雙向地震數值分析的案例
木質框架模型雙向地震仿真分析
因為最大靜摩擦力稍大于滑動摩擦力，造成試驗所得滯回曲線轉折點處產生一個尖角，見圖6(a),為簡化計算，有限元分析時取理想滯回模型進行計算，如圖6(b)[11]。
四、有限元分析
4.1 中密度纖維板框架結構模型
根據木質多層框架結構模型尺寸，建立了有限元模型，如圖7所示。采用ABAQUS中兩節點線形梁單元B31模擬框架梁柱，框架節點按剛接簡化處理。有限元計算時采用非線性彈簧單元SpringA模擬棉繩的非線性力學特性，受拉剛度取2N/mm，受壓剛度為0。采用連接單元CONN3D2模擬摩擦阻尼器。通過設置連接單元的初始剛度和屈服荷載，以實現摩擦阻尼器特性。此分析模型Fd取30N，初始剛度取60N/mm。因樓面與質量塊采用熱熔膠粘結，造成樓面剛度較大忽略其變形，所以不考慮豎向荷載對各層樓面的作用，因此進行有限元分析時，將質量均勻分配到各層梁柱節點處，采用點質量模擬各樓層質量塊。
本模型計算采用仿真工作站，CPU為至強E5-2650（10核心20線程），內存64G。
4.3地震作用計算
采用隱式算法計算底部加速度時程作用下的結構響應，其基本思路如下：有限元分析分為兩個步驟，第一步采用Static General 步驟施加豎向重力荷載，模型底面采用固定約束；第二步采用Dynamic Implicit 步驟進行地震時程分析，釋放水平兩個方向的約束，并施加雙向地震波加速度時程。為驗證摩擦阻尼器的消能減震性能，進行了未設置阻尼器與設置阻尼器的兩個模型計算結果對比。兩個模型均作用峰值為250gal的雙向地震波時程曲線。圖8(a)為雙向250gal地震波，圖8(b)為6組地震波加速度反應譜。
展開 地震波數值模擬技術
針對各種邊界條件的優缺點，把組合邊界（透射邊界和匹配層邊界，特征分析法邊界條件和匹配層相結合）應用于高階差分數值模擬中，很好的處理了邊界反射問題。
數值頻散是有限差分數值模擬的又一個關鍵問題。地震波在傳播過程中存在物理耗散與物理頻散現象：物理耗散是指波的振幅因物理阻尼作用而衰減的現象；物理頻散是由物理介質的原因，波傳播相速度隨波數發生變化的現象。用 差分方程逼近微分方程時引入了誤差項，有時這些誤差項使計算結果振幅值衰減和相速度發生變化，其作用相當于物理耗散和頻散，這種虛假的物理效應稱作數值耗 散和數值頻散。數值頻散實質上是一種因離散化求解波動方程而產生的偽波動，這種頻散不同于波動方程本身引起的物理頻散，而是差分方程所固有的本質特征。
為了消除波場模擬中的數值頻散問題，許多學者在這方面作了大量的研究工作，從不同的角度對有限差分方程的數值頻散進行了分析，并給出了相應的解決辦法。
Alford（1974）和Dablain（1986）對聲波二階空間差分的數值頻散進行了分析，指出網格大小和地震波傳播方向是影響頻散的兩個因素。蔡 其新（2003）等人關于有限差分數值模擬的最小頻散算法及其應用中，提出優化算法的主要內容包括高階有限差分、優化差分參數和FCT技術(通量校正傳輸 方法)。董良國、李培明（2004）地震波傳播數值模擬中的頻散問題中分析了影響地震波數值計算中網格頻散的各種因素，從理論上以及模擬實例上證明了高階差分(特別是交錯網格高階差分)是提高波動方程數值計算精度、降低數值頻散的有效方法。吳國忱、王華忠（2005）也詳細地討論了波場模擬中的數值頻散分析與校正策略。
對高階差分法聲波模擬和交錯網格彈性波模擬而言，影響數值頻散的三個因素是地震波傳播方向、差分精度和一個波長內離散點數，對交錯網格彈性波模擬而言還包括介質的泊松比。
來源：元計算
展開 砌體結構地震作用倒塌開裂數值模擬
兩個簡單的例子，主要模擬地震作用下砌體結構的倒塌或者開裂。說是地震作用，其實是靜力作用，因為地震激勵本身不是這兩個案例研究的對象 和焦點，兩個案例均屬于概念性計算，不必深究具體參數（如幾何尺度、材料參數等）的精確性，但也不會差得太遠。兩個案例均屬于試算性質，目的在于探討一種方法模式的可行性，計算結果大體規律還不算差，因此與大家分享（也鑒于個別論壇網友私下多有疑問，因此算是一并做一個解答參考）
思路說明 ：
1、兩個計算模型（附件壓縮包），一個作墻體開裂分析，一個做墻體坍塌計算（采用隱式方法）
2、墻體開裂模型，鑒于目前并無完整的關于砌體本構模型的數據（也可能是我沒有找到，如有朋友擁有，愿不吝賜享），因此采用了類似的混凝體開裂本構模型，但具體材料參數，如開裂強度、抗壓強度、彈性模量，大致參考相關砌體規范資料.
