隧道受力分析的案例
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優(yōu)化
本文以廈門東通道海底隧道為工程背景,采用三維有限差分軟件FLAC3D進(jìn)行流固耦合分析,研究仰拱曲率半徑及仰拱部位的防排水措施對圍巖位移及襯砌結(jié)構(gòu)受力的影響,優(yōu)化水底隧道斷面形式,以指導(dǎo)大型跨江海的水底隧道的設(shè)計和施工。
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優(yōu)化.pdf
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優(yōu)化
目前,國內(nèi)外學(xué)者對用于鐵路和公路交通的山嶺隧道斷面形式做了不少研究,并得出一些有價值的結(jié)論。但是,研究結(jié)論應(yīng)用于水底隧道是否同樣能滿足襯砌結(jié)構(gòu)受力合理的要求,是值得研究的問題。礦山法修建大斷面鐵路和公路水底隧道,其斷面形式主要采用馬蹄形斷面,并設(shè)置仰拱來控制圍巖位移及改善襯砌結(jié)構(gòu)受力。本文以廈門東通道海底隧道為工程背景,采用三維有限差分軟件FLAC3D進(jìn)行流固耦合分析,研究仰拱曲率半徑及仰拱部位的防排水措施對圍巖位移及襯砌結(jié)構(gòu)受力的影響,優(yōu)化水底隧道斷面形式,以指導(dǎo)大型跨江海的水底隧道的設(shè)計和施工
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優(yōu)化.pdf
展開 土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
1. 問題描述
設(shè)有一個直徑為6m的隧道，隧道圓心距離地面的距離為25m，設(shè)地面為寬度100m，高度50m的矩形，地面土體均勻，
2. 算例重點
① 加載方式的模擬
② 二維模型的建立
③ 接觸面的接觸分析
3. 模型建立及求解
(1) 建立部件（part）：
name：tunnel
Modeling space：2D Planar
Type ：Deformable
Base Feature-shape：shell
繪圖：基于（0，5）坐標(biāo)原點，點擊圓圈繪制，輸入3.2繪出直徑為6.4m的圓，點擊create construction，將圓圈分為六部分。
選擇split，在圓圈邊界上選擇對應(yīng)的分點，確認(rèn)。
Name：soil
其余同上
繪圖：基于坐標(biāo)原點，點擊矩形繪制，輸入（-50，-30），（50,30），繪制出土體。
點擊tool中的partion選擇type：face，選擇sketch，在相應(yīng)位置（0,5）繪制隧道孔，利用offset curve，繪制部件上的分割區(qū)，如圖并將點擊確認(rèn)
(2) 設(shè)置材料及截面特性
進(jìn)入propert模塊，點擊創(chuàng)建材料，先命名材料名為tunnel，設(shè)置彈性模量E為213e7，泊松比為0.2.
創(chuàng)建材料，命名為soil，設(shè)置密度為1750，彈性模量隨溫度變化為
Temp=1 E=3E7 V=0.32
Temp=1 E=1.5E7 V=0.32
摩爾庫倫布模型：摩擦角30 剪脹角0.1
保存
(3) 裝配部件（Assembly）
點擊創(chuàng)建整體，選取上面創(chuàng)建的兩種部件tunnel和soil，由于坐標(biāo)完備，可直接裝備完全。
展開 專業(yè)論文 | 土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
設(shè)置接觸命名為remove shotcrete，分析步在geostat，綁定隧道和土體。
6.定義荷載，邊界條件
邊界條件：設(shè)置為初始分析步，對土體左右兩側(cè)U1方向進(jìn)行固定，對土體底部進(jìn)行U2固定。
荷載條件：選擇geo分析步點擊gravity，選取整體，設(shè)置重力大小為-9.81。
7. 設(shè)置初始應(yīng)力
8.劃分網(wǎng)格
9.提交任務(wù)
有限元計算結(jié)果
位移分析
2.應(yīng)力分析
結(jié) 論
在土壓力的作用下，隧道受到了土體重力的作用發(fā)生了變形，其中隧道下沉，并伴隨壓縮變形。
文章來源：有限元分析軟件
展開 
淺埋隧道襯砌模型地層結(jié)構(gòu)法模擬受力分析
有限元數(shù)值計算分析
