abaqus鋼架分析的案例
某除塵器鋼架結構的分析思路及Midas分析過程 ￥20
圖3支架模型
模型荷載輸入簡圖如下：
(恒荷載：包括柱頂荷載及鋼支架上層平臺走道荷載)
(活荷載：柱頂荷載）
(活荷載：鋼支架下層平臺檢修樓面荷載)
(X向風荷載,柱頂荷載)
(X向風荷載,包圍鋼架的風荷載)
(Y向風荷載，柱頂荷載)
(Y向風荷載，包圍鋼架的風荷載)
(地震荷載)
(鋼支架地震載荷)
圖4 載荷添加示意圖
鋼架結構計算及加固方案分析 ￥15
<p class="ql-align-justify"> 本項目是一臺設備鋼架的結構復核和加固計算，鋼架加固的難點在于，1、<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(64, 64, 64);">老舊鋼架因改造或損傷導致原有傳力路徑改變，需通過有限元模型（FEM）逆向推演。2、實際支座（如鉸接、滑動支座）與理論假設不符，可能引發應力集中或失穩。3、梁柱節點因加固板焊接的失效，導致剛度突變，可能引發脆性破壞。基于以上特點，鋼架結構加固的本質是“在約束條件下重構力學平衡”，需綜合計算精度、施工工藝、成本控制的矛盾。</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(64, 64, 64);"> 以下為本項目案例，對加固措施的結果驗算</span></p><p>1、 結構設計信息</p><p>結構類型：無側移鋼框架</p><p>設計分析軟件：midas Gen</p><p>設計規范：</p><p>1. 《建筑荷載設計規范》（GB 50009）</p><p>2. 《鋼結構設計標準》（GB 50017）</p><p>3.
展開 鋼架的瞬態分析
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鋼架橋極限載荷分析
前面，我們從拱肋內傾，研究表明拱肋適當內傾，能夠影響鋼引橋的橫向穩定性，接下來，我們將從拱肋截面形式變換，來探討分析不同拱肋截面形式改變，致使鋼引橋的穩定性的改變。
拱肋截面形式
組合截面 550x300x12x14
HM482X300X11/15
熱軋H型鋼
300x450x10
鋼箱梁
橫截面積
146.6
146.4
146.0
極限承載
8.8
8
10.6
【iSolver案例分享29】彈塑性鋼架橋梁的模態分析案例
引言：
結構有限元軟件iSolver已發展到一定階段，現采用結構有限元軟件iSolver進行結構分析，iSolver可使用Abaqus作為前后處理工具，本文以橋梁結構的模態分析為例，將iSolver和Abaqus計算結果進行對比，計算實例采用《Abaqus Tutorial：Natural Frequency Extraction of a Bridge》中的經典案例“橋梁結構的模態分析”，比對兩種有限元軟件的計算結果。之前采用線彈性實體單元提取了拱橋的模態。這次采用非線性的彈塑性材料，分別用殼單元模擬橋面，用梁單元模擬支柱，提取橋梁模態。
2. 建模：
下面以一個橋梁為例，對其進行模態分析，分析其固有頻率和振型模態，對拱橋的設計具有重要意義。在計算過程中，采用國際單位制：長度（米，m）、質量（千克，kg）、力（牛頓，N）、應力（帕，Pa）、時間（秒，s），橋模型如圖所示。
圖1 橋梁有限元模型
操作：
模型為密度=8000kg/m、彈性模量E=210×10^9Pa，泊松比v=0.3的彈塑性各向同性材料。橋面采用殼單元模擬，支柱采用梁單元模擬，需定義梁截面方向。設定好材料參數后，建立分析步，求解前10階固有頻率和振型。
圖2 材料參數
圖3 分析步
創建邊界條件，約束橋梁底部的6個自由度。
圖4 設置邊界條件
劃分網格，網格數量為272。
圖5 劃分網格
分別采用Abaqus和iSolver求解器進行計算。
3. 結果對比
1) 頻率
對比兩者的計算結果。以下是前10階固有頻率的對比。
展開 反向循環荷載下十字形連接鋼架結構的分析
一 引言
國產自主有限元軟件iSolver在結構分析領域有著高精度和高可靠性，已經在許多工程案例中得到驗證。目前，已發布的案例大多集中在單一載荷作用下的結構分析，涉及的應用場景主要是靜力分析或單一的動態載荷。然而，在實際工程中，結構往往需要承受多種載荷的綜合作用。為進一步驗證iSolver在復雜荷載條件下的分析能力，本文將使用iSolver對十字形連接的鋼架結構進行反向循環載荷分析，并與Abaqus的計算結果進行對比，驗證其計算精度和穩定性。
二 算例描述
本算例研究的是一個十字形連接的鋼架結構，目標是計算該結構在一對反向循環載荷下的力學響應。反向循環荷載在許多實際工程中具有廣泛的應用，如橋梁、管道連接以及結構抗震分析等。十字形連接的鋼架結構在受到反向循環載荷時，其變形、應力和疲勞性能尤為關鍵。因此，準確預測其在這種荷載作用下的行為對工程設計具有重要意義。通過這一分析，我們不僅可以評估iSolver在復雜載荷下的表現，還能為今后的多荷載條件下的結構分析提供參考。
