ansys對矩形鋼管應力的案例
ex1-1矩形荷載作用下地基中的附加應力分布
ex1-1矩形荷載作用下地基中的附加應力分布
【ANSYS算例】矩形容器內液體三維晃動模擬
</span></p><p> <span style="color: rgb(0, 0, 0);">本文的相關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。后續我將會繼續更新相關的內容，大家一起交流學習！</span></p><p><span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">參考文獻：賈善坡,許成祥,譚繼可.矩形容器內液體三維晃動特性研究[J].水電能源科學,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>掃二維碼丨關注我們</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
展開 ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉效應
導讀：矩形截面梁的切應力和扭轉角用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件在扭矩作用下的扭轉效應。
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。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，矩形截面梁的切應力和扭轉角用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力和扭轉角。
問題分析：只受扭轉，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轉換成彈性模量E，E =2G(1+u)。設泊松比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、計算結果
經過ANSYS建模計算，以下是矩形截面梁的切應力和扭轉角的計算結果。由此可見，當梁的橫截面的份數多一些，更接近解析解。份數越多，ANSYS數值解趨于穩定。
(1)計算結果列表
Nb和Nh是ANSYS中橫截面的份數，默認是2份。
(2)扭轉角云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
(2)切應力云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
四、理論計算
參考教材：劉鴻文. 材料力學 I (第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 91-93.
展開 ansys: 周期性載荷激勵下矩形板諧響應分析 ￥50
ansys命令流，兩種方法：模態疊加法和完全法
1. 變形圖
2. 頻響曲線
Abaqus鋼管混凝土塑性受拉及受壓應力應變本構模型及損傷因子 ￥5
<p class="ql-align-justify">本內容基于韓林海的約束混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立鋼管約束混凝土型，具體如下：</p><p class="ql-align-justify">模型介紹：</p><p class="ql-align-justify">本模型基于<span style="color: rgb(25, 27, 31);">韓林海</span>所開發的約束混凝土應力應變關系模型，以及損傷因子，其中受壓本構以及受拉本構以及其損傷因子均有，且附帶鋼材料的二次流塑模型，可直接輸入abaqus進行分析，均具有完美下降段。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png?
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2篇
（2）在查看米塞斯應力時，ANSYS中最大的米塞斯應力值大于設置的屈服強度值，而在ABAQUS中最大的米塞斯應力值剛好等于設置屈服強度值，這說明二者在危險點所采用應力準則可能是不一樣的，就是說，ANSYS是否是用危險點的最大正應力在與屈服應力比較，而ABAQUS則是用危險點的米塞斯應力與屈服應力在比較。
從這個實例看出，ANSYS在材料非線性求解算法方面確實沒有ABAQUS算法好，當然，有可能是本人（宋老師學生）水平有限，并沒有在ANSYS中找到合適的方法來求解收斂，這里歡迎各位CAE朋友多多指教，謝謝！
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
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
后處理
查看米塞斯應力
可見，中間一部分均進入到屈服狀態，而兩邊還沒有達到屈服。
查看等效塑性應變
可見中間部分等效塑性應變大于0，材料發生了屈服。
下篇將說明ANSYS WB中的分析步驟，并將結果進行對比。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
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 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 
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
在圖4中最大軸向變形發生在拔制力作用的左端，其數值為-32.518mm（“-”表示方向向左），最小軸向變形發生在鋼管的入口區，其數值為-25.538mm。圖5為軸截面上的模型剖視圖（在定徑帶部位放大），從圖中可以看到成型后的鋼管直徑比定徑帶尺寸略小(定徑帶直徑與拔后鋼管直徑相差1.4828mm)，從理論上驗證了實際生產中的空拔鋼管縮徑現象。
2.2 鋼管應力分布
在空拔鋼管過程中由于鋼管內表面沒有約束作用，處于自由狀態，而鋼管的外表面則與模具相接觸，它承受了比內表面更高的縱向流動阻力，導致鋼管斷面上金屬縱向流動不均勻。從圖6可見，拔制方向的軸向應力沿著鋼管壁厚呈現不均勻分布狀態，外表面為強拉應力區，內表面為強壓應力區，最大拉應力出現在鋼管的外表面，最大壓應力區出現在鋼管的內表面。當最大拉應力超過臨界值時，鋼管的外表面材料將發生破壞，這是實際生產中鋼管橫向裂紋主要產生于外表面的原因。
2.3 拔制過程中拔制力的變化情況
通過計算可得，拔制力隨拔制過程的變化如圖7所示，我們將其分為三個階段：
起始階段 隨著鋼管逐漸與模具發生接觸，拔制力逐漸增大，對應圖7中曲線開始時的拔制力（絕對值）隨時間快速增大的區段；
流動階段 在鋼管與模具基本上完全接觸后，金屬進入一種非穩態的流動階段，此時由于金屬流動，拔制力迅速減小，同時由于流動方向的不確定性拔制力快速變化，對應圖7中曲線的抖動區段；
穩定階段 隨著拔制過程的深入，金屬的流動漸趨穩定，拔制力不再發生變化，對應圖7中曲線的平直區段。
展開 ANSYS后處理中的應力與屈服準則！
ansys后處理該看的那些應力
01
應力
材料發生形變時，內部產生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內力在一點的集度稱為應力 (Stress)，應力與微面積的乘積即微內力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。我們分析后查看應力，目的就是在于確定該結構的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說，我們在ANSYS計算中得到的應力，總是要和單軸破壞試驗得到的結果進行比對的。所以，當有限元模型本身是一維或二維結構時，通過查看某一個方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實體結構中，應力分布要復雜得多，不能僅用單一方向上的應力來代表結構此處的確切應力值——就出現了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
01
最大拉應力強度理論
該理論認為，材料破壞的主要因素是最大拉應力，無論何種狀態，只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力，則材料斷裂。其中，某點的最大拉應力數值，就是其第一主應力數值。
展開 