以地層結(jié)構(gòu)法為理論基礎(chǔ)，結(jié)合ABAQUS有限元分析軟件，建立隧道襯砌結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)隧道試驗方案和模型受力角度分析，圍巖和襯砌之間會有一個滑移面。因此在計算模型設(shè)置的時候，需在圍巖和襯砌之間設(shè)置摩擦系數(shù)，以此來貼合實際試驗情況。根據(jù)試驗室的試驗條件，試驗時將荷載施加在圍巖上，通過圍巖對荷載的傳遞，以此讓隧道的受荷情況更加貼合實際情況。所以在對有限元數(shù)值模擬計算模型施加的荷載考慮時，該模型荷載主要分為三種，即自重荷載、豎向壓強荷載和橫向壓強荷載。三種荷載分三個加載步施加 ，其中豎向荷載分10級加載，橫向荷載分5級加載，每級增量步均為20kPa。根據(jù)此加載方式，分析出襯砌在自重、自重加豎向荷載和自重加豎向荷載加橫向荷載三種工況下內(nèi)力和位移變化情況，且考慮材料的非線性，對模型進(jìn)行非線性分析計算，對計算結(jié)果進(jìn)行后處理分析，提取出特征點位置的荷載變化情況并分析。
2. 坑道模型載荷試驗
根據(jù)試驗方案，明確試驗方法，制作直墻圓拱式襯砌結(jié)構(gòu)模型，確定隧道襯砌模型的加載方案和監(jiān)測方案。通過有限元分析結(jié)果確定出隧道襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱點，該薄弱點即為位移和應(yīng)變監(jiān)測的關(guān)鍵部位。將隧道模型放置在土壓力箱中，為了讓測試結(jié)果更加明顯，豎向荷載和橫向荷載不能一次性加完，先施加豎向荷載，分10個加載步加載每級增量為20kPa，共加載200kPa，然后施加橫向荷載，分5個加載步加載每級增量為20kPa，共加載100kPa，至此加載結(jié)束。然后對傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得出隧道襯砌在實際加載試驗中其內(nèi)力變化規(guī)律。
二、有限元數(shù)值模擬結(jié)果與分析
單元類型
為了精準(zhǔn)的模擬出結(jié)構(gòu)真實的受力狀況并保證模型能夠收斂，這不僅僅取決于網(wǎng)格的質(zhì)量問題，更得選擇出比較合適的計算單元類型。
展開 【經(jīng)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(shè)置；
2、新舊混凝土截面接觸設(shè)置；
3、精細(xì)建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【iSolver案例分享41】承力方梁受力分析
【iSolver案例分享41】承力方梁受力分析
1. 引言：
iSolver為一個完全自主的面向工程應(yīng)用的通用結(jié)構(gòu)CAE軟件，對標(biāo)Nastran/Ansys/Abaqus，以結(jié)構(gòu)有限元分析為核心，具有靜力、模態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、非線性、多物理場等常用分析類型，兼容商軟模型接口，精度和商軟完全一致，并支持基于Python及C++的二次開發(fā)，快速集成客戶自研算法和分析流程，幫助客戶實現(xiàn)自研程序的商業(yè)化包裝和推廣，可用于航天、航空、船舶、汽車、機(jī)械、電子等各個領(lǐng)域。
本文以承力方梁受力分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結(jié)果進(jìn)行對比。
2. 模型背景
此案例為某型承力方梁的靜力學(xué)分析，分析對象為不規(guī)則三維實體結(jié)構(gòu)，為保證最大限度將模型劃分為六面體網(wǎng)格，需要將模型進(jìn)行適當(dāng)切分。該多承力方梁結(jié)構(gòu)材料為鋼，其彈性模量為200000MPa，泊松比為0.33。
3. 建模
考慮到結(jié)構(gòu)的減重設(shè)計和模塊化設(shè)計，方梁進(jìn)行了相應(yīng)的開槽和挖孔設(shè)計，結(jié)構(gòu)具體形狀如下：
由于方梁結(jié)構(gòu)形式較為明確，為保證模型的求解精度和求解效率，整體采用六面體網(wǎng)格劃分，單元類型選用實體單元C3D8R，模型共劃分為304383個節(jié)點和243304個單元。有限元網(wǎng)格如下圖所示。
模型采用毫米單位制，材料屬性設(shè)置如下：
方梁假設(shè)受載形式為兩端固支、中心承壓，則約束條件為模型左右兩側(cè)約束六個自由度，載荷條件為模型頂部施加40MPa的壓強載荷。
4.