1導入準備好的幾何模型
圖1 導入幾何模型
2添加材料
點擊Module，選取Property，進入材料屬性設置模塊，點選菜單Material→Create，打開Create Material對話框，創建材料屬性，如下圖所示。
圖2 添加材料
在對話框中對材料屬性進行如下圖3所示的設置。點擊OK完成材料屬性的創建。
圖3 材料屬性
3添加單元屬性
然后繼續在Property模塊里點擊Section→Create Section按鈕，選擇Mechanical的Shell,Homogeneous。
展開 袋除塵器鋼架和灰斗結構加固計算及有限元分析 ￥15
某項目袋除塵器鋼架和灰斗經結構鑒定和荷載分析后提出局部增強與補強思路（適用于局部強度或剛度不足）
針對鋼架局部增加鋼板或型鋼加強筋
適用對象：主要針對鋼架梁柱的局部變形或應力集中區域。
具體做法：對于鋼架的梁、柱，可在其翼緣或腹板處焊接角鋼、槽鋼等作為加強筋，形成“桁架”或“框架”效應，有效提高抗彎和抗扭剛度。
優點：針對性強，施工相對簡單快捷。
缺點：可能增加少量重量，需注意焊接工藝防止產生新的應力集中。
針對灰斗增設掛板或內部支撐
灰斗的掉落往往是由于灰斗板與灰斗梁之間的角焊縫焊接不牢固或長期運行后有脫焊現象，使灰斗無法承擔設計盛灰量，從而發生事故。而灰斗掛板正是為了增加灰斗板與灰斗梁焊縫強度的作用，往往是進行改造（特別是電改袋）常用的灰斗加固方式。
適用對象：大尺寸灰斗側板鼓脹、鋼架局部失穩。
具體做法：在灰斗內部兩個對立側板之間焊接型鋼（如工字鋼、H型鋼）作為水平或豎向支撐桿，將板面承受的荷載轉化為支撐桿的軸向力
優點：能有效抑制板面變形，提高穩定性，效果顯著。
缺點：可能對灰料流動產生輕微影響，需注意防磨和防積灰設計。
（1）鋼支架加固
由于除塵器鋼支架的橫梁、縱梁及柱間斜撐的選型均為20#工字鋼，經計算第一層5.7m長橫梁的應力比超限、第二層橫梁的長細比超限，因此需要對該兩層橫梁（20#工字鋼）進行加固計算。
圖1 20#工字鋼加固方案
第一層5.7m長橫梁的組合應力比為1.17，原20#工字鋼的強軸慣性矩Iy= 23686112mm4，Wx=236861mm3，加固后強軸抗彎模量Wx需大于236861×1.17=277127mm3。
展開 2006年會msc.dyran--鋼架結構多點墜落仿真分析
鋼架結構多點墜落仿真分析
鋼架結構多點墜落仿真分析.pdf
基于midas MeshFree的駕駛室吊具鋼架的靜力學分析及其與SimSolid的對比
meshfree-diaoju.rar
問題來源
本次分析來源于實際工程問題，駕駛室吊具鋼架的工作原理如圖1所示，原吊具由繩索吊拉進行轉運，由于駕駛室轉運工藝變更，新設計吊具鋼架改為掛鉤固定，需對新設計的吊具鋼架進行強度分析并提出改進建議。MeshFree可以節省大量的有限元建模時間，快速對鋼架的結構強度進行分析判斷，找到結構薄弱環節進行相應改進，對改進方案的有效性進行評估。
無網格劃分仿真技術是近期的一個熱點，其特點是簡單快捷、操作容易上手快，對操作人員的理論知識要求較低，且集合了拓撲優化功能，特別適用于產品設計的初期階段，促進了CAE和CAD技術的融合，減少了CAE工程師一些簡單重復的工作，能提高效率，加快產品設計流程。筆者前期還對類似軟件SimSolid進行過體驗試用，此次同時運用MeshFree和SimSolid對本問題進行分析，并將結果進行對比。
操作和分析過程
1、導入三維和選取材料
MeshFree的操作較為簡單智能，導入三維后，軟件會根據零級間隙自動分析創建接觸連接關系，而這在一般的有限元分析軟件中往往是耗費時間精力較多的，對初學者是一個難點，SimSolid也有類似自動創建接觸功能，正所謂英雄所見略同，這個功能很好，特別適合于焊接關系較多的零件或總成。
MeshFree界面直觀簡潔，流程清晰，軟件漢化程度高，筆者覺得這點優于SimSolid。按照軟件的操作流程，整體導入三維和自動創建接觸后，便是設置材料，此處不詳述。在這一步，筆者發現材料庫還支持設置非線性材料的定義，軟件應該能支持材料非線性分析，這個功能待筆者日后體驗。
2、設置邊界、載荷，運行分析
接下來的重點是“分析條件”步驟。
展開 Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊分析卷下載
當然，對于方筒這類實際上是通過顯示方法實現的，更準確的講是動力屈曲分析，所以我們還得判斷動能、塑形耗散等能量參數，才能使結果更加準確。
下載地址：ABAQUS分析手冊分析卷
基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
