ansys 鋼管力學(xué)分析的案例
ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實(shí)例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)計(jì)算壓縮變形問(wèn)題。本實(shí)例以一根空心鋼管為例施加一平板來(lái)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(shí)例采用等向強(qiáng)化材料模型來(lái)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(lái)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(duì)稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實(shí)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(shí)例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對(duì)于超過(guò)屈服強(qiáng)度的仿真有一定的指導(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計(jì)算源文件包括設(shè)置方法和流程
展開(kāi) 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(dòng)機(jī)當(dāng)中有很多的油道管線，那么管線在折彎當(dāng)中會(huì)不會(huì)發(fā)生破裂，導(dǎo)致漏油的發(fā)生呢？會(huì)不會(huì)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(gè)過(guò)程.
鋼管折彎是很常見(jiàn)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(guò)程鋼筋管線會(huì)不會(huì)變形，很多工人都是靠經(jīng)驗(yàn)完成的。如果當(dāng)我們身邊沒(méi)有專業(yè)工具的生活，生活中遇到需要折彎鋼管的時(shí)候，怎么實(shí)現(xiàn)呢，下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)看一下手工鋼管折彎的仿真分析過(guò)程。（公眾號(hào)：CAE_ANSYS），看看管線折彎過(guò)程中的應(yīng)力分析，查看是否發(fā)生管線的破壞。
本實(shí)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(guò)程問(wèn)題。主要涉及到知識(shí)點(diǎn)如下：
模型的建立過(guò)程，
材料雙線性或非線性的設(shè)置方法
鋼管和加工折彎?rùn)C(jī)的接觸設(shè)置方法，
折彎過(guò)程的設(shè)置，
鋼管的進(jìn)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(xiàng)，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(shí)例采用等向強(qiáng)化材料模型來(lái)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。
展開(kāi) 基于ANSYS/LS-DYNA的空拔鋼管有限元分析
空拔鋼管過(guò)程由于能夠有效靈活地縮減鋼管直徑，獲得所需的機(jī)械性能，因而在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。目前以實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)化為軸對(duì)稱變形，對(duì)其變形過(guò)程與機(jī)理仍然缺乏系統(tǒng)深入地認(rèn)識(shí)，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(wèn)題分析不夠。本文應(yīng)用ANSYS軟件的LS-DYNA（顯式動(dòng)力分析）模塊建立了三維空拔鋼管有限元模型，動(dòng)態(tài)模擬了鋼管空拔過(guò)程，得到了各種場(chǎng)量的分布及工藝參數(shù)對(duì)拔制力的影響，進(jìn)而分析了生產(chǎn)中常見(jiàn)問(wèn)題的成因，并為模具和拔管優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gè)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(wèn)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(zhǎng)的同時(shí)產(chǎn)生徑向收縮，進(jìn)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(shí)體模型。選用具有顯式分析功能的SOLID164單元對(duì)實(shí)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。
