ansys鋼管變形的案例
ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術計算壓縮變形問題。本實例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應的壓縮變形量和應力分布。
關于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應力應變曲線。相應的設置接觸參數使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設置對稱方式，
4.設置多步載荷，實現壓板的下移與上移
5.提取結果，查看應力或應變
該實例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強度的仿真有一定的指導意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設置方法和流程
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的折彎變形分析 ￥29
ANSYS Workbench 中鋼管的折彎變形分析
奔馳車漏油事件中大家關注到了汽車質量的重要性，汽車發動機當中有很多的油道管線，那么管線在折彎當中會不會發生破裂，導致漏油的發生呢？會不會發生同樣的在奔馳車上讓你哭的情況呢？下面我們從專業的仿真方面考慮管線折彎的這么一個過程.
鋼管折彎是很常見的一種現象，如圖所示，那么手工折彎需要多大的力量呢，折彎過程鋼筋管線會不會變形，很多工人都是靠經驗完成的。如果當我們身邊沒有專業工具的生活，生活中遇到需要折彎鋼管的時候，怎么實現呢，下面通過一個實例來看一下手工鋼管折彎的仿真分析過程。（公眾號：CAE_ANSYS），看看管線折彎過程中的應力分析，查看是否發生管線的破壞。
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術模擬鋼管的折彎過程問題。主要涉及到知識點如下：
模型的建立過程，
材料雙線性或非線性的設置方法
鋼管和加工折彎機的接觸設置方法，
折彎過程的設置，
鋼管的進給設定，
鋼管折彎結果的提取，
非線性分析的收斂設定注意事項，關于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應力應變曲線。相應的設置接觸參數使之容易收斂。
展開 超大跨鋼管混凝土拱橋 ANSYS APDL 精細化建模案例介紹 ￥39.9
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米，模型采用雙單元法（Double-Element Method），以簡化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結果穩定可靠，可作為工程參考和教學示例的基礎模型。
該案例提供了完整的可運行文件，包括模型文件（TrussArcBridge.cdb）和計算命令流文件（TrussArcBridge.mac），用戶可直接在 ANSYS 環境中加載并執行，也適用于ansys workbench，快速得到結構受力結果。
圖1-1 模型
圖1-2 邊界
圖1-3 位移結果
1.2. 建模思路與單元劃分
模型采用以主拱、吊索、橋面體系為核心的空間有限元結構體系。主拱肋及桁架部分采用 BEAM188 單元，用以模擬具有彎曲和剪切變形能力的空間桿件；吊索采用 LINK180 單元，主要承受軸向拉力，計算效率高且穩定性好；橋面采用 SHELL181 單元，用以反映組合橋面的彎曲與剪切剛度，實現橋面與主拱的合理協同。
材料部分采用彈性模型，鋼管混凝土雙單元法理，既保證了分析的合理性，又避免了復雜的非線性求解過程。邊界條件采用固結與簡支混合形式，可根據不同橋型和設計要求靈活修改。
該模型采用合理的節點耦合與剛度協調方式，確保鋼管與混凝土、拱肋與橋面、吊索與桁架之間的力學傳遞真實可靠。
1.3. 案例文件說明
TrussArcBridge.cdb：為模型文件，包含節點、單元、截面、材料及邊界定義，可直接在 ANSYS 中導入使用。
展開 ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
大變形.pdf
金屬塑性.pdf
ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
[forum.simwe.com]金屬塑性.pdf
[forum.simwe.com]大變形.pdf
ansys模擬鋼管混凝土
discrete rigidp(離散剛體)：任意形狀的；在載荷作用下不可以變形； analytical rigid(解析剛體)：只可以用直線、圓弧和拋物線創建的形狀；在載荷作用下不可以變形；
deformable (柔體)：任意形狀的，可以包含不同維數的特征（實體、表面、線）；在載荷作用下可以變形
基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋 ￥3
基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋
單元及材料屬性：
定義所有材料特性
et,1,beam44 !!鋼管特性
mp,ex,1,2.1e11
mp,dens,1,7800
mp,prxy,1,0.3
n,90000,0,0,30 !!參考點
et,2,beam44 !!鋼管內50＃混凝土特性
mp,ex,2,3.5e10
mp,dens,2,2600
mp,prxy,2,0.1667
et,3,beam44 !!縱梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,3,3.0e10
mp,dens,3,2600
mp,prxy,3,0.1667
et,4,beam44 !!橫梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,4,3.0e10
mp,dens,4,2600
mp,prxy,4,0.1667
et,5,beam44 !!風撐特性
mp,ex,5,2.1e11
mp,dens,5,7800
mp,prxy,5,0.3
et,6,link10 !!吊桿特性（鋼絞線）
mp,ex,6,1.9e11
mp,dens,6,7800
mp,prxy,6,0.3
keyopt,6,3,0 !只拉吊桿
et,7,beam44 !!蓋梁30＃混凝土特性
mp,ex,7,3.0e10
mp,dens,7,2600
mp,prxy,7,0.1667
et,8,beam44 !!
