復雜鋼結構的案例
IDEA復雜鋼結構節點分析
IDEA復雜鋼結構節點分析
大型鋼結構設計仿真高效案例 | 7738個零件60分鐘建模30分鐘求解，比傳統仿真結果相差5%以內！
這使得工程師能夠在大型結構中預見更好的替代方案，并在現有項目時間表內快速發展設計。借助SimSolid，設計團隊可以對其最復雜的零件進行多次迭代，并以驚人的速度探索大型裝配體的多種替代方案。
SimSolid具備以下特征：
無網格技術
無需任何幾何簡化
適用大型復雜裝配體
幾秒到幾分鐘給出準確結果
支持非線性和動力學分析
自動識別螺母和螺栓
自動創建接觸和焊接
SimSolid革新了現有的大型鋼結構分析：無網格，精度高、比80%的鋼結構分析工具更快、更輕松處理大型裝配體和復雜鋼結構節點。
關于精度，國際有限元組織（NAFEMS）曾做過標準測試，與傳統有限元軟件結果相比，這些測試結果差異在5%以內。
標準測試結果匯總表 (NAFEMS)
我們將通過以下四個案例為大家介紹一下SimSolid在大型建筑結構上的應用特點。
案例一：大型鋼結構舞臺
該舞臺整個裝配體有7738個零件，從幾何導入到結果輸出，SimSolid在2小時內就完成了一輪性能評估，建模約60分鐘，主要處理連接的創建和檢查，求解約30分鐘。
可能同樣的時間，傳統分析只夠考慮做怎樣的幾何簡化來減少網格劃分和計算機求解的工作量，而無網格求解器SimSolid已經完成了整個結構的評估。針對此類大型結構，在設計的早期引入SimSolid來應對大型結構的頻繁變更，將極大縮短項目設計周期。
關于此舞臺的更多建模細節視頻：
案例二：立面鋼結構
對于此類鋼結構，SimSolid可以直接分析完整的裝配體，不用做任何幾何簡化。這樣的好處是，邊界條件可以完整地施加在真實的幾何上。如果對幾何進行簡化，勢必也要花更多的時間和專業知識來衡量簡化后的邊界條件。
展開 ABAQUS-復雜鋼結構節點建模要點
<p>實際鋼結構設計工作中，當節點較為復雜時，可采用有限元軟件來分析一下鋼節點的應力及變形。以如下模型為例，講述<a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ABAQUS</a>建立此類復雜鋼節點的要點。</p><p class="ql-align-center"><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/tN1JdwWytXXqsXs2icwia8jwQrzRBk5FJaYyH2zrFjdIqFHtaMruBEmiayWI3jpVjTaha5Yg2lwhxwV1y8oWiaibwcw/640?wx_fmt=png"></p><p><strong>1、采用CAD的3維建模</strong>建立此鋼節點的模型，建好后輸出為sat格式，在ABAQUS里導入part。在CAD里建模時，可以先畫好平面，然后采用拉伸形成3維鋼板，一個鋼梁由多個小部件組成，如下圖所示，右側的鋼梁由左側的5部分組成。節點相交處采用差集來進行切割。
展開 考慮了雙非線性的復雜鋼結構節點極限承載力分析
一、工程概況
本工程為某影城廣場前的“大門”，建筑創意為電影的膠片-大飄帶，建筑效果圖如圖1所示，結構設計采用MIDAS GEN 2020（V2.1）軟件，結構采用鋼結構片狀桁架形式，如圖2所示，端部采用V字型支撐整個結構體系，V字型支撐底部與基礎連接，本文主要研究對象為V字型柱腳節點，該節點為關鍵受力部位，如圖3所示。
圖1 建筑效果圖
圖2 結構設計模型
圖3 V字型柱腳節點
二、有限元計算
2.1、節點幾何模型
根據MIDAS Gen整體計算模型實際截取部位選取其中一個具有代表性且受力最大位置的節點進行有限元分析。支座2（節點844）由兩根斜桿交匯形成一個“V”字型并匯交于底部鋼板支座上，如圖 4所示，節點的構造及各桿件幾何關系、三維幾何模型如圖。
圖 4 支座2（節點844）
圖 5 支座2節點平立面圖及RHINO三維示意圖