展開(kāi) 基于ansys workbench的生物力學(xué)仿真分析 ￥10
D型卸扣銷
5_3.鋼板彈簧
5_4.鉆頭
6_1.股骨骨骼結(jié)構(gòu)分析
6_2.股骨骨模分析
6_3.脛骨骨骼結(jié)構(gòu)分析
6_4.脛骨骨模分析
6_5.壓縮骨板結(jié)構(gòu)分析
6_6.壓縮骨板模態(tài)分析
6_7.壓縮骨板拓?fù)鋬?yōu)化
6_8.壓縮骨板熱分析
ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析1
對(duì)于土木，機(jī)械，航空航天和許多其他學(xué)科的工程師而言，應(yīng)力分析是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。盡管它被稱為應(yīng)力分析，但它會(huì)在結(jié)構(gòu)上同時(shí)尋找應(yīng)力和應(yīng)變，以便確定外部載荷下結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。應(yīng)力分析可以通過(guò)不同的方式執(zhí)行，例如，實(shí)驗(yàn)測(cè)試，分析解決方案或計(jì)算模擬，實(shí)驗(yàn)測(cè)試或方法的組合或方法的組合。在本課程中，我們將從應(yīng)力分析的目標(biāo)和應(yīng)用開(kāi)始，并且將解決工程師在應(yīng)力分析的計(jì)算仿真中的作用的重要性。
【免責(zé)聲明】本文資料摘自網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家
展開(kāi) ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析2
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關(guān)于ANSYS斷裂力學(xué)分析清單
9) 材料構(gòu)型力:材料力主要用于分析材料的缺陷，如位錯(cuò)，空隙，界面和裂紋等。材料力也成為構(gòu)型力，可以考慮夾雜物中的彈性固體（基體材料）。
對(duì)于線性或非線性彈性材料中，材料力矢量與裂紋面相切的分量代表了裂紋尖端的能量釋放率。此外，裂紋擴(kuò)展方向，非均勻性，缺陷和失配網(wǎng)格也可以使用材料力進(jìn)行表征。在彈塑性力學(xué)問(wèn)題中，材料力矢量與裂紋面相切（平行）分量代表了裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力（J積分）。材料力的計(jì)算不考慮作用在裂紋表面的載荷。
10) C*積分:對(duì)于高溫蠕變裂紋擴(kuò)展的研究，目前廣泛采用的控制參量之一是穩(wěn)態(tài)蠕變C*積分。
正如各向同性彈性材料中的J積分一樣，C*積分表征了各向同性材料經(jīng)歷蠕變變形第二階段的裂紋特征。C*積分的表達(dá)式如下：
在彈塑性階段，用以描述裂紋尖端區(qū)域應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度的主要是，積分，因此，積分也就成為了彈塑性斷裂的基本準(zhǔn)則。但材料蠕變條件下，J積分不再適用，此時(shí)能有效地反映裂紋尖端的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的是蠕變斷裂參量C*。
來(lái)源：本文來(lái)自CAE技術(shù)聯(lián)盟公眾號(hào)，版權(quán)歸作者所有。
展開(kāi) ansys之——柱面網(wǎng)殼力學(xué)分析
/PREP7 !進(jìn)入前處理模塊
ET,1,LINK8 !定義第一類單元是空間桿件LINK8
MP, EX, 1, 207E3 !定義第一類材料彈性模量EX
MP,DENS,1,7.8e-6 !材料密度
R, 1, 100 !定義桿件第一類實(shí)常數(shù)--截面積. 該問(wèn)題的長(zhǎng)度單位為毫米
N, 1 ,-20000 , 22000 , 0 !定義各個(gè)結(jié)點(diǎn)位置信息,單位:毫米
N, 2 ,-12000 , 22000 , 0
N, 3 ,-4000 , 22000 , 0
N, 4 , 4000 , 22000 , 0
N, 5 , 12000 , 22000 , 0
N, 6 , 20000 , 22000 , 0
N, 7 ,-20000 , 20098 , 8948.206
N, 8 ,-12000 , 20098 , 8948.206
N, 9 ,-4000 , 20098 , 8948.206
N, 10 , 4000 , 20098 , 8948.206
N, 11 , 12000 , 20098 , 8948.206
N, 12 , 20000 , 20098 , 8948.206
