單塔筒結構
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-31
單塔筒結構的視頻教程
WorkBench單圓管雙向3D流固耦合分析（考慮結構變形）-(未錄聲音)-（附wb案例文件）
本案例以最具代表性的細長圓管為例，分析在流體力的激勵下，往復顫振的效果，并考慮固體圓管的變形。 流體介質為水，圓管材料為鋼。之前發布過一個原創案例，為了更好的了解詳細的設置過程，對此案例進行了整個過程錄屏。
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單塔筒結構的實例教程
近日，維斯塔斯與長期客戶TuuliWatti Oy在芬蘭開展了21 MW的風場合作項目，將提供5臺V150-4.2 MW風機并采用創新的維斯塔斯斜拉塔筒技術。同時將成為V150-4.2 MW全球第一筆訂單。
這5臺V150-4.2 MW風機由于采用了斜拉塔筒技術，使其輪轂高度達到了175米，為維斯塔斯目前最高的塔筒。同時維斯塔斯與TuuliWatti Oy也開展了10年的測試協議，作為協議的第一步，此風場所采集到的數據將會對斜拉塔筒的產品認證起到關鍵作用。
“在此項目上的R&D合作使得我們與客戶現有的良好合作關系又邁上了一個新的臺階，”維斯塔斯中北歐大區總裁Nils de Baar表示，“陸上風電已經是最具有競爭力的發電形式之一，此項目顯示了維斯塔斯如何利用貫穿價值鏈的創新能力給客戶帶來更多價值。”
此項目合同還包括了25年的AOM 5000服務協議，風機預計于2019年第二季度開始交貨。
關于維斯塔斯斜拉塔筒技術
斜拉塔筒技術是維斯塔斯不斷通過創新追求更卓越表現的典型體現。隨著塔筒技術的進步，越來越高的塔筒成為了發展趨勢，為了應對高塔筒的載荷問題，維斯塔斯創新地引入了斜拉塔筒的概念，能有效減少底部塔筒的載荷，使更高的塔筒成為可能。
碳纖維布https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2481
展開 理論分析：
當結構為單質點自由振動體系時候，通過達朗貝爾原理或拉格朗日方程均可列得到下式：
如果設
可得到
補充：在隔震結構中，若上部結構和含隔震層時的結構周期差別較大時，上部結構可當成一個剛體，可視為單質點的剪切型模型分析。假設一個2自由度（帶隔震層的結構和純上部結構）隔震結構的等效地震反應分析。
隔震結構的周期：
上部結構的周期
圖中△為：
當周期比值
很小的時候，上部結構可以近似為一個剛體，即為單自由度模型，具體的下回再具體解說。
展開 示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。因此這類仿真計算非常適合適用子結構技術，將工裝等大模型進行超單元縮減計算，可以顯著提升計算效率。
如下圖所示，產品+工裝進行振動模擬仿真，仿真產品結構模態和端點的振動響應加速度曲線。
結果展示：
使用超單元縮減計算，可以有效完成復雜模型的計算需求。且計算結果基本一致。
詳細步驟：
模型說明：
? 產品由PartA和PartB兩個部分構成，其中PartA兩端夾持部位做了共面處理（驗證連接關系，可以忽略）；
? 各個零件的連接面有一定間隙，使用Bonded MPC Radius 3mm 連接；
? 約束工裝底面 fix；
一：產品+工裝完整模型計算
產品+工裝一起進行模態和5-2000Hz的諧響應仿真，提取前6階模態和軸端點的加速度響應，作為驗證結果與子結構方法進行對比。
1、模態計算
模態計算結果如下所示。
2、模態疊加法，諧響應掃頻計算
諧響應掃頻提取端點加速度響應以及688Hz、1620Hz處的應力云圖如下所示。
二：子結構，超單元縮減工裝進行簡化計算
1、 工裝模型進行超單元縮減
? 首先，由工裝+產品的模態計算模塊，復制一個新的模態計算模塊；
? 在新模態計算模塊中只保留需要縮減為超單元的工裝模型，其余模型均做supress抑制。
? 在工裝與產品的連接位置進行Named Selection命名：s1、s2…
? 底面約束fix保留；
? 在模態設置位置插入Commands(APDL)超單元縮減命令；
? 求解計算；
? 計算完成后，顯示紅色閃電符號并報錯，沒有關系。
展開 <h1>軟件介紹</h1><p>AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件（以下簡稱軟件）可用于生成具備周期性邊界條件的單連通域多孔結構PNG圖片，軟件可設置生成模型的尺寸、孔隙率、孔隙尺寸、孔喉尺寸等參數，并且具備孔隙形態控制功能。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202407/attachment/f53143cc9be047fb92a5b8b0577b6d09.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202407/attachment/f53143cc9be047fb92a5b8b0577b6d09.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202407/attachment/f53143cc9be047fb92a5b8b0577b6d09.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202407/attachment/f53143cc9be047fb92a5b8b0577b6d09.png?
