鋼管桁架ansys分析的案例
基于ANSYS WORKBENCH的桁架結構的分析
有不少朋友經(jīng)常問到在WB中的桁架分析問題。例如下面的桁架，有兩個端點被固定，而在C處施加一個向下的集中力，如何計算該問題？
在ANSYS APDL中，計算該問題非常簡單。但是在WB中，則比較麻煩。對于線體模型，WB中默認的單元類型是BEAM188，如果直接使用默認單元會帶來一些出乎意料的結果。本文使用LINK180建模，這樣就需要插入命令流。下面說明使用LINK180的建模方法。
1. 創(chuàng)建靜力學結構分析系統(tǒng)。
2. 創(chuàng)建幾何模型
（1）創(chuàng)建草圖
（2）根據(jù)草圖生成線體模型
創(chuàng)建圓形截面，其半徑為10mm（該尺寸隨便設置，后面會被覆蓋）
將截面屬性賦予給線體模型
3. 設置桿的單元類型
在線體模型下添加命令
在命令文件編輯窗口輸入下列命令
、
上述命令的含義是：
第1行，設置單元類型是LINK180
第2-3行，設置截面類型是實心圓，且其橫截面積是10mm2
4. 劃分網(wǎng)格
在MESH下添加一個單元尺寸控制，設置給所有邊劃分1等份。
網(wǎng)格劃分結果如下圖
5. 施加邊界條件
該下面兩個關鍵點施加固定支撐，給上面點施加數(shù)值向下的力100N,結果如下圖
6. 求解并進行后處理
進行求解。
然后進行后處理?？梢园l(fā)現(xiàn)應力，應變，能量等按鈕均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明，該梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS
但是ANSYS表明，該梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定義數(shù)據(jù)類型，選擇其中的總位移結果
、
得到位移如下圖
讀者可嘗試使用WORKSHEET中的其它用戶自定義結果，
【評論】
1. 通過在幾何體模型后面添加命令，并編輯命令文本，可以設定單元為桿單元LINK180.
2.
展開 Ansys視頻教程之桁架靜力分析
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簡單桁架可靠性分析在ANSYS上的實現(xiàn)：
執(zhí)行分析文件
SAVE
pdsens,qq,tvol
pdshis,qq,sig1,samp
pdhist,qq,sig2
pdcdf,qq,sig3
PDSAVE
FINI
/EXIT,ALL
教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分？
教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 1 部分
一般來說，有限元解可以分為以下三個階段。
1. 預處理：定義問題;
- 定義關鍵點/線/區(qū)域/體積
- 定義元素類型和材料/幾何屬性
- 根據(jù)需要劃分線/區(qū)域/體積
2. 解決方案：分配載荷、約束和求解;
3. 后處理：
- 節(jié)點位移列表
- 單元力和彎矩
- 撓度圖
- 應力等值線圖
在本教程中，我們將進行第一步。
步驟1：
啟動 Ansys Mechanical APDL。
步驟2：
單擊 Preferences 并選擇 Structural ，因為我們將進行結構分析。單擊 OK（確定）。
步驟3：
現(xiàn)在我們必須繪制關鍵點。在 Preprocessor >> Modeling >> Create >> In active CS 下創(chuàng)建。
步驟4：
現(xiàn)在我們必須輸入 Keypoints。輸入關鍵點編號 1 和 XYZ 坐標，然后單擊 Apply。
步驟5：
輸入第二個關鍵點 X=500，Y=1000。Z 將保持為零，因為我們有 2D Bridge Truss。單擊 Apply。
步驟6：
輸入第三個關鍵點 X=1000，Y=0。單擊 Apply。
步驟7：
輸入第 4 個關鍵點 X=1500，Y=1000。單擊 Apply。
步驟8：
輸入第 5 個關鍵點 X=2000，Y=0。單擊 OK
步驟9：
現(xiàn)在我們已經(jīng)繪制了關鍵點。我們必須沿著這些關鍵點創(chuàng)建線條。轉到 建模 >> 在激活坐標中>>創(chuàng)建>>線。
步驟10：
現(xiàn)在通過單擊它們來選擇 kepoint，然后單擊其他關鍵點以創(chuàng)建線。創(chuàng)建成員。單擊 OK（確定）。
步驟11：
現(xiàn)在我們必須定義 Element 類型。即 Beam。
展開 
教程 - 機械 APDL 中的 2D 桁架分析 （ANSYS） 第 2 部分
一般來說，有限元解可以分為以下三個階段。
1. 預處理：定義問題;
- 定義關鍵點/線/區(qū)域/體積
- 定義元素類型和材料/幾何屬性
- 根據(jù)需要
劃分線/區(qū)域/體積 2.解決方案：分配載荷、約束和求解;
3. 后處理：
- 節(jié)點位移列表
- 單元力和彎矩
- 撓度圖
- 應力等值線圖
在本教程中，我們將進行第二步和第三步。
1. 步驟1：
這是教程的第二部分，我們在其中解決問題。在 Solution >> Analaysis 下，鍵入 New analysis>>。選擇 static 并單擊 OK。
2. 步驟2：
在定義載荷下>>>> Structural >> 位移 >> On 關鍵點上應用。現(xiàn)在，我們將定義固定的關鍵點或支撐。
3. 步驟3：
選擇兩個下角關鍵點，然后單擊 OK。
4. 步驟4：
選擇 All DOF 并單擊 OK。
5. 步驟5：
轉到定義載荷 >> 在關鍵點上應用>> 結構>>力矩/力矩 >> 。
6. 步驟6：
選擇上部關鍵點，然后單擊 OK。
7. 步驟7：
力的方向為 FY 且輸入 Force 值 = -10000，因為力將向下作用。
8. 步驟8：
現(xiàn)在我們已經(jīng)準備好了模型進行求解。在 Solve 下>> Current Load 步驟。
9. 步驟9：
單擊 OK（確定）。
10. 步驟10：
一條消息 Solution is done！將顯示流程何時完成。單擊 Close。
11. 步驟11：
現(xiàn)在是這個過程的第三部分。要進行后處理。轉到 General PostProc >> 列出結果 >> reaction solu。
12.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例2---桁架系統(tǒng)的靜力學分析