3、墻體坍塌模型，采用了adina雙線形彈塑性模型（具有斷裂特征），斷裂點根據規范參數計算。
4、若干個關于復雜非線性計算收斂的控制參數，模型中一并設置完好，供參考，為防止信息丟失，模型為idb格式，8.4.2版本，共4個壓縮包。
最后說明：這兩個案例僅為大家提供思路之用，如果從學術角度或者技術角度審視，歡迎私下交流。
磚墻崩塌
磚墻裂縫.
磚墻倒塌模擬動畫
磚墻裂縫發展動畫
計算模型
計算模型.part01.rar
計算模型.part02.rar
計算模型.part03.rar
計算模型.part04.rar
展開 abaqus 自重+地震，其中地震用反應譜分析，如何做？
abaqus 自重+地震，其中地震用反應譜分析，如何做？
Moldex3D模流分析之雙向型芯偏移和模座變形分析
雙向型芯偏移 (Two- Way Core Shift)
對于含有塑件／模具嵌入件的模型，Moldex3D支持型芯偏移分析 (請參考MCM章節)。型芯偏移分析考慮充填階段施加于嵌入件的壓力，觀察塑件／模具嵌入件上的壓力負載分布、X、Y、Z總位移和von Mises壓力。如果具備壓力授權的話，Moldex3D可更進一步支持雙向型芯偏移分析，更細微的在網格變形上仿真出流體-結構耦合 (Fluid-structure interaction, FSI) 行為。請遵循以下流成設置雙向型芯偏移分析：
?準備一個含塑件／模具嵌入件的模型
?在計算參數設置頁面下的MCM活頁內開啟型芯偏移計算
?在下拉式選單中選擇雙向Two-way (FSI)
?指定計算過程中的數據交換百分比的步長，數據交換比例的步長越小，計算結果越精確
?其余設定步驟與單向型芯偏移分析類似
注：數據交換比例的步長是只針對模穴本身，預設為5%
模座變形分析 (Mold Deformation Analysis)
計算參數的模座變形 (Mold Deformation) 界面。
點擊設定 (setting) 按鈕，Moldex3D Studio接口將會出現。
點擊邊界條件下的 設定 按鈕，建立邊界設定以新增位移條件，接著設定位移名稱及分別在x、y、z方向的位移力大小。
在編輯應力邊界條件的對話框中點擊 打勾 (Check) 確認選擇。
在設定位移之后，已選的節點將會以黃色標示，如下圖所示。 返回Studio執行模座變形分析。
展開 地震時程分析地震數據：四川阿壩州(5.12)馬爾康段
四川阿壩洲馬爾康附近的，5.12大地震邊上的。真實有效，單位花錢購來的，完整的地震歷時。提供常用的P50%10（50年超越概率10%），一般的工程設計地震常用這個,時間增量0.02秒。
為方便大家使用，已經將其轉化為標準的ABAQUS 輸入格式，數據文件是加速度，加速度單位是cm，請在加界中按0.01縮放！在INP中加入以下字段：
*AMPLITUDE, NAME=HAMPx, INPUT=X.inp
*AMPLITUDE, NAME=VAMPy, INPUT=Y.inp
*AMPLITUDE, NAME=VAMP, INPUT=Z.inp
----------------------------------------------------------------------------------------------
*Boundary, op=NEW, amplitude=HAMPx, type=ACCELERATION
“定義的約束集合名”, 1, 1,0.01（紅字）
----------------------------------------------------------------------------------------------
以下引用原報告，整多了據說會不和諧：
場地土層反應計算采用的輸入地震波是以地震危險性分析結果得到的基巖加速度峰值和基巖加速度反應譜?基巖地震相關反應譜作為目標譜，用人工數值模擬方法合成得到的，并以此作為場地地震反應計算的輸入地震波。
展開 Moldex3D模流分析之雙向導線架偏移
準備分析 (Prerpare Analysis)