展開 基于ansys的鋼管彎曲回彈的載荷步設置
我做的是對鋼管進行下壓，然后回彈。鋼管是彈塑性材料，我施加載荷到它達到屈服極限后，撤去載荷，這樣它就會有一個殘余變形。
之前想用ansys-dyna來做的，老師要求我用ansys來做靜態仿真。我設置了兩個載荷步，一是下壓，二是回彈（就是撤去壓力）。這其中還有接觸。
我做了仿真，發現下壓時是容易收斂的，但是回彈時的第一個子步很不容易收斂（這是我想要請教大家的，這個該怎么解決），不過一旦收斂后面的子步就很容易收斂。這里想向大家請教一下，我該如何設置回彈的載荷步，來解決這個問題。
其實我是想兩個載荷步都是線性變化的，這樣就會慢慢加載和慢慢卸載，但是我發現加載是線性的，卸載好像是一個子步完成的，雖然我設置了kbc,0，但是卸載我覺得還是階躍的。
這是我后處理里對其中一個節點的位移時間圖。
可以看到它的回彈是很短時間里發生的，我初步設想是如果以線性的方式回彈這樣可能容易收斂，不知道我這種想法科學么。
而且，我猜想回彈時不收斂的原因是，回彈時載荷突然變為0，這樣接觸可能有問題，以上是小弟自己的想法，想和大家探討和學習，來找到辦法解決回彈不收斂。
這是我的模型加載圖
展開 基于ANSYS/LS-DYNA的空拔鋼管有限元分析
空拔鋼管過程由于能夠有效靈活地縮減鋼管直徑，獲得所需的機械性能，因而在實際生產中被廣泛應用。目前以實驗分析為主的研究成果一直用于指導工業生產。許多理論研究都將復雜的三維變形簡化為軸對稱變形，對其變形過程與機理仍然缺乏系統深入地認識，導致生產中出現鋼管縱裂、表面橫裂和模具磨損嚴重等問題分析不夠。本文應用ANSYS軟件的LS-DYNA（顯式動力分析）模塊建立了三維空拔鋼管有限元模型，動態模擬了鋼管空拔過程，得到了各種場量的分布及工藝參數對拔制力的影響，進而分析了生產中常見問題的成因，并為模具和拔管優化設計提供了可靠的理論依據。
1 分析模型的建立
1.1 基本原理
空拔鋼管是一個既有接觸非線性，又有幾何非線性和邊界非線性的多重非線性相互耦合問題，鋼管和模具的幾何模型如圖1所示，其變形區分為減徑區和定徑區兩部分，在拔制力的作用下鋼管和模具接觸，鋼管在軸向伸長的同時產生徑向收縮，進入定徑區后鋼管產生彈性恢復。
根據虛功率原理建立考慮變形速度和加速度的有限元方程為：
式（1）通常有隱式和顯式兩種解法，本文采用了ANSYS軟件的LS-DYNA模塊所提供的顯式解法。
1.2 空拔鋼管有限元模型的建立
鋼管和模具幾何上是繞同一軸線的回轉體，利用ANSYS前處理器很容易建立起鋼管和模具的三維實體模型。選用具有顯式分析功能的SOLID164單元對實體模型劃分網格，為得到較為規則的網格分布，本文采用了映射分網技術（Mapped mesh），分網后鋼管和模具的有限元模型如圖2所示。
展開 Ansys Workbench 膠粘凝固過程，變形等效仿真 ￥15
問題：
最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結構仿真工程師，關于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態變為固態，似乎和結構仿真沒什么關系，自己也不知道如何進行計算。所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經針對該問題設計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎！）