《鋼結構設計標準》GB50017-2017中沒有V字型柱腳節點的具體計算方法，對于此類特殊構造且傳力關鍵部位的節點，需要進行有限元補充計算，在設計階段通過MIDAS FEA軟件建立節點的有限元模型，進行結構整體協同分析，檢驗節點處的設計安全性。節點作為結構整體的一部分，經常被剝離出來并進行邊界簡化，并從結構設計軟件提取內力施加到節點有限元模型中去，再進行節點有限元計算分析，但邊界條件假定會對結果產生一定的誤差，工況較多，不便進行手動施加內力，故而采用MIDAS FEA進行節點與整體模型協同分析。后述并給出MIDAS FEA設計工況下的承載力分析結果。
審圖專家認為本節點是關鍵的傳力節點，需要進行極限承載力的驗算，提出按照設計荷載的1.6倍來復核節點，以驗證節點的安全系數。
展開 
hypermesh中焊接鋼框架結構網格劃分思路(經驗分享)
前言： 對于焊接鋼框架結構，關鍵的(也是關心的)區域主要是是焊接區域。使用實體單元計算可以詳細得到局部應力分布及應力集中情況；而使用梁單元則只能得到主體應力或者說平均應力，無法關注局部情況。需要說明的是，在土建行業使用專業仿真軟件中，針對超大型的復雜鋼框架結構，基本上都是用梁單元計算的，強度、變形校核都是依據相關標準中理論公式計算的，此時再關注局部細節顯得意義不大。
正文：這里以有點復雜的焊接鋼框架結構，并以六面體實體單元網格劃分為例，如下圖所示，一個鋼框架的局部模型。幾何特點：多層，縱、橫梁與主支撐交錯，多處交錯位置的梁厚度不一、位置關系不對齊。針對這樣的結構，想完全以六面體網格劃分，還是挺費功夫的(如果你有充裕的時間，可以慢慢來)。
對于初學者或者經驗不多的朋友來說，面對這種結構，第一反應就是對整體結構或對稱結構切分實體。是的，沒錯。可是往往到最后，你會發現這個整體結構可能被你切的支離破碎，看的眼花繚亂，網格劃分效率反而低，如果再想控制整體網格數量，每個位置調整，真的非常耗時間。
這里給大家的建議是“避輕就重”。其實這個思想在網格劃分中是經常用到的。"重"就是如上圖所示的關鍵的區域——交錯焊接位置（結構件的連接位置，是零部件強度校核的主要位置），"輕"就是主體結構(不含局部重要區域)。
針對本文模型，只把交錯焊接位置切割出來進行詳細網格劃分，而不要整體切割。關鍵區域網格畫好后，再延伸網格。相鄰的關鍵區域劃分的單元個數、層數往往不一致，網格延伸交接時需要在網格過渡區域(非關鍵區域)進行處理，如果想保證共節點，可能會用到三棱柱單元，也可能不必用。如果還不行，就不用共節點處理，直接用綁定接觸。
展開 基于 HyperMesh 的鋼結構仿真流程自動化定制
螺栓連接由于存在預緊力與接觸面間的摩擦力，螺栓連接使有限元模擬變得復雜。由于算法與計算規模的限制，在螺栓聯接結構的有限元分析中，常常采用簡化模型。簡化模型從整體結構承載出發，給出了有限元仿真中螺栓聯接的簡化方法：①螺栓聯接的兩部件的相應節點融合成一個節點。②彈簧元模擬螺栓。③采用桿單元與梁單元連接。
2 總結和討論
本文基于 HyperMesh 進行鋼結構仿真分析的二次開發，制定客戶化的仿真流程。在本文的客戶化制定中，對于一般力學分析類型，進行了統一的流程規范，通過該定制可以使得分析人員從重復工作中解脫出來，提高分析效率。通過客戶化定制，將日常工程工作中常用的載荷曲線，典型材料等加入到了軟件中，可以即時調用，從而大大提高了分析的效率和能力。另外，對于復雜的鋼結構剛強度分析，一般分析之前需要對結構進行結構分析或者叫經驗分析，在本客戶化定制中，對于獲得實踐驗證的典型結構的力學分析經驗進行了流程固化，從而大大降低了復雜問題分析中不同分析人員之間的能力差異所造成的影響。該分析流程固化的標準制定是針對不同鋼結構特點而進行的，同時需要結合工程實踐長期積累總結。
展開 iSteelStructure｜結構部件有限元精細模型建模案例合集 2023年版
團隊長期從事復雜鋼結構方案顧問、第三方結構咨詢、結構施工圖設計與優化、鋼結構設計研究、建筑結構參數化設計研究。歡迎合作。
【鋼結構原理】五種鋼結構失穩模式
05-殼屈曲（Shell Buckling)