展開 1 .研究背景
隨著我國信息化進程加快，移動通訊基站建設數量也越來越多，因為單塔筒結構架設方便、適應性強，因此在4G、5G基站建設中此類結構形式被頻繁使用。此類單塔筒結構屬于高聳薄壁結構，其徑厚比可超過100，被稱作大徑厚比結構[1]。此類結構在地震等往復荷載作用下極易發生屈曲破壞，造成倒塌，引起局域網絡中斷。為了保證高聳結構穩定性，通常在塔筒底部設置加勁肋，對于此類結構底部加勁肋的抗震性能，規范《YD 5131-2005 移動通信塔桅設計》中只從構造角度進行了規定，并未對其耗能性能進行說明。本文選取某單塔筒式通訊信號塔為研究對象，如圖1所示。為研究加勁肋設置對于結構抗震性能的影響，選取結構底部10m范圍內的區段為研究對象，鋼材為Q345鋼。
2.有限元模型建立
為研究不同加勁肋設置形式對結構抗震性能的影響，分別建立無加勁肋結構，三角形加勁肋及梯形加勁肋結構形式，加勁肋個數為0個、4個、6個。其建立有限元模型時，筒體、法蘭及加勁肋均采用C3D8R實體單元，材料模型按照《道路橋示方書 V 耐震設計篇》給出的雙折線模型計算，鋼材彈性模量E=200GPa，屈服強度fy=345MPa，極限強度fu=490MPa，強化剛度取初始剛度的1%，有限元模型如圖2所示。
加載方式的確定
擬靜力實驗加載制度參照文獻“小野潔，藪本篤，秋山充良，大西宵平，白戸真大，西村宣男，軸圧縮力と1方向正負交番曲げを受ける スパイラル鋼管の耐震性能とその評価法[J]，土木學會論文集F Vol.66 No.2,301-318,2010.6”及《建筑抗震試驗規程 JGJT101-2015》確定，其中結構屈服位移按照公式下列公式計算。
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構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。
OCAD：單透鏡與雙膠合透鏡結構組合設計10個月前
構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。
構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸
構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。
多孔結構由于其復雜的幾何形態和分布特性，使得其力學行為難以用傳統方法精確描述。本案例介紹在ABAQUS內建立單連通域多孔結構模型，并研究其復雜結構內部的應力、應變分布以及變形模式。
本案例中多孔結構模型采用AbyssFish單連通域周期邊界多孔結構2D軟件V1.0隨機生成，模型也可采用照片或掃描圖。
采用
問題：
對于復雜模型進行仿真計算時，網格規模巨大、計算難度驟增。Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。
示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。因此這類仿真計算非常適合適用子結構技術
軟件更新
AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件 V2.0（以下簡稱軟件）新增顆粒雙軸尺寸及顆粒走向控制功能，可實現各向異性多孔結構模型建立。關于V1.0版本功能可查看：https://www.yqgqt.org.cn/post/1946991
軟件新增功能可實現顆粒長短軸尺寸控制，實現多種不同形態的顆粒生成。
