ansys對鋼管分析的案例
ansys模擬鋼管混凝土
用Ansys或Abaqus分析鋼管混凝土結構或構件
以上兩個軟件國外都有人用來分析鋼管混凝土結構，但建模的方法不盡相同。關鍵在于鋼管和混凝土本構關系的選取以及兩者之間的界面處理方法，各位有沒有這方面的經驗能向我們大家介紹一下。
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程序中大概只有Drucker-Prager比較適合描述受約束混凝土的本構關系，因為這個模型可以考慮 hydrostatic stress （流體靜應力）的影響。在程序中，需要輸入cohesion,angle of internal friction，(one more for ANSYS is theangle of dilatancy)。
值得注意的是，兩個軟件確定這幾個參數的公式各不相同，很是令人頭疼。
其實user manuals不可能給出明確的表達式，因為到目前為止，好像沒有研究把鋼管的強度，混凝土的強度，含鋼率等等因素（i.e. the confinement）全部在Drucker-Prager 中考慮進去。
至于兩種材料的界面，日本的 Hanbin Ge曾用link element來模擬，但在他的文章中，沒有詳細的描述。軸壓狀況下，好像可以忽略滑移。偏壓可能情況有所不同。
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韓教授書上的混凝土應力-應變關系，可以簡單理解為單向受力的混凝土本構關系（考慮了鋼管的約束），因此不能用于多向應力狀態下混凝土的有限元分析。材料非線性有限元分析，需要定義材料的屈服面，流動準則，強化準則，等等。對受約束的混凝土，還要考慮體積膨脹，鋼管對它的約束等因素。顯然，不是一個簡單的應力-應變曲線所能概括的。
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三向有限元分析，需要定義屈服面、流動準則和強化準則等等，而考慮鋼管約束的混凝土本構關系，只是應力-應變關系。
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 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 
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 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?；炷撂匦?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?；炷?em>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 鋼管沖擊碰撞仿真分析
PIPE-WALL.mp4
簡介：生活中管材類結構最為常見，通常作為支撐結構件存在于各種汽車、機器以及建筑行業中，這些作為結構支撐的管類材料在受到沖擊時會產生不同程度的變形，為了分析這些支撐管在撞擊作用下的應力分布、變形程度以及薄弱區域，使用有限元軟件進行預研究就變得十分重要。通過建立一個簡單點的方形結構鋼材料在受重力沖擊時薄弱區域的變形模型，對重物沖擊下的受力變形進行分析，以及對類似情況進行歸納，可以演化出多種沖擊和跌落仿真模型。
仿真：通過建立Q235鋼的有限元模型，對方管受到重物沖擊碰撞時產生的應力應變情況以及材料薄弱位置行為進行分析。由于右側墻體視為剛性體，為了加速計算仿真結果，材料屬性進行簡化設置，分析步設置為顯示動力學分析，歷史輸出中主要是分析左側沖擊重物的位移和方管撞擊剛性墻時的沖擊力。在接觸屬性中，對分析中的剛體進行定義，對方管和左側重物之間進行綁定，對方管和右側剛性墻使用面面接觸屬性。由于是沖擊載荷，因此在載荷分析模塊中，除了定義邊界條件以外，還要在預定義場中定義初始的速度沖擊，通常在跌落和沖擊仿真中都是預定義場定義載荷。網格劃分就比較簡單了，兩個剛體進行簡化處理，方管進行sweep網格畫法，都做好就可以計算了。
分析：從圖中和視頻中可以看出來，左邊是建立的一個剛性面，這個剛性面既可以假設為一個墻體，也可以假設為是地面，右邊是一個200kg的重物，也可以假設為是運動中的汽車，此時中間的方形鋼管不能用來跳鋼管舞只能是受到擠壓作用產生形變，實際生活中也可能是汽車的框架結構。
展開 地震時程分析、滯回曲線分析、（鋼管）混凝土本構成和數據提取等軟件大集合 ￥99