然后就查詢了一些關于膠粘過程的論文，其中“車身制造用鋁合金-鋼膠接接頭固化變形及固化失效機理研究-朱曉搏”寫的比較詳細，指出膠粘過程大致階段如下，詳細內容請參考原文。
? 第一階段：從開始加熱起始直至溫度升高到膠層的凝膠點結束。在這一階段中，膠層為粘流態，表現為高粘度的流體。
? 第二階段從膠粘劑凝膠開始，經歷整個保溫階段至溫度下降到玻璃化溫度為止。整個階段，膠層處于高彈態。這一階段是整個固化過程中膠層屬性最為復雜的階段。包括膠層固化反應收縮和溫度、膠層狀態等多方面因素共同影響。
? 第三階段由玻璃化溫度開始直至膠層溫度冷卻至室溫。在此階段中，膠層完全固化，處在玻璃態，其物理屬性只與溫度相關。在此狀態下，膠層的鏈段被凍結，變形能力很小，具有較高的模量。
這里結合當前工作需求和實際狀態，以上述論文中的膠粘凝固過程為基礎，嘗試了一個偷懶的仿真方式。其中論文中的第一階段，膠層為流體狀態，結構變形應力，不予考慮；論文中的第二階段，這里只考慮膠層的固化反應體積收縮，其余不考慮。同時該階段膠層材料的物理屬性由固化后屬性按比例衰減估計；論文中的第三階段則為降溫體積收縮過程。所以，本文針對膠粘固化過程的仿真變為兩個階段。
展開 Ansys Workbench 估計圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
利用matlab的自動優化求解極值的強大計算能力，構建圓柱度目標函數，評估原始圓柱面和變形后圓柱面的，圓柱度。
1、 打開matlab后將工作目錄選擇到附件的matlabProcess文件夾，選擇mainProcess.m右鍵“運行”。
2、 運行程序后彈出txt文件選擇框，選取仿真求解后處理生成的cyFace1.txt文件，即可。
3、 稍等片刻即可在命令欄內顯示圓柱度評估結果。Output值共兩行，第一行為初始圓柱面在變形前評估的圓柱度結果。第二行為cyFace面在受力變形后評估的圓柱度結果。并且顯示兩個散點圖，左側圖為初始圓柱面（紅色和綠色線表示選定A/B點）；右側圖為變形后的圓柱面，中心黑色線，為程序估計的圓柱面中心軸線。
附錄1：Command命令，在結果后處理中，提取cyFace#面的每個節點的原始坐標和變形量。（每次APDL命令內容無需更改，計算完成后會在對應的目錄文件夾下生產cyFace#.txt文檔）
!*******選擇圓柱面組******導出節點編號，坐標位置，變形量，變形后的節點位置
!*******圓柱面組命名規則cyFace(NUM)*******
!*******設定face面的個數faceCount
*set,faceCount,ARG1 !由屬性欄參數定義監測面的個數
!*set,faceCount,2
!*******main process
finish
/post1
set,last
*do,iFace,1,faceCount
*set,surfaceName,'cyFace%iFace%'
!*set,surfaceName,'face1'
allsel
cmsel,s,%surfaceName% !
