矩形鋼管ansys的案例
ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
導(dǎo)讀：矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
一、模型演示
本試驗演示了非圓形截面構(gòu)件在扭矩作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
取一根由海綿制成的矩形截面梁，在縱向畫出每個面的中心線，代表梁的中性層。再沿梁長度方向等間隔地畫出一系列垂直線，代表梁的不同橫截面。用塑料框架固定海綿梁的一端，對另一端施加扭轉(zhuǎn)。可以觀察到：
(1)代表梁橫截面的線不再保持平直。
(2)代表中性層的水平中心線與垂直線之間的夾角不再保持90°。
素材來源：
那么，矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
二、問題描述
矩形截面桿件的h= b = 20 mm，扭矩T= 200 N.m，剪切模量G = 80 GPa。計算矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角。
問題分析：只受扭轉(zhuǎn)，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。設(shè)置材料屬性一般輸入彈性模量和泊松比，計算前需將剪切模量G轉(zhuǎn)換成彈性模量E，E =2G(1+u)。設(shè)泊松比u = 0.3，彈性模量E= 208 GPa。單位制mm、N和MPa。矩形截面桿件長度取80mm。
三、計算結(jié)果
經(jīng)過ANSYS建模計算，以下是矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角的計算結(jié)果。由此可見，當(dāng)梁的橫截面的份數(shù)多一些，更接近解析解。份數(shù)越多，ANSYS數(shù)值解趨于穩(wěn)定。
(1)計算結(jié)果列表
Nb和Nh是ANSYS中橫截面的份數(shù)，默認是2份。
(2)扭轉(zhuǎn)角云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
(2)切應(yīng)力云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
四、理論計算
參考教材：劉鴻文. 材料力學(xué) I (第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 91-93.
展開 【ANSYS算例】矩形容器內(nèi)液體三維晃動模擬
</span></p><p> <span style="color: rgb(0, 0, 0);">本文的相關(guān)的模型和說明來源論文《</span><span style="color: rgb(0, 0, 0); background-color: rgb(255, 255, 255);">矩形容器內(nèi)液體三維晃動特性研究</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">》，有需要的小伙伴可以下載論文閱讀。后續(xù)我將會繼續(xù)更新相關(guān)的內(nèi)容，大家一起交流學(xué)習(xí)！</span></p><p><span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">參考文獻：賈善坡,許成祥,譚繼可.矩形容器內(nèi)液體三維晃動特性研究[J].水電能源科學(xué),2012,30(01):142-144+216.</span></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p class="ql-align-center">健康快樂每一天~</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202108/imgs/f496917445304bcd93a7f7610a0dee22"> </p><p><br></p><p>掃二維碼丨關(guān)注我們</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
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ansys命令流，兩種方法：模態(tài)疊加法和完全法
1. 變形圖
2. 頻響曲線
ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第2篇
基于《ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇》的問題和分析思想，本篇將使用ANSYS
Workbench進行建模分析。
1.分析步驟
（1）創(chuàng)建靜力學(xué)分析，并設(shè)置分析類型為2D分析
（2）設(shè)置材料屬性，設(shè)置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3，設(shè)置塑性行為，選擇塑性為雙線性等向強化模型，設(shè)置屈服強度為380MPa，切線模量為0，也就是理想的彈塑性模型材料。
（3）創(chuàng)建幾何模型，創(chuàng)建一個 2m x 0.2m 的長方形。
（4）賦予塑性材料屬性。
（5）劃分網(wǎng)格，設(shè)置網(wǎng)格尺寸為0.05m。
（6）施加位移邊界，約束左下角點的x,y方向位移和約束右下角點的y方向位移。
（7）施加載荷邊界，在上面的線上施加豎直向下的均布載荷，大小為8MPa。
（8）保持默認的求解算法設(shè)置，進行求解。
這時，我們發(fā)現(xiàn)求解并不收斂，查看求解信息，我們可以看到，由于47號節(jié)點在UY的位移值為4033815.42m，該值大于軟件設(shè)置的最大位移上限值，提示我們檢查約束設(shè)置，可能是產(chǎn)生了剛性位移。然而對于這個問題來說，并不是約束不足而產(chǎn)生的剛性位移，而最大可能就是材料非線性的求解算法問題，但是在ANSYS中修改其他算法，皆無法求解收斂。下面將修改壓力值看看是否收斂。
（9）減少均布壓力值為6MPa，再次進行求解，這時我們發(fā)現(xiàn)，這次是可以求解收斂。
查看等效應(yīng)力，最大值為410.47MPa。
查看等效應(yīng)變。
2.結(jié)論
（1）在理想的彈塑性材料模型下，當(dāng)施加的載荷過大時，ANSYS求解很難收斂，而ABAQUS求解容易收斂。
展開 
ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇
下篇將說明ANSYS WB中的分析步驟，并將結(jié)果進行對比。
來源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。
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(jīng)過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結(jié)果穩(wěn)定可靠，可作為工程參考和教學(xué)示例的基礎(chǔ)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(huán)境中加載并執(zhí)行，也適用于ansys workbench，快速得到結(jié)構(gòu)受力結(jié)果。
圖1-1 模型
圖1-2 邊界
圖1-3 位移結(jié)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(jié)構(gòu)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(wěn)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(xiàn)橋面與主拱的合理協(xié)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(fù)雜的非線性求解過程。邊界條件采用固結(jié)與簡支混合形式，可根據(jù)不同橋型和設(shè)計要求靈活修改。
該模型采用合理的節(jié)點耦合與剛度協(xié)調(diào)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(xué)傳遞真實可靠。
1.3. 案例文件說明
TrussArcBridge.cdb：為模型文件，包含節(jié)點、單元、截面、材料及邊界定義，可直接在 ANSYS 中導(dǎo)入使用。
展開 ansys模擬鋼管混凝土