殼體屈曲是指薄而彎曲的結構（殼體），如圓柱形、球形或錐形（例如儲罐、筒倉、管道）在受到壓力或側向載荷時失去穩定性的現象。
當這些載荷導致殼體發生變形，從而降低其繼續承受載荷的能力時，可能會導致顯著的變形甚至坍塌。
導致殼體屈曲的內力可以是：軸向壓力/環向壓力/剪力。
殼體屈曲承載力受以下因素的影響：殼體厚度/殼體形狀/邊界條件/初始缺陷/材料特性等。
06-對比表
既然每種失效類型都已定義并概述了其特征，下面的表中總結了它們之間的主要區別。該表提供了一個簡明的概覽，突出了每種失效模式的主要受影響結構元素、導致失效的主要載荷條件、產生的變形以及決定該模式的關鍵因素
07-總結
在結構設計中，可能會出現幾種常見的穩定性問題，尤其是在設計過程中未充分考慮的情況下。本文概述了五種此類屈曲問題。本文旨在幫助您了解這些問題的根本原因、行為及其影響的結構元素。這些知識將使您能夠識別和區分這些穩定性問題，為您在分析中整合這些問題并設計出具有彈性和安全性的結構奠定堅實的基礎。
展開 鋼結構連接、鋼結構強度穩定性、鋼筋支架、格構柱計算
◆鋼結構連接計算
一、連接件類別
不焊透的對接焊縫
二、計算公式
1．在通過焊縫形心的拉力，壓力或剪力作用下的焊縫強度按下式計算：
2．在其它力或各種綜合力作用下，σf，τf共同作用處。
式中 N──-構件軸心拉力或軸心壓力，取 N＝100N；
lw──對接焊縫或角焊縫的計算長度，取lw=50mm；
γ─-作用力與焊縫方向的角度 γ=45度；
σf──按焊縫有效截面(helw)計算，垂直于焊縫長度方向的應力；
hf──較小焊腳尺寸，取 hf=30mm；
βt──正面角焊縫的強度設計值增大系數；取1；
τf──按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應力；
Ffw──角焊縫的強度設計值。
α──斜角角焊縫兩焊腳邊的夾角或V形坡口角度；取 α=100度。
s ──坡口根部至焊縫表面的最短距離，取 s=12mm；
he──角焊縫的有效厚度，由于坡口類型為V形坡口，所以取 he=s=12.000mm.
三、計算結果
1. 正應力：
σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
2. 剪應力：
τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
3. 綜合應力：
[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；
結論:計算得出的綜合應力0.167N/mm2≤對接焊縫的強度設計值ftw=10.000N/mm2，滿足要求！
展開 航母甲板所需特種鋼制造工藝復雜
結構鋼板：主要是甲板鋼，厚度在5厘米左右。它是使用最頻繁的地方，所以鋼制要求很高，耐磨、耐高溫、耐腐蝕等，最重要的是為了減少焊縫，需要鋼材平面越大越好！
為了甲板能在抗擊打能力與經濟效益之間取得平衡，甲板一般都為30cm厚度的特種鋼。此特種鋼必須能夠承受30噸戰機的起落沖擊能力和巨大摩擦力，即屈服強度必須大于800Mpa以上，并且要求在高達幾千度的發動機尾焰的燒灼下不變形，表面粗糙度不得大于5mm，只有滿足以上基本條件才能保證艦載機的安全起降。顯而易見這種鋼材是重要的戰略物資，世界上也就只有中國，美國，俄羅斯及英國等四國能夠制造出來。
展開 ANSYS 有限元模型 平面鋼閘門 水工鋼結構 鋼閘門 ￥299
水工平面鋼閘門有限元ANSYS模型，附件包含完整的db文件，ansys15.0版本及以上高版本均可以打開，模型完整可以進行各種靜力動力計算。展示圖靜力計算結果云圖。
本人擅長平面鋼閘門，弧形閘門，對開式弧形閘門各種類型閘門及鋼結構建筑、水壩強度校核，包括靜力分析，干模態，濕度模態（添加附加質量），地震時程分析（考慮恒定荷載，重力水壓力等），地震譜分析（針對水壩閘室無質量地基法等），弧形閘門支臂曲曲分析（包括考慮重力和不考慮重力）
水工弧形鋼閘門有限元ANSYS模型鋼結構 ￥399