展開 
ANSYS增材制造的變形補償
ANSYS exaSIM? 是一系列金屬增材制造（AM）仿真工具，有助于深入了解關于激光粉末熔融的復雜物理現象。exaSIM 能針對殘余應力、變形和構造失敗生成實用的解決方案，使用戶能夠實現部件容差，避免構造失敗，同時盡可能減少試錯試驗和應力消除熱處理。STL 文件能自動進行變形補償，以抵消部件生產過程中出現的變形。
本案例研究展示了如何使用 exaSIM 變形補償功能，根據制造過程中預測的應變對部件的 STL 文件進行反向變形。當使用補償后的 STL 文件生產部件時，在構建過程中部件會逐步變形成正確的形狀。
精確的基于路徑的關鍵路徑時序
當采用激光熔融金屬粉末時，收縮應變會隨著每個位置的熔融和冷卻而積累。這些應變會產生應力，使部件變形與預期的形狀背離。變形的大小取決于幾何結構、過程參數和材料。exaSIM 能仿真構建過程，利用逐層應變的積累來預測變形。此信息可用來評估特定的幾何結構和支撐結構如何影響組件的最終形狀。
自行車立管實例
GRM Consulting和BCIT提供了一種拓撲優化的自行車組件：
Renishaw 在 AM250 系統上使用鈷鉻合金構建了該部件。仿真顯示，減震架在從襯底上移除之后存在顯著的變形。一共構建了兩個部件（一個有進行補償，一個沒有進行補償），以測試 exaSIM 的預測功能和變形補償工具。
仿真和構建細節
研究人員利用exaSIM Advanced 和 Ultimate 中的各向異性掃描模式應變功能預測變形。構建參數和仿真假設如下表中所示。執行第一次仿真時，為機器 / 材料/過程參數組合確定合適的應變比例因子（SSF）。
展開 基于Ansys Workbench的大變形旋轉分析 ￥14.9
一 分析背景
塑料齒輪、棘輪或者卡扣結構，往往伴隨著大變形、旋轉位移、高泊松比等情況。仿真中的難題主要有：
1.如何方便地施加旋轉位移？
2.如何處理大變形、高泊松比導致的網格畸變？（網格，接觸算法，非線性算法，單元類型等）
3.如何后處理？（力矩提取，應變處理）
本案例做了以下模型（簡陋又不失細節的模型），黃色塊繞著圓柱中心轉動，綠色的齒受到擠壓。仿真計算齒能承受的最大破壞力矩，或者安全情況下所能承受的力矩。
圖一 塑料齒輪模型
二 分析過程
注意，在這個模型中，我把所有能夠提高收斂性的方法都加上了。一般情況下是不需要的。
2.1 建模及幾何設置
模型如圖一，然后設置Geometry的Element Control為Manual。
然后設置幾何體為減縮積分模型（主要針對大變形幾何）。
圖二 手動單元控制
展開 ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
Ansys Workbench初始變形+預應力釋放仿真（含ACT插件） ￥20
而兩個靜力模塊可以傳遞變形后的幾何，但是不能傳遞預應力。
問題示例大致如下：
板子初始是平板狀態，安裝后工作狀態是貼合一個弧面，并通過四個支點進行連接固定，板子安裝后存在回彈力。
現在需要評估板子安裝變形預應力狀態下，連接面的回彈力。
仿真思路：
仿真對象是一個有初始應力的彎曲板，但是曲面形狀實際可能不是正常弧線而是曲面。
因此仿真步驟大致需要兩步：
第一、初始平板變形為曲面形狀，提取板子的應力狀態；
第二、板子在預應力狀態下產生彈性回復力，查看彈性回復力在連接位置的大小。
第一步的仿真方法：
模擬擠壓形式，在初始平板兩側使用變形后的彎曲板進行擠壓變形。
擠壓變形
第二步的仿真方法：
加載板子的變形預應力，按裝配狀態連接，計算連接處的彈性變形力。
但是：在第一步加載的時候就不是很容易實現。兩個夾層面需要設定接觸面進行接觸非線性仿真，經常發生接觸面穿透現象，需要小載荷步，多次調試。
即使擠壓方式沒有穿透，應力分布也不是很均勻。
此處先擱置擠壓法的計算過程不提，假設已經獲得預期的初始變形應力。
繼續進行第二仿真步，傳遞板子的預應力狀態；
預應力的傳遞方法在微信公眾號文章：“ansys分析中如何考慮殘余應力影響？”中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應力分布的結果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應力和切向應力。
需要注意的是：
六個方向的應力導出文件需要修改節點坐標位置，不然映射應力會不準確。
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