N, 13 ,-20000 , 14720.87 , 16349.19
N, 14 ,-12000 , 14720.87 , 16349.19
N, 15 ,-4000 , 14720.87 , 16349.19
N, 16 , 4000 , 14720.87 , 16349.19
N, 17 , 12000 , 14720.87 , 16349.19
N, 18 , 20000 , 14720.87 , 16349.19
N, 19 ,-20000 , 6798.374 , 20923.24
N, 20 ,-12000 ,
展開(kāi) ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析4
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ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析3
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基于ANSYS的鋼筋混泥土復(fù)合墻板力學(xué)性能分析
研發(fā)墻體的力學(xué)性能以及熱工性能，可為墻板的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供有力的依據(jù)。
本文在基于前章對(duì)墻板熱學(xué)性能模擬分析的基礎(chǔ)上，采用ANSYS有限元分析軟件對(duì)墻板的力學(xué)性能進(jìn)行模擬分析。
本文的模型采用的為夾心墻體，單元采用固體單元和梁?jiǎn)卧牧线x用混泥土和鋼筋材料，得到了夾心墻體力與位移載荷的曲線，同時(shí)得到極限抗彎強(qiáng)度。
一、模型的處理方式
ANSYS中對(duì)鋼筋混凝土墻板模型的處理方式主要分為兩種：分離式和分布式。分離式模型主要考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)和滑移；而分布式假定混凝土和鋼筋粘結(jié)很好，鋼筋在混泥土中均勻分布。混泥土單元一般采用SOLID65單元，可以定義實(shí)常數(shù)R，來(lái)定義配筋的材料以及配筋的參數(shù)，如：體積率、方向角等。分離式模型需要用到link單元或者beam單元，link單元不能承受彎曲，而beam單元可以承受彎曲。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的單元。
本文選用的是分離式混泥土模型，采用SOLID65+beam188單元進(jìn)行模擬。模型的建立效果如下圖1所示。為了方便對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分和載荷的施加，我們對(duì)模型進(jìn)行了不同位置處的切割。
圖1 復(fù)合墻板的有限元模型
二、網(wǎng)格的劃分
混凝土的本構(gòu)關(guān)系可以分為線彈性、非線性彈性、彈塑性及其它力學(xué)理論等四類，其中研究最多的是非線性彈性和彈塑性本構(gòu)關(guān)系，其中不乏實(shí)用者。采用tb,concr,matnum則定義了W-W破壞準(zhǔn)則(failure criterion)，而非屈服準(zhǔn)則(yield criterion)。定義tb，concr一般需要定義四個(gè)參數(shù)，分別為開(kāi)口剪力傳遞系數(shù)（一般設(shè)為0.3~0.5）、閉口剪力傳遞系數(shù)（一般設(shè)為0.9~1）、單軸抗拉強(qiáng)度以及單軸抗壓強(qiáng)度。
W-W破壞準(zhǔn)則是用于檢查混凝土開(kāi)裂和壓碎用的，混凝土的塑性可以另外考慮，當(dāng)然塑性是在開(kāi)裂和壓碎之前，因?yàn)樵诓牧掀茐那安啪哂兴苄浴?/span>
展開(kāi) 
基于ANSYS的鋼筋混泥土復(fù)合墻板力學(xué)性能分析
研發(fā)墻體的力學(xué)性能以及熱工性能，可為墻板的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供有力的依據(jù)。本文在基于前章對(duì)墻板熱學(xué)性能模擬分析的基礎(chǔ)上，采用ANSYS有限元分析軟件對(duì)墻板的力學(xué)性能進(jìn)行模擬分析。
本文的模型采用的為夾心墻體，單元采用固體單元和梁?jiǎn)卧牧线x用混泥土和鋼筋材料，得到了夾心墻體力與位移載荷的曲線，同時(shí)得到極限抗彎強(qiáng)度。
一、模型的處理方式
ANSYS中對(duì)鋼筋混凝土墻板模型的處理方式主要分為兩種：分離式和分布式。分離式模型主要考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)和滑移；而分布式假定混凝土和鋼筋粘結(jié)很好，鋼筋在混泥土中均勻分布。混泥土單元一般采用SOLID65單元，可以定義實(shí)常數(shù)R，來(lái)定義配筋的材料以及配筋的參數(shù)，如：體積率、方向角等。分離式模型需要用到link單元或者beam單元，link單元不能承受彎曲，而beam單元可以承受彎曲。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的單元。
