ansys鋼管力分析的案例
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；
展開 【經典案例欣賞6】復雜鋼管混凝土構件受力分析
項目難點：
1、精細建模；
2、鋼管與混凝土之間的接觸設置；
3、若需要，還需考慮初始曲線。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
【經典案例欣賞26】復雜鋼管混凝土空間多向節點受力分析
項目難點：
1、復雜鋼管混凝土快速建模；
2、空間節點荷載施加；
3、設計院節點設計快速分析。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
ANSYS AQWA波浪力分析案例：絞吸挖泥船波浪力分析
圖1 鋼樁裂紋
二、分析工具
本次分析采用常用的波浪力分析軟件AQWA進行分析，模擬船體在不同波浪情況下的運動狀態及受力情況。AQWA是一套集成模塊，主要用于滿足各種結構流體動力學特性評估相關分析需求，包括從桅、桁到FPSOs，從停泊系統到救生系統，從TLPs到半潛水系統，從漁船到大型船舶以及結構交互作用。該軟件相對成熟，在計算波浪力方面具有優勢，因此采用該軟件進行不同工況下的運動分析。
三、分析步驟
1、建立模型
根據船舶的實際尺寸，建立船體和鋼樁三維模型。為計算方便，對模型進行簡化，去掉對模擬影響不大的結構，建立模型如下：
圖2 計算模型
船體長度xxm，寬度xxm，型深xm，總噸位4316t，滿載平均吃水4.2m。該船處于無遮蔽的海域中，收到波浪的作用，分析其運動性能。
2、參數設置
根據船體和鋼樁實際的運動狀態，通過軟件計算其重心位置、轉動慣量等參數，并對模型進行網格劃分。本次網格采用四面體和六面體結構網格，采用智能網格方式進行劃分，選取單元最大尺寸為2，共生成單元3686個，如下圖所示。
圖3 劃分網格
3、計算載荷
計算水深為30米，分別計算如下工況下，船體在風浪作用下對鋼樁進行沖擊時，鋼樁受到的作用力。假定波浪與船體夾角為45°，波高為1m，波的頻率為0.167.通過AQWA軟件模擬船舶的運動狀態，并進行受力分析，其結果如下：
圖4 壓力和運動云圖
圖5 作用在船體上的縱向波浪載荷
圖6 樁底反力
由上圖可以的受力分析可以看出，鋼樁在船體和土體的共同作用下，鋼樁底部受力較大，在該工況下，鋼樁底部的作用反力最大為1.05*106N。
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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 基于ansys apdl 命令流分析玻璃/環氧中心開口板的受力分析 ￥59.9
2、建立模型
網格劃分：
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3
映射網格劃分
模型求解的結果
施加約束（載荷）：
長方形左邊固支右邊受 1000N 均勻拉力
3、有限元結果分析
受力方向位移圖（整體）：
X 方向的位移圖
Y 方向的位移圖
Z 方向的位移圖
Mises 應力圖（每層）：
第一層Mises 應力圖
第二層Mises 應力圖
第三層Mises 應力圖
第四層Mises 應力圖
第五層Mises 應力圖
結論：
由Mises 應力圖可以得出對稱層合板之間的應力圖是相同的
基于ANSYS的懸臂梁靜力分析 ￥100
<div contenteditable="false" width="100%">
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;">本文主要介紹如何運用<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>求解懸臂梁的撓度和轉角，命令流附后。</p>
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;">懸臂梁示意圖如下，長度L= 5m，彈性模量G=2.1E11Pa，泊松比&mu;=0.3，截面尺寸0.5m&times;0.5m，截面慣性矩I=2.1E-3m<span style="font-family:'Times New Roman';font-size:12.0pt;vertical-align:super;">4</span>, 集中力F=10<span style="font-family:'Times New Roman';font-size:12.0pt;vertical-align:super;">5</span>N，求解端面處的撓度和轉角。
展開 基于ANSYS的光伏支架受力分析
摘 要：以光伏支架主體結構為主要研究對象，利用SolidWorks軟件建立光伏支架的3D模型，導入到ANSYS軟件中進行分析，在分析時主要考慮對光伏支架最不利的工況，其荷載主要包括風荷載、雪荷載、恒荷載和光伏支架自重，根據光伏支架結構設計規程相關規定，計算后施加在檁條和組件連接的面上，荷載組合為風荷載、雪荷載、恒荷載相加作用。分析結果中得到光伏支架總變形、x向變形、z向變形、等效應力和等效應變等分析情況。分析結論對光伏支架的研發具有一定參考意義。
關鍵詞：光伏支架;ANSYS;受力分析;有限元;
0 引言
光伏支架（solar panel bracket）是太陽能光伏發電系統中為放置、安裝和固定太陽能面板而設計的支架。自從我國提出碳達峰碳中和以來，光伏行業迎來了新的發展和機遇，光伏支架的需求也是逐漸增長[1]。在設計上，要做到安全適用、經濟合理，應符合GB 50017-2017《鋼結構設計標準》[2]中有關規定，對光伏支架進行有限元分析有助于結構和強度的檢驗和改進及材料的合理應用。