點選主頁簽的材料(Material)以開啟材料樹，上面會顯示所有組件尚未指定(Not specified)材料，打開下拉選單并點選材料精靈(Material Wizard)開啟Moldex3D材料庫。在材料庫中找到所需材料檔后，右鍵點選加入項目(Add to project)即可指定組件材料。重復相同步驟完成所有組件材料設定。
材料設定完成后便可點選成型條件(Process)，選擇下拉列表中的預設(Default)，創建所有參數為默認值的成型條件。在分析中的下拉選單選擇充填(雙向導線架偏移) – F/Ps，點選開始分析(Run)會跳出計算管理員，接著提交分析計算，可在此工作監控頁簽中確認分析進度。
注記：也可以點選新增(New)以創建使用者自定義的成型條件，或是匯入(Import)已有的成型條件。
計算管理員完成所有分析后，項目樹底下會出現分析結果項。例如，充填的流動波前時間(Melt Front Time)結果項顯示其流動行為以預測潛在產品缺陷，也能在XY曲線結果中看到壓縮力(Compression Force)，以觀察施加在預填料的力量變化及熔膠的流動情況。
注記：當壓縮區檢測出倒勾(Undercut, 產品面垂直于移動面方向)的現象，流動熔膠區(Melt Zone)結果項會取代流動波前時間(Melt Front Time)結果。
選擇充填(雙向導線架偏移) – F/Ps分析包含導線架偏移分析，在項目樹可看見導線架偏移結果項，例如總位移(Total Displacement)是用來觀察壓縮過程引起的變形。如果是選擇單向分析，則需另外將導線架偏移(Paddle Shift, PS)加入充填分析(Filling, F)后。
展開 Maxwell IcePak 雙向耦合熱分析 ￥9.9
Maxwell 和icepak的耦合仿真可以進行雙向數據交換，實現雙向耦合。電磁仿真將發熱功率傳遞給熱仿真作為功率輸入，熱仿真將溫度結果輸入電磁仿真更新導體的電阻率，電磁仿真按照更新后的電阻率重新計算熱功率，如此循環，直到達到平衡。
這里使用一個實例來介紹如何實現這個過程。
假設有三根母排，每根母排通過有效值為1000A的50Hz的交流電，相鄰兩相間的相位差為120°，考察這三根排在空氣中自然對流的情況下的溫升情況。
由于有集膚效應和臨界效應，電流在這三根排中是不均勻分布的，如下的電流密度矢量圖顯示
一般中間相的發熱功率相對其它兩相來說是最大的，將電磁計算的發熱功率映射到icepak中。 Icepak計算這三根銅排在空氣中的自然對流情況下的冷卻情況
再將icepak中的溫度映射回maxwell中
Maxwell 按照這個新的溫度計算對應的電阻率，從而得到新的發熱功率。
再將發熱功率映射給icepak, 如此往復，直到icepak中的溫度不再變化，完成迭代。
例子雖然簡單，但過程是完整的，在下方將會有完整的逐步的步驟演示。
展開 ANSYS強度折減法邊坡穩定性分析及地震荷載分析 ￥30
地震荷載加載前需要對模型進行模態分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數，然后再對模型進行動態加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強度折減
第二步：模態分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數、地震波加載
雙向流固耦合分析案例二
2、流固耦合計算類型
從耦合松緊來說，分為強耦合與弱耦合；從數據流動方向來分，可分為單向耦合與雙向耦合。目前絕大部分流固耦合計算軟件，都是弱耦合；很多軟件可以做雙向流固耦合，如fluent+mechanical，CFX+ mechanical等，通常能做雙向耦合的軟件組合都可以做單向耦合。本次采用fluent+mechanical的耦合計算方式。
3、耦合計算中數據的流向