<p>地震時程分析軟件合集：①人工波生成軟件simqke（施加地震波）；②中國規范反應譜生成軟件GB_Spectrum；③太平洋地震工程研究中心PEER網站（<a href="https://ngawest2.berkeley.edu/）" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://ngawest2.berkeley.edu/）</a> 地震動數據格式轉換器SeismoSingal 。</p><p>滯回分析軟件合集：①求解屈服點，極限荷載/位移，延性系數的軟件→Yielding Point and Ductility/YDP；②求解滯回環能量、退化剛度、耗能系數軟件（Hysteristic Loop Analysis/HLA）；③骨架曲線提取軟件（Skeleton）；④往復加載制度生成軟件(Cyclic-Loading-Process-Generator)；⑤提取論文圖片中滯回曲線數據到excel軟件</p><p>pushover分析軟件（可求解需求譜曲線、能力譜曲線和性能點）、中國規范混凝土骨架曲線生成軟件、鋼管混凝土塑性<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/4700" rel="noopener noreferrer" target="_blank">應力</a>應變計算軟件（Python腳本插件）、ABAQUS纖維離散生成器、Rayleigh阻尼與頻率的計算、混凝土CDP模型與鋼筋本構模型計算表格、約束混凝土Mander本構計算表格等</p><p>PS：如果有小伙伴想單獨買某個軟件也可以QQ聯系我</p><p><br></p>
展開 鋼管混凝土抗爆炸分析
等效單自由度分析，包教包會，
鋼管混凝土ABAQUS模型-數值分析-偏壓 ￥20
鋼管混凝土偏壓分析CAE模型，考慮非線性、初始缺陷、大變形等等。
與試驗結果鼓曲、承載力、下降段高精度匹配，大家可以參照練習。
學習類似問題的模擬，引入初始缺陷方法，材性本構的取值，網格劃分等等。
復雜相貫焊接鋼管節點有限元分析
有限元節點采用MIDAS FEA進行網格劃分，導入midas GEN進行節點計算
ABAQUS—鋼管混凝土梁柱節點滯回分析
<p>采用ABAQUS軟件建立了<strong style="color: rgb(217, 33, 66);">鋼管混凝土梁柱</strong><strong style="color: red;">節點</strong>，模型如下：</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://img.jishulink.com/202111/imgs/70ea4933caa040c2b8615be4a2c4e357"></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202111/imgs/01002223ba7441fa8d6d53c2c7f2ae65"></p><p><strong style="color: red;">模型簡介：</strong></p><p><strong>單元</strong>：混凝土和鋼管采用C3D8R，鋼筋采用T3D2進行模擬。</p><p><strong>本構</strong>：混凝土采用CDP模型（Mander計算本構），鋼管采用雙折線模型。</p><p><strong>網格：</strong>混凝土柱、梁、鋼筋50mm。
展開 中空夾層鋼管混凝土柱-H型鋼梁節點性能分析全過程CAE文件 ￥150
家人們，經過一年多的學習和論文折磨，本人終于畢業了，由于時間有限，以后可能會考慮做視頻來講解，近期就把所有論文分析過程中的資料、CAE文件全部打包放到附件中，供給大家參考，大家如果在模型計算中有不收斂、報錯等現象不妨試試我的參數，謝謝各位大佬指正啦。（付費文件為百度網盤鏈接）文件一共好幾十個G，只能放鏈接大家自行下載啦
鋼管混凝土柱軸壓受力及分析結果處理 ￥20
我讀博士期間一直研究鋼管混凝土結構，使用ABAQUS計算過許多鋼管混凝土靜力性能，經驗很豐富。發表過SCI論文，但由于篇幅有限，期刊論文中沒能很清楚的解釋，如何建模和調整模型，實際上這些內容也不應該在論文中出現，都是在學習中逐漸摸索出來的。
現在工程和研究中，很多人會用到ABAQUS來分析鋼管混凝土或者相關的組合結構。許多人來問鋼管混凝土在ABAQUS中建模的相關問題，尤其是怎么設置接觸、收斂性調整的問題，怎么調整荷載-位移曲線，使其和試驗曲線更加吻合的問題，等等。
因此，我制作這個帖子，將一些關鍵問題說明，以附件的形式詳細給出，供初學者或者有一定基礎的人員借鑒。相信看過之后會有不少心得。不但對于鋼管混凝土建模，對ABAQUS的學習也會更進一步。
附件包括6個文件：
1.鋼管混凝土CAE模型1個文件（包含1個分析初始缺陷，1個為軸壓全過程分析兩個模型，均為設置對稱邊界的1/8模型，計算速度很快）；
2.鋼管本構和混凝土本構計算程序（2個文件）；
（小程序計算出來數據很多，可以挑十幾個數據輸入，不影響精度，但是會很好收斂）
3.接觸設置方法及引入鋼管焊接殘余應力方法1個文件；
（文件中說的很詳細，按照設置即可，殘余應力對其承載力和初始剛度有不同程度的影響）
4.引入初始缺陷方法1個文件；
（計算1模態方法，形成位移文件，引入，文件中有詳細說明）
5.來源參考文獻及其中的鋼管混凝土結果處理曲線1個文件；
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