展開 基于ansys apdl 命令流分析玻璃/環(huán)氧中心開口板的受力分析 ￥59.9
材料性能： 單層材料： E1=4.8×104Mpa E2=E3=1.6×104Mpa
ν2=ν13=0.27ν23=0.2
G23=0.4×104Mpa G12=G13=0.8×104Mpa
每層厚度：0.15mm用 shell 單元模擬
長方形:長 200mm寬 40mm
半徑:5mm
長方形右邊受 1000N 均勻拉力 左邊固支
2. 學(xué)號對應(yīng)的圓心坐標(biāo) 2（75,20）
3. 五層層合板的力學(xué)性能 [0/90/0/90/0]
網(wǎng)格劃分可以自由劃分，最好用映射網(wǎng)格劃分含缺陷部分。
2、建立模型
網(wǎng)格劃分：
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3
映射網(wǎng)格劃分
模型求解的結(jié)果
施加約束（載荷）：
長方形左邊固支右邊受 1000N 均勻拉力
3、有限元結(jié)果分析
受力方向位移圖（整體）：
X 方向的位移圖
Y 方向的位移圖
Z 方向的位移圖
Mises 應(yīng)力圖（每層）：
第一層Mises 應(yīng)力圖
第二層Mises 應(yīng)力圖
第三層Mises 應(yīng)力圖
第四層Mises 應(yīng)力圖
第五層Mises 應(yīng)力圖
結(jié)論：
由Mises 應(yīng)力圖可以得出對稱層合板之間的應(yīng)力圖是相同的
展開 MATLAB實戰(zhàn) | 平面桁架結(jié)構(gòu)受力分析
以節(jié)點E為例，其受力如圖7-4所示。
斜梯扶手受力分析
3、觀測位置參數(shù)：對于網(wǎng)格劃分有限元分析，其受力點與底部約束位置應(yīng)力分別為：22.517Mpa，39.64Mpa，受力點位移為2.85mm，通過SimSolid獲取相應(yīng)位置應(yīng)力分別為：21.89Mpa，37.97Mpa，受力點位移為2.57mm，綜合看兩者結(jié)果相差不大，均可做為設(shè)計參考。
綜合本次模擬結(jié)果分析可知，對于設(shè)計周期有限，結(jié)構(gòu)相對簡單的產(chǎn)品設(shè)計，可以通過使用SimSolid進(jìn)行分析，已到達(dá)節(jié)省設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本的目的。
公園石凳受力分析
首先打開Workbench，將工具欄中的靜力分析模塊【Static Structural】拖拽到右側(cè)的空白區(qū)，
為了分析的方便性，這里不再對材料進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)默認(rèn)的材料為結(jié)構(gòu)鋼，直接導(dǎo)入模型右擊【Geometry】→【Import Geometry】→【Browse…】，找到事先建立好的模型打開
導(dǎo)入模型之后，雙擊A4欄的【Model】，進(jìn)入模型的網(wǎng)格劃分界面，然后在左側(cè)操作區(qū)右擊【Mesh】→【Generate Mesh】自由劃分網(wǎng)格
網(wǎng)格劃分好之后，模型如下圖所示，網(wǎng)格劃分的比較粗糙，關(guān)于網(wǎng)格的劃分方法，我會在后面的講解中詳細(xì)介紹。
傾斜板殼荷載受力分析
斜板受力分析
1、模型尺寸
該板與整體1軸的夾角為30度，—端固支,另一端約朿，但僅可沿平行于板軸的軌道運動D當(dāng)板承受均布載荷時，確定跨中的撓度。
圖1 模型尺寸圖
2、定義材料
板的材料是各向問性的線彈性材料，其彈性模童E=30X109Pa，捫松比P=0.3。
3、施加荷載與邊界條件
左端固接，右端約束住，僅僅可以沿平行于板的軸向的方向移動。
在殼上部設(shè)置均布荷載，荷載值為2.0E4Pa。
4、網(wǎng)格劃分
整體單元尺度為0.1，在部件上撒播種子，使用系統(tǒng)經(jīng)典的四邊形格式劃分。
圖2 模型網(wǎng)格劃分圖
5、后處理
（1）應(yīng)用工具欄中的Module中的Visualization，進(jìn)入到可視化模塊，然后polt，繪畫變形的模型圖。
圖3 模型殼單元法線圖
（2）應(yīng)用顯示組得到應(yīng)力數(shù)據(jù)參數(shù)如下。
通過對應(yīng)應(yīng)力峰值的軸向應(yīng)變ε11=0.0079。
展開 我?guī)臀錆h紅花會分析分析物資存儲的受力分析 ￥10000
受武漢疫情影響，這幾天都宅在家里，閑來無事，看見武漢紅花會的一些尸位素餐的敗類，居然說物資太多，找不到，就想能否化憤怒為動力，作為一個CAE搬運工，也能給此次疫情添磚加瓦盡一份綿薄之力。