本文以光伏支架主體結構為研究對象，利用Solid Works建立光伏支架三維模型，導入到ANSYS中，根據光伏支架在最不利的工況下，在光伏支架上添加恒荷載、風荷載和雪荷載，同時還考慮了光伏支架的自重，對光伏支架進行靜力學分析，得到了光伏支架的應變、應力圖，對光伏支架結構設計受力情況進行分析。
1 ANSYS的前處理
1.1 ANSYS有限元分析流程
有限元是把一個原來是連續的物體劃分為有限個單元，這些單元通過有限個節點相互連接，承受與實際荷載等效的節點載荷，根據力的平衡來進行分析，根據變形的協調條件來把這些離散的單元組合起來進行綜合求解的方法，其思想為離散化思想。基于ANSYS的分析流程主要分為前處理、求解和后處理3大步驟。
展開 螺釘ANSYS的受力分析文檔
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基于ANSYS的曲軸受力分析與改進
該曲軸的主要是在ANSYS經典界面中建立模型的，其實由于ANSYSworkbench的出現，推薦大家以后使用ANSYSWorkbench的界面中做分析吧，這就好比傻瓜相機和專業相機的區別，作為接觸該軟件的新手，建議大家先接觸傻瓜相機吧。以后用到相關技巧的話可以插入APDL命令的方式來完成。
基于Ansys曲軸受力分析與改進
曲軸是發動機的重要組成部分之一，它的作用是將活塞的往復直線運動變為旋轉運動，再將這一旋轉運動傳遞給其他機械。曲軸的受力情況是曲軸使用壽命的關鍵，如何提高受力情況，改進曲軸的結構是發動機壽命的關鍵之處。因此本次分析，對曲軸在不同階段的受力情況進行了分析，并將受力最大的地方進行改進，以減小內應力，提高曲軸的使用壽命。
在ansys中對曲軸進行建模，并劃分網格。
在ansys建模時采用自頂向下的方式建模，建立圓柱，再依次向右建模，采用面拉伸，在相同結構時候可以采用copy命令進行復制，在不同部分采用偏移工作平面的方式進行局部繪圖，最后將所做的幾部分實體圖進行布爾加操作，使之成為一個整體。為了便于劃分網格，以及受力分析是便于施加90°方向的面壓力，采用divide\volume by workplane劃分實體為兩部分。繪制的最終結構圖如圖所示。
劃分網格時候，該結構采用solids45單元進行劃分，全體尺寸采用10.劃分時由于該結構較復雜，曲軸受力不均勻，因此用free自由網格劃分。劃分結果如圖所示。
在受力情況中，對齊材料屬性為：彈性模量3E7，泊松比0.3
由于汽缸活賽在工作工程中，每次循環有四個沖程：壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程、吸氣沖程，因此對曲軸左右部分進行不同時間的受力情況分析。
展開 ANSYS接觸分析之三_ 接觸力的讀取
問題描述：在ANSYS中可以得到接觸面的法向接觸壓力，但是如何得到接觸力呢？
解決：使用Element Table功能
時間：2007-6-4
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
附件里面是兩個例子的對比，ContactForce_without_Curve為平面接觸，ContactForce_with_Curve為凹面接觸。
兩個例子都是底面Fixed,在TOP面施加1MPa的壓力。最后計算出來的結果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認為反映了計算結果。
但是這里面有一些疑問，為什么讀取NIMS，58，59，60，61即實際接觸面積時得到的接觸力反而小？是否ANSYS自動對單元計算結果進行投影？
PS：C_Force為單元接觸法向壓力*單元實際接觸面積的總和
E_Force為單元接觸法向壓力*單元幾何面積的總和
本分析對需要使用實體代替梁分析接觸分析時，可初步解決如何提取軸力的問題。歡迎大家就此問題繼續探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應力云圖
[url=]
接觸力結果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
展開 基于ANSYS Workbench的螺栓預緊力分析 ￥20
ANSYS Workbench 多物理場軟件實現螺栓預緊，滿足螺栓預應力工況分析。
詳細操作說明書及源文件，見附件。
基于ANSYS某旋轉樓梯結構受力分析
采用ANSYS對其進行結構受力計算分析。
【材料參數】
本次計算只考慮彈性計算，材料參數如下：
彈性模量：200Gpa;
密度（考慮節點連接，保守估計對結構密度放大1.1倍）：7850*1.1=8635kg/m^3
泊松比：0.3
【荷載參數】
本次計算考慮恒載與活載的最不利組合，附加恒載按0.6,活載按3.5考慮。
【結構建模】
本次建模通過先建立節點，然后建立單元的方法進行，結構單元采用Beam188。首先對原結構進行一定的簡化，計算出各個節點的三維坐標。通過N命令建立節點，然后通過E命令建立單元，值得注意的是，此處除了僅僅建立結構本身需要的節點外，還需要建立結構主梁所需要的方向點。結構模型如下：
【荷載加載】
1、邊界條件設定：樓梯兩端通過預埋件與混凝土框架主梁相連，理論上該連接具有半剛性特點，介于鉸接和剛接之間。若支座采用完全剛接計算，結構相應的位移和應力都很小，偏于不保守；若采用彈簧模擬框架梁與樓梯的連接，由于彈簧參數的取值業內并沒有統一認識，具有太多隨機性，所計算結果并不具有可靠性，故而本次模型偏保守的采用鉸接支座。
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