對鋼管混凝土的有限元分析，主要困難是如何定義屈服面，和模擬兩個材料之間的滑移，我曾經(jīng)用過接觸分析（contact analysis）來求軸壓構(gòu)件的承載力，發(fā)現(xiàn)最大承載力能夠比較精確地求得，但是精確的荷載-位移曲線很難獲得，因為商用軟件（Ansys\Marc）里面的D-P模型是塑性模型。最近正在想定義一個適用于鋼管混凝土的本構(gòu)關(guān)系，不知道能夠行的通。有了確定的結(jié)果，一定和大家探討。
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沒想到一年前發(fā)的一個帖子引起大家這麼多關(guān)注，感謝大家的支持。
本人現(xiàn)在已完全實現(xiàn)用Ansys分析鋼管混凝土，現(xiàn)在將我的思路介紹一下，不當(dāng)之處請指正。
1。鋼單元采用殼元，混凝土采用實體元，界面采用接觸單元，另外也可以加彈簧單元，如果加彈簧單元后，接觸元的摩擦系數(shù)可設(shè)為0。
2。鋼材用彈塑性模型,泊桑比可取為0.25，混凝土模型的彈性階段泊松比可取為0.2，彈塑性階段有兩種方式實現(xiàn)，一種采用Drucker-Prager模型，因為該模型中兩個參數(shù)和具體約束狀態(tài)相關(guān)，但選擇時計算結(jié)果差別不大，建議對于圓形截面采用同一組參數(shù)，對于方、矩形分區(qū)采用兩組參數(shù)；另一種方法是直接輸入由試驗得出的單向素混凝土模型，因為所謂的三向應(yīng)力應(yīng)變模型是在單向基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，給出雙向應(yīng)力狀態(tài)和單向應(yīng)力狀態(tài)情況下的比值，根據(jù)計算過程中截面的變形，即可得出截面實際的應(yīng)力分布。界面的摩擦系數(shù)可采用0.25。
3。對于短柱可采用1/4對稱截面，對于長柱可采用1/2對稱截面。
4。以上方法分析結(jié)果不僅能較精確的得出承載力，而且能模擬下降段，和大量試驗結(jié)果吻合較好。
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請問各位高手，鋼管混凝土接觸分析中，面對面的接觸單元怎么生成？需要設(shè)置什么參數(shù)？看了幾本書，都講的很含糊，看不懂，不知怎么搞？現(xiàn)在只會用接觸單元向?qū)ё觯β闊┑模x擇面不好選！
展開 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(nèi)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(fēng)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(shè)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(tài)仿真。我設(shè)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(fā)現(xiàn)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(shè)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(fā)現(xiàn)加載是線性的，卸載好像是一個子步完成的，雖然我設(shè)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(jié)點的位移時間圖。
可以看到它的回彈是很短時間里發(fā)生的，我初步設(shè)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(xué)么。
而且，我猜想回彈時不收斂的原因是，回彈時載荷突然變?yōu)?，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(xué)習(xí)，來找到辦法解決回彈不收斂。
這是我的模型加載圖
展開 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(shù)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(yīng)的壓縮變形量和應(yīng)力分布。
關(guān)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(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設(shè)置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設(shè)置對稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實現(xiàn)壓板的下移與上移
5.提取結(jié)果，查看應(yīng)力或應(yīng)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(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設(shè)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(guān)注到了汽車質(zhì)量的重要性，汽車發(fā)動機當(dāng)中有很多的油道管線，那么管線在折彎當(dāng)中會不會發(fā)生破裂，導(dǎo)致漏油的發(fā)生呢？會不會發(fā)生同樣的在奔馳車上讓你哭的情況呢？下面我們從專業(yè)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(xiàn)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(jīng)驗完成的。如果當(dāng)我們身邊沒有專業(yè)工具的生活，生活中遇到需要折彎鋼管的時候，怎么實現(xiàn)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(yīng)力分析，查看是否發(fā)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(shù)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(shè)置方法
鋼管和加工折彎機的接觸設(shè)置方法，
折彎過程的設(shè)置，
鋼管的進給設(shè)定，
鋼管折彎結(jié)果的提取，
非線性分析的收斂設(shè)定注意事項，關(guān)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(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
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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(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。目前以實驗分析為主的研究成果一直用于指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。許多理論研究都將復(fù)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(tǒng)深入地認識，導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)鋼管縱裂、表面橫裂和模具磨損嚴(yán)重等問題分析不夠。本文應(yīng)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(tài)模擬了鋼管空拔過程，得到了各種場量的分布及工藝參數(shù)對拔制力的影響，進而分析了生產(chǎn)中常見問題的成因，并為模具和拔管優(yōu)化設(shè)計提供了可靠的理論依據(jù)。
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(qū)分為減徑區(qū)和定徑區(qū)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(chǎn)生徑向收縮，進入定徑區(qū)后鋼管產(chǎn)生彈性恢復(fù)。
根據(jù)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(zhuǎn)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(wǎng)格，為得到較為規(guī)則的網(wǎng)格分布，本文采用了映射分網(wǎng)技術(shù)（Mapped mesh），分網(wǎng)后鋼管和模具的有限元模型如圖2所示。
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