翻出前些年接到的三個項目，都是有關(guān)承載剛度，約束加載計算等的。
1.項目一：該結(jié)構(gòu)為某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點，該鋼結(jié)構(gòu)全部采用螺栓連接，需要計算該鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點在預(yù)緊力螺栓連接下的承載剛度。
2.項目二：某倉儲貨架，該結(jié)構(gòu)由立柱、橫梁和貨架層板組成，其中立柱和橫梁均采用beam188單元建模，橫梁為異形截面，并且和層板耦合連接（相當(dāng)于筋板），貨架層板采用shell181單元建模，計算貨架層板能夠承載的極限載荷。此結(jié)構(gòu)通過ansys APDL進(jìn)行建模計算。內(nèi)容包括定義單元、設(shè)置材料參數(shù)、異形截面梁單元的設(shè)置、約束加載和計算結(jié)果查看等。
3.項目三：一個門型架，該門型架采用H型鋼焊接而成，H型鋼橫梁和立柱均為變截面梁，計算該門型架在上部承受一定載荷的變形及應(yīng)力情況。內(nèi)容包括定義單元、設(shè)置材料參數(shù)、變截面梁單元的設(shè)置、約束加載和計算結(jié)果查看等。
展開 基于ANSYS的光伏支架受力分析
摘 要：以光伏支架主體結(jié)構(gòu)為主要研究對象，利用SolidWorks軟件建立光伏支架的3D模型，導(dǎo)入到ANSYS軟件中進(jìn)行分析，在分析時主要考慮對光伏支架最不利的工況，其荷載主要包括風(fēng)荷載、雪荷載、恒荷載和光伏支架自重，根據(jù)光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程相關(guān)規(guī)定，計算后施加在檁條和組件連接的面上，荷載組合為風(fēng)荷載、雪荷載、恒荷載相加作用。分析結(jié)果中得到光伏支架總變形、x向變形、z向變形、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變等分析情況。分析結(jié)論對光伏支架的研發(fā)具有一定參考意義。
關(guān)鍵詞：光伏支架;ANSYS;受力分析;有限元;
0 引言
光伏支架（solar panel bracket）是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為放置、安裝和固定太陽能面板而設(shè)計的支架。自從我國提出碳達(dá)峰碳中和以來，光伏行業(yè)迎來了新的發(fā)展和機(jī)遇，光伏支架的需求也是逐漸增長[1]。在設(shè)計上，要做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)符合GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[2]中有關(guān)規(guī)定，對光伏支架進(jìn)行有限元分析有助于結(jié)構(gòu)和強度的檢驗和改進(jìn)及材料的合理應(yīng)用。
本文以光伏支架主體結(jié)構(gòu)為研究對象，利用Solid Works建立光伏支架三維模型，導(dǎo)入到ANSYS中，根據(jù)光伏支架在最不利的工況下，在光伏支架上添加恒荷載、風(fēng)荷載和雪荷載，同時還考慮了光伏支架的自重，對光伏支架進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到了光伏支架的應(yīng)變、應(yīng)力圖，對光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計受力情況進(jìn)行分析。
1 ANSYS的前處理
1.1 ANSYS有限元分析流程
有限元是把一個原來是連續(xù)的物體劃分為有限個單元，這些單元通過有限個節(jié)點相互連接，承受與實際荷載等效的節(jié)點載荷，根據(jù)力的平衡來進(jìn)行分析，根據(jù)變形的協(xié)調(diào)條件來把這些離散的單元組合起來進(jìn)行綜合求解的方法，其思想為離散化思想。基于ANSYS的分析流程主要分為前處理、求解和后處理3大步驟。
展開 abaqus受力分析實例
[media=swf,500,375]http://you.video.sina.com.cn/api/sinawebApi/outplayrefer.php/vid=52674273_1729629187_O02xTyU4B2XK+l1lHz2stqkP7KQNt6nkjmi9vVCtJAZeQ0/XM5GcYNsA5CvRA9kEqDhAQZo5cvok0B4/s.swf[/media]