本文通過時程分析的方法，考察隔震結構在大震作用下的性能，結果顯示，在大震作用下，結構的整體響應，無論是位移角還是結構的剪力，與小震結果都有明顯差異，隔震支座對結構性能的改善，主要體現在結構的上部，對結構的中下部則較小，且不再滿足規范中對剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會對結構的計算結果起到放大作用，使微小差異的結構方案在大震作用中表現出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結構分析應用
Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
三、后處理
1、位移云圖
圖8 位移云圖
2、應力云圖
圖9 接觸定義
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊材料卷
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
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子模型
鋼架分析模型
如果已經完成了一個結構分析，想要用更精細化的模型來研究該結構的局部響應，那么我們可以使用子模型分析技術來完成這個想法。
子模型是整體模型的局部區域，它可以具有更精細的幾何結構或網格劃分，通過將整體分析中截斷面上的載荷或位移傳遞給子模型邊界的方法，來驅動子模型進行分析。
子模型使用不同的單元并增加了8顆螺栓
在此鋼架分析的案例中，整體模型中沒考慮細節連接形式，采用了比較粗糙的S4R殼單元，而在子模型里我們采用精細化的幾何結構和網格，將螺栓連接考慮在內，單元類型都采用C3D8I實體單元，子模型的第一個分析步施加螺栓預緊力，第二個分析步施加子模型邊界驅動。
子模型邊界驅動方式分為基于節點的驅動（通過Load模塊BC-Submodel設置）和基于面的驅動（通過Load模塊Load-Submodel設置）。相較于整體模型，局部（子模型區域）剛度變化較大時宜采用基于面的驅動，但它只支持實體-實體單元，且僅在靜力學分析中可以使用；基于節點的驅動使用范圍較廣，支持多種單元類型之間的驅動，其中就包括此鋼架分析中使用的殼-實體單元，并且可以在Standard/Explicit之間的相互驅動；同一個子模型中兩種驅動方式可以混合使用。
展開 Abaqus的響應譜分析 附Abaqus頻響分析完整過程下載
在ABAQUS中，響應譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設置一個頻率提取分析步，提取結構的前幾階固有頻率；在第二個分析步中設置響應譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵是在step中加載的，不需要在load中進行設置。
下載地址：Abaqus頻響分析完整過程
Abaqus預應力模態分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
預應力模態
模態分析是一個線性攝動分析，只能進行線性求解。在動力學方程中，其載荷矩陣和阻尼矩陣為0，特征值的提取只取決于剛度矩陣和質量矩陣。而結構在外載荷的作用下剛度矩陣會發生變化，也就間接影響了結構的固有頻率。而預應力狀態下，我們不清楚剛度矩陣的變化對模態頻率的影響時，便需要進行預應力模態分析。
Abaqus預應力模態求解
分析流程如下：第一步先進行非線性靜力學求解——第二步進行模態提取
需要注意的是第一步求解時必須打開幾何非線性，即NLGEOM = YES 否則第一步求解完成后剛度矩陣不會改變，模態頻率也就不會發生變化。第二步模態求解無需設置PERTURBATION（線性攝動）或幾何非線性，軟件默認在開啟幾何非線性的后續分析步中繼續保持。
另外，第一步非線性靜力求解的材料非線性，接觸等都會對結構的剛度矩陣產生影響，進而改變模態頻率。材料如果進入塑性，相應的切向模量會降低，進而導致結構剛度矩陣變小。
靜力分析下接觸狀態的改變也會對剛度矩陣產生影響。Abaqus在進行預應力模態分析時對接觸的處理如下：第一步進行非線性接觸分析，軟件會把第一步分析結果的接觸區域作為第二步模態分析的作用區域，而第一步分析結果的接觸面分開區域不予考慮。需要注意的是，在進行第二步模態分析時，接觸區域并不是簡單的直接轉變為Tie處理，而是通過附加接觸剛度來進行求解。
Abaqus重啟動設置
重啟動分析方式是一種很便捷的模式。比如，我們需要算在預應力狀態下的模態，振動，沖擊等等一系列工況，而如果不進行重啟動分析，則每個分析工況下都需要重新計算預應力工況，對于大模型，嚴重影響計算效率；而進行重啟動設置后，預應力工況只需計算一次。
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