數據可以從CSM流向CFD，也可以從CFD流入CSM，但是在計算中，會存在一個時間步的時滯。單向耦合數據流向，流體分析將壓力分布結果傳輸給固體計算，固體計算結果并不返回任何數據給流體程序。雙向耦合數據流向，流體計算將壓力傳遞給固體計算，固體計算程序將節點位移返回給流體程序以更新流場。
4、設置數據傳遞方式
通過設置流體和結構的FSI的形式，所有需要傳遞的數據均在此交界面上進行插值傳遞。
5、流固耦合計算類型
單向計算可以使用瞬態或穩態，雙向計算通常為瞬態計算。注意固體，流體和耦合計算的時間步長必須保持一致。同時需要關閉結構的auto time stepping。
流體計算設置；結構計算設置；耦合計算設置；
6、計算結果查看
流體中主要查看流場改變，固體中主要查看位移、應力及應變信息。
流體：速度，壓力。
速度云圖：
壓力云圖：
矢量云圖：
結構：變形情況。
結構變形：
展開 Workbench雙向流固耦合分析案例
2、流固耦合計算類型
從耦合松緊來說，分為強耦合與弱耦合；從數據流動方向來分，可分為單向耦合與雙向耦合。目前絕大部分流固耦合計算軟件，都是弱耦合；很多軟件可以做雙向流固耦合，如fluent+mechanical，CFX+ mechanical等，通常能做雙向耦合的軟件組合都可以做單向耦合。本次采用fluent+mechanical的耦合計算方式。數據流如下：
3、耦合計算中數據的流向
數據可以從CSM流向CFD，也可以從CFD流入CSM，但是在計算中，會存在一個時間步的時滯。
圖1 單向耦合
圖2 雙向耦合
圖1為單向耦合數據流向，流體分析將壓力分布結果傳輸給固體計算，固體計算結果并不返回任何數據給流體程序。
圖2為雙向耦合數據流向，流體計算將壓力傳遞給固體計算，固體計算程序將節點位移返回給流體程序以更新流場。
4、設置數據傳遞方式
通過設置流體和結構的fluid-solid interface的形式，所有需要傳遞的數據均在此交界面上進行插值傳遞。
5、流固耦合計算類型
單向計算可以使用瞬態或穩態，雙向計算通常為瞬態計算。注意固體，流體和耦合計算的時間步長必須保持一致。同時需要關閉結構的auto time stepping。當然在一些軟件，如adina中，只有一個時間步概念，采用流體時間步，它的固體計算自動采用與流體時間步保持一致。
展開 
雙向型輪廓儀全面測量分析螺桿參數
螺紋和輪廓一體化測量
SJ5700DUAL雙向掃描型輪廓儀是大量程、高精度的主動掃描式綜合輪廓測量儀。可測幾何量，點、線、圓（圓心坐標、半徑、直徑）、圓弧、中心、角度、垂線、線到線的距離、線到圓的距離、X/Z坐標夾角、坐標差、兩點之間總過程距離、面積等；同時可全自動檢測圓柱螺紋工件、圓錐螺紋工件、工件內外孔徑等各種內、外尺寸工件的綜合參數，自動生成被測螺紋的曲線圖、相關參數數據和分析圖表。
CNC批量匹配分析提高測量效率
雙向掃描型輪廓儀可以實現測量的自動化和高效化，CNC固定坐標系模式下，可快速精確地進行輪廓批量測量，自動分析處理數據。大大縮短測量時間，并降低測量成本。
(1)對于簡單的工件只需要設置測量長度即可一鍵測量。
(2)對于復雜的工件，可以指定工件的任意位置進行分段測量，并做成輪廓模板便于批量測量。
復雜工件自定義分段測量
SJ5700DUAL雙向掃描型輪廓儀雙向恒測力接觸掃描，智能爬坡、陡坡緩降，解決對螺桿復雜輪廓面的智能掃描。
利用數據分析和智能技術來優化測量過程，可以進一步提高測量效率和準確性。
展開 葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
展開 基于Ansys Workbench的三葉螺旋槳雙向流固耦合分析
基于以上，本文以Ansys Workbench為平臺，集成Fluent、Transient Structural和System Coupling對某直徑為8m的三葉螺旋槳進行了雙向流固耦合分析，對關鍵步驟給出了詳細說明。
FSI.pdf
葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
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