水工弧形鋼閘門有限元ANSYS模型，附件包含完整的db文件，ansys15.0版本及以上高版本均可以打開，模型完整可以進行各種靜力動力計算。展示圖靜力計算結果云圖。
本人擅長平面鋼閘門，弧形閘門，對開式弧形閘門各種類型閘門及鋼結構建筑、水壩強度校核，包括靜力分析，干模態，濕度模態（添加附加質量），地震時程分析（考慮恒定荷載，重力水壓力等），地震譜分析（針對水壩閘室無質量地基法等），弧形閘門支臂曲曲分析（包括考慮重力和不考慮重力）
WB14.0游樂設備結構分析（復雜結構精細化模型，六面體網格
大擺錘結構應力分析報告.zip
游樂設備中的大擺錘，是游樂設備中結構相對復雜的設備
特點：結構復雜，六面體網格，合理的對稱簡化，
一些仿真中，各部件大都用板殼，梁單元去做，工作量大大簡化，但個人感覺，簡化后的模型，難以反映局部細節的應力情況，比如細節處的圓角，以及梁與面單元連接部位的出現應力奇異。
由于涉及行業隱私，和單位的一些法規，報告中隱去了一些內容，望見諒和理解，歡迎大家能夠踴躍討論，有不足之處，也希望大家能夠指點。
又一個復雜模具結構
02
模具設計
產品共有3處倒扣，倒扣1與倒扣2都采用油缸抽芯結構，倒扣3采用斜導柱+彈簧抽芯。
本模具澆注系統采用唧嘴，冷流道轉側進膠，1出2。
產品共有3處倒扣，倒扣1與倒扣2都采用油缸抽芯結構，倒扣3采用斜導柱+彈簧抽芯。倒扣1采用了行位內走行位結構，采用燕尾槽導向進行內縮脫扣。
模具頂出：
模具冷卻：
模具整體結構：
整體前模：
現在很多學習模具設計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料，第一本書看什么比較好，根據你們的需求，我將一些模具設計的資料進行了分類管理，希望你們能在模具行業前途無量。看下面
加群方式：
微信輸入/識別添加公眾號小編微信，并邀請進學習群！
資料領取vx：mujusheji999
PS ：已在學院其他微信群者請勿重復添加！
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群內福利：
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內容涵蓋：
UG編程~UG設計資料一份
產品實例模具設計視頻教程
其他模具設計設計相關素材資料等
展開 復雜艙段結構的快速有限元網格劃分
摘 要：當前航天裝備承制周期較短，概念設計能力需求增強，仿真迭代設計工作增多，故需要提高結構的快速有限元建模能力，傳統型號研制中較多采用六面體實體單元建模，建模水平要求高，效率較低。本文首先利用MSC.Apex軟件對復雜結構進行二階四面體單元網格自動劃分，并驗證其建模有效性，可替代人工六面體建模；再介紹單元拼接建模，對某些結構進行二階四面體和六面體網格拼接，通過模態頻率和模態振型兩個方面驗證建模的工程實用性，該方式兼顧了四面體建模的快速性和六面體網格易于編輯的優點，具備較高的工程創新性，可推廣使用。
關鍵詞：有限元建模;復雜結構;二階四面體;模態;
1 引言
大型航天裝備結構由多個艙段連接組成，艙段包含主體結構、蒙皮、各類安裝支架和單機，當前隨著型號飛行樣式越來越新、飛行速度越來越高，艙段集成度也越高，結構也愈加復雜[1]。此外由于裝備研制周期要求縮短[2]，概念設計能力需求增強，仿真迭代設計工作增多，因此復雜艙段結構的快速有限元網格劃分技術有著廣泛的航天應用背景。當前各研究單位仍然是采用有限元法建立裝備動力學模型，通過該模型完成相關動力學特性預示和優化工作，作為顫振計算、穩定控制等計算輸入[3]，為提升相關工作計算精度，需建立較為準確的有限元網格模型。目前已被行業廣泛接納的是六面體網格建模，該方式具備單元規模相對少、變形特性好、收斂速度快、求解精度高和計算資源需求低等優點，是網格建模的首選方式[4]。但六面體網格具有復雜的拓撲關系且模型適應能力差，對于不規則外形結構，連續完整的六面體有限元模型網格生成比較困難。因此，研究復雜體的快速有效建模具有重要的工程價值。
展開 