本文選用的是分離式混泥土模型，采用SOLID65+beam188單元進(jìn)行模擬。模型的建立效果如下圖1所示。為了方便對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分和載荷的施加，我們對(duì)模型進(jìn)行了不同位置處的切割。
圖1 復(fù)合墻板的有限元模型
二、網(wǎng)格的劃分
混凝土的本構(gòu)關(guān)系可以分為線彈性、非線性彈性、彈塑性及其它力學(xué)理論等四類，其中研究最多的是非線性彈性和彈塑性本構(gòu)關(guān)系，其中不乏實(shí)用者。采用tb,concr,matnum則定義了W-W破壞準(zhǔn)則(failure
criterion)，而非屈服準(zhǔn)則(yield
criterion)。定義tb，concr一般需要定義四個(gè)參數(shù)，分別為開(kāi)口剪力傳遞系數(shù)（一般設(shè)為0.3~0.5）、閉口剪力傳遞系數(shù)（一般設(shè)為0.9~1）、單軸抗拉強(qiáng)度以及單軸抗壓強(qiáng)度。
W-W破壞準(zhǔn)則是用于檢查混凝土開(kāi)裂和壓碎用的，混凝土的塑性可以另外考慮，當(dāng)然塑性是在開(kāi)裂和壓碎之前，因?yàn)樵诓牧掀茐那安啪哂兴苄浴?/span>
展開(kāi) 材料力學(xué)之壓桿穩(wěn)定ANSYS特征值屈曲分析
分析類型-特征值屈曲
BUCOPT,SUBSP,1,0,0 !特征值屈曲分析選項(xiàng)SUBOPT,0,0,0,0,0,ALL
MXPAND,1,0,0,0,0.001, !擴(kuò)展模態(tài)數(shù)
SOLVE !求解
FINISH
/POST1
SET,LIST !列表查看特征值
/GFORMAT,F,12,3, !數(shù)據(jù)格式
/DSCALE,ALL,30 !變形比例
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !屈曲變形
轉(zhuǎn)載自好學(xué)ANSYS公眾號(hào)，具體操作過(guò)程，請(qǐng)移步至公眾號(hào)哦~這里是鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/uvsEt4sW1KQXiAh_9fF2dg
展開(kāi) ANSYS 斷裂力學(xué)新功能之SMART自適應(yīng)裂紋萌生分析
對(duì)于不考慮奇異性的裂紋擴(kuò)展分析，需要定義準(zhǔn)則來(lái)確定裂紋萌生的初始位置。新版本中使用SMART（分離、變形、自適應(yīng)和重劃分網(wǎng)格技術(shù)）分析裂紋擴(kuò)展時(shí)增加了最大主應(yīng)力準(zhǔn)則去評(píng)估裂紋萌生的時(shí)間和位置。當(dāng)滿足該準(zhǔn)則時(shí)，裂紋自動(dòng)以橢圓的形狀（目前只支持橢圓裂紋）和適當(dāng)?shù)某叽绮迦氲蕉x的裂紋區(qū)域，然后程序進(jìn)行下一步的裂紋擴(kuò)展計(jì)算。
以一個(gè)簡(jiǎn)單的demo來(lái)描述SMART自適應(yīng)裂紋萌生分析的計(jì)算步驟:
1、創(chuàng)建分析模型
如圖示緊湊拉伸試樣，一端固定，上下圓孔給定100N拉力，預(yù)測(cè)產(chǎn)生I形裂紋，最大主應(yīng)力位置在開(kāi)口前沿。
圖1 計(jì)算模型
2、建立裂紋產(chǎn)生區(qū)域節(jié)點(diǎn)組件
圖示模型中選擇最大主應(yīng)力前沿一排節(jié)點(diǎn)作為裂紋產(chǎn)生區(qū)域的節(jié)點(diǎn)組件，并命名為CrkInitZone。
圖2 裂紋產(chǎn)生區(qū)域節(jié)點(diǎn)組件
3、對(duì)模型進(jìn)行初步分析，最大主應(yīng)力為61.5MPA，設(shè)定產(chǎn)生裂紋的臨界主應(yīng)力為60MPA
圖3 沒(méi)有裂紋時(shí)分析，最大主應(yīng)力云圖
4、在分析中插入如下命令流，定義裂紋產(chǎn)生準(zhǔn)則和裂紋擴(kuò)展計(jì)算選項(xiàng)
!! 定義最大主應(yīng)力作為裂紋萌生準(zhǔn)則，注意單位制
TB,CR KI,1（此處去掉“R”和“K”間的空格）
TBDATA,1,60
!! TB,CR KI,MAT_ID,NTEMP,NPTS（此處去掉“R”和“K”間的空格）
!! TBDATA,1,Par1
!!其中Par1是臨界最大主應(yīng)力值;CR KI,自適應(yīng)裂紋萌生準(zhǔn)則;MAT_ID材料編號(hào)（此處去掉“R”和“K”間的空格）
!! 通過(guò)ADPCI（adaptive crack initiation）在裂紋產(chǎn)生區(qū)域節(jié)點(diǎn)組件自動(dòng)生成橢圓裂紋
ADPCI,DEFINE,1,CrkInitZone,1,ELLIPSE
!!
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