有限元分析結果的一致性。
參考文獻
[1] 郭佼.基于CATIA二次開發的機翼參數化建模.中國科技信息，2023;691(02):47-50
[2] 王建禮，張帥，石偉峰等.民用飛機概念方案翼盒結構總體有限元快速建模.航空科學技術，2019;30(10):16-23
[3] 毛弋方，邢宇，歐陽星等.基于參數化有限元方法的機翼重量預測.民用飛機設計與研究，2015;117(02):10-14
[4] 劉嘉，熊俊，趙新新等.某通用飛機復合材料機翼靜力強度的有限元分析與試驗研究.復合材料科學與工程，2020;313(02):39-43
文章來源北京力學會第二十九屆學術年會論文集
展開 
螺栓預緊力分析-ABAQUS
鋼系緊固件的預拉力一般設定為材料屈服強度的75%~80%。在step2中，120kN的拉伸載荷被施加在螺栓上。
另外給法蘭底面添加位移約束，選擇U1 = U2 = U3 = 0，如下圖所示。
以上步驟建立了帶預緊力的螺栓連接模型。可以通過從模型樹中復制創建的模型來創建一個新模型。在這個模型中，在Load管理器將施加在螺栓上預緊力關閉。
8.Result（結果分析）
提交計算帶預緊力和無預緊力的模型，并比較結果。下圖是第一步的接觸壓力(CPRESS)的比較。如圖所示，使用預張力模型的螺栓孔周圍的接觸壓力為44 MPa，無預緊力模型的接觸應力較小。從von-mises應力分布可以看出，在最后階段微觀應力大小有所不同，但宏觀水平差異不大。
Contact pressure
Von-mises stress
為反映預緊力的作用，讓我們比較Von-mises stress在螺栓上的最大值：
§Create XY data → ODB Field output → Position = Element Nodal, Variables=Stress |Mises → Elements/Nodes tab | select highest stress node
The highest stressed element
下圖為von-mises應力變化曲線。從靜力強度的角度來看，兩種模型的最大應力沒有顯著差異，且兩種模型的最大應力出現位置相似。
但是，在疲勞方面是有區別的。根據疲勞理論，應力應變振幅越大，疲勞壽命越短。即無預緊力的模型中，螺栓疲勞壽命較短。
通過這個實例，我們通過分析給螺栓連接模型施加預緊力來檢驗預緊力的影響。螺栓等緊固件的預緊可以防止螺栓在振動工況下松動，即使在沖擊等動態環境中也可以提高相對穩定性。
展開 鋼結構考試習題集
21．焊接殘余應力不影響構件的 靜力強度 。
22．角焊縫的最小計算長度不得小于 6hf 和 40mm 。
23．承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是 60 hf 。
24．在螺栓連接中，最小端距是 2d0 。
26．普通螺栓連接,當板疊厚度∑t〉5d時 (d－螺栓直徑),連接可能產生 螺桿彎曲 破壞。
27．鋼材的抗剪強度與屈服點的關系式是 0.58 。
28．單個普通螺栓承壓承載力設計值，式中表示 同一受力方向板厚和的較小值 。
29．普通螺栓連接靠 螺栓受剪和孔壁承壓 傳遞剪力；摩擦型高強度螺栓連接靠 板于板之間摩擦力 傳遞剪力。
30.手工焊焊接Q235鋼，一般采用 E43 型焊條。
31.焊接結構在焊縫附近形成熱影響區,該區材質 變脆 。
32.側面角焊縫連接或正面角焊縫的計算長度不宜 太小 。
33.承壓型高強度螺栓僅用于 靜力承重 結構的連接中。
34.采用手工電弧焊焊接Q345鋼材時應采用 E50 焊條。
35.承受動力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是 40hf 。
36．軸心受壓構件的承載能力極限狀態有 凈截面破壞 和 毛截面屈服。
38．雙軸對稱的工字型截面軸壓構件失穩時的屈曲形式是 彎曲 屈曲。
39. 單軸對稱截面的軸心受壓構件，當構件繞對稱軸失穩時發生彎扭屈曲。
40．軸心受壓構件的缺陷有 初偏心 、 初彎曲 、 殘余應力 。
43．綴條式格構柱的綴條設計時按 軸拉 構件計算。
47．在軸心壓力一定的前提下,軸壓柱腳底板的面積是由 混凝土強度等級 決定的。
50．為保證組合梁腹板的局部穩定性,當滿足 時,應 橫 。
展開 基于SimSolid的修井機支架模態分析及靜力學分析對比
基于Simsolid的修井機支架模態分析及靜力學分析對比.pdf
石油修井機已成為石油鉆井行業的標準產品，在油田修井作業中應用非常廣泛，修井機機架是修井機的主要受力部件，具有承重大，薄壁，焊接件等特點，實際工作中易發生強度破壞、失穩等問題。針對某型修井機支架設計模型，進行靜力學強度校核及模態分析。模型如圖1.1.1所示。
圖1.1.1 修井機支架設計模型
分別采用ANSYS Workbench及SimSolid軟件進行模態分析，保證約束及載荷相同的情況下，對比模態分析的前六階頻率及振型。
分別采用ANSYS Workbench，ANSYS APDL及SimSolid軟件進行靜力學分析，重點關注支架的位移及應力分布，進行強度校核。
展開 家電的零部件結構強度、跌落性能，如何做仿真分析？
在包裝仿真方面，大家提出以下幾個觀點：
1）在配合包裝仿真分析的物理驗證試驗過程中，建議配上高速攝像機，國高材分析測試中心的高速拉伸試驗機，配備高速相機，據說效果杠杠的；
2）包裝仿真一般是指方向，不求精確；
3）跌落仿真中基于材料參數，模型準確性，模型完整性的原因，仿真度很難很高，同時在包裝崗位的仿真分析工作中，可以在產品設計之初對結構進行靜力強度分析，根據分析結果評估包裝方案。
（材料仿真系列課程）
問題二：實際問題分析中如何計算受力大??？
Q：有一個問題咨詢下大家，一個插座通過許多插針固定在PCB板上，假設其可受力50N，如何通過仿真判斷其包裝是否可靠？插座上針都畫成網格很困難，只能虛擬裝配下，如何計算其跌落過程中受力大??？
觀點如下：
1）帶包裝的可靠性的話可以在跌落仿真中設置與實驗條件等同的分析狀態進行沖擊仿真，根據分析結果查看支座反力；
2） 汽車仿真比較關注網格質量因素，在這方面包裝跌落仿真也可以參考下。較好的網格直接可以直接提高仿真精度；
3） 有類同，除了跌落仿真，還可以用靜力分析評估；
4） 隨機振動分析也有必要；
5）電子元器件的焊點處理比較難搞；
6）PCB板變形量也有要求，否則對焊點，芯片都有影響；
7） 整機跌落把pcb板等只是配重：之前格力電器分析的PCB對一些很小的比如小電阻等很小的小件幾乎都省了，留下一些大的電阻、電容、散熱片等作為配重結構了；
內部PCB板出了問題，仿真分析難度增加。
展開 