【問題】
一個桁架系統(tǒng)由4根桿件組成，桿的橫截面積是100平方毫米，桿件為鋼材，彈性模量是200GPA，泊松比為0.3，現(xiàn)在左邊兩個節(jié)點為固定鉸支座，而在右邊節(jié)點上施加豎直方向的滾動支座。在中間節(jié)點上施加豎直向下的集中力，大小為100N,現(xiàn)在要求中間節(jié)點的節(jié)點位移，以及各個支撐處的支反力。
(本文例子來自于張建華 丁磊編著的《ABAQUS基礎入門與案例精通》2012.6）
【問題分析】
這是一個簡單的桿件系統(tǒng)。列舉本例子的目的，是要進一步考察ANSYS與ABAQUS在靜力學分析中的異同。
由于是桿件系統(tǒng)，在ANSYS中使用經(jīng)典界面會更方便，本文使用ANSYS的經(jīng)典界面仿真。
長度單位使用毫米。這樣彈性模量大小為200e9 (N/m2) = 200e3(N/mm2)
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【方法1. ANSYS17分析過程：經(jīng)典界面】
1. 選擇單元類型
添加LINK180單元。
2. 設置材料屬性
彈性模量是200GPA，泊松比為0.3。這里使用了毫米單位，因此彈性模量是200e3
3. 設置截面屬性
設置連桿的橫截面積是100mm2
4. 創(chuàng)建幾何模型
首先創(chuàng)建四個節(jié)點，坐標分別是
1號點：（0,0）
2號點：（200,0）
3號點：（100,80）
4號點：（0，80）
結果如下圖
從上述四個點創(chuàng)建桿單元如下圖
5. 創(chuàng)建位移邊界條件
左邊兩個點施加固定鉸支座
右邊一個點施加滾動支座
6. 施加集中力
中間節(jié)點上施加豎直向下的集中力，大小為100N
7.
展開 ANSYS桁架橋靜力學分析（附命令流和視頻教程）
本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。
桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。
左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。
最后求解結構變形圖，總位移云圖，節(jié)點矢量位移圖，內力圖等。
建模分析過程GUI操作演示視頻
視頻來源網(wǎng)絡出處不明。該視頻重在演示軟件操作過程，結果與下面整理的命令流文件結果有些許差異，不必糾結，重在了解分析求解過程。
命令流：
/COM, Structural
/TITLE,Truss Bridge Static Analysis
/FILNAME,Girder,1
/PREP7
ET,1,BEAM188 !定義188號梁單元
ET,2,SHELL181 !定義181號殼單元
KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form
KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible
MP,EX,1,2.1E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7850 !定義鋼結構材料
MP,EX,2,3.5E10
MP,PRXY,2,0.1667
MP,DENS,2,2500 !
展開 平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
作者介紹： 力學碩士，有七年的結構有限元分析經(jīng)驗
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在ANSYS中，桁架結構（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個節(jié)點，每個節(jié)點有三個平移自由度。對于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個自由度，一般為Z向。
2 桁架結構的建模，可以直接從節(jié)點單元開始，因為桁架的每根桿都只劃分為一個單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計算本質還是轉化為實常數(shù)。
4 對于桿結構，荷載都施加在節(jié)點上，桿單元不能施加線荷載。
對于線模型（桿結構，梁結構，管結構），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當命令sectype的type是link的時候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者help, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
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(shù)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(xiàn)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(fā)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(fā)生破裂，導致漏油的發(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(shù)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(chǎn)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(yè)生產(chǎn)。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(tǒng)深入地認識，導致生產(chǎn)中出現(xiàn)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(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。
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（Mapped mesh），分網(wǎng)后鋼管和模具的有限元模型如圖2所示。
展開 
