ansys焊縫應(yīng)力分析的案例
Optistruct做靜力分析，應(yīng)力集中在焊縫處
Optistruct做靜力分析，查看應(yīng)力云圖時(shí)，應(yīng)力較大位置集中在焊縫處，零部件上應(yīng)力則較小，不能得到理想的靜力分析結(jié)果。同樣用rigids連接，應(yīng)力則集中在零部件相連位置。請(qǐng)問在施加較大拉力（100000N）時(shí)，零部件關(guān)鍵部位用什么連接方式好？得到結(jié)果能合理反映零部件應(yīng)力應(yīng)變情況。
基于FE-SAFE的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法分析焊縫疲勞
一般在焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析中存在兩個(gè)關(guān)鍵問題：一是焊接接頭的分類如何把握；二是焊接部位往往是應(yīng)力比較集中的區(qū)域，很難準(zhǔn)確計(jì)算出應(yīng)力的分布。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法是由美國新奧爾良大學(xué)焊接實(shí)驗(yàn)室的Pingsha Dong博士等人基于斷裂力學(xué)及大量焊接試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究出來的一種相對(duì)能準(zhǔn)確預(yù)測焊縫疲勞壽命的方法。該方法采用網(wǎng)格不敏感結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算方法及一條主S-N曲線預(yù)測焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命，可以很好地解決結(jié)構(gòu)應(yīng)力對(duì)有限元網(wǎng)格大小的敏感性及焊接接頭S-N曲線選擇困難的兩個(gè)難題，從而減小了分析誤差，提高了預(yù)測精度。
在FE-SAFE軟件中，Verity模塊為一個(gè)焊縫疲勞分析專用模塊，其采用的即是等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力方法。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力不僅考慮了焊趾缺口、焊接接頭板的厚度的影響、載荷模式的影響，還考慮了應(yīng)力集中的影響。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力是基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算得到的，結(jié)構(gòu)應(yīng)力由膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力組成，Verity模塊可以通過定義一些焊縫的信息參數(shù)及導(dǎo)入的通用有限元軟件（如ABAQUS軟件）節(jié)點(diǎn)力輸出結(jié)果來計(jì)算求得結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
因此，在使用通用有限元軟件計(jì)算求解計(jì)算焊縫節(jié)點(diǎn)力時(shí)，需要對(duì)焊縫進(jìn)行建模，如下圖所示：
將通用有限元軟件的分析結(jié)果導(dǎo)入FE-SAFE中之后，在Verity模塊中定義焊縫信息，如下圖所示：
定義完成需要計(jì)算壽命的所有焊縫信息后，點(diǎn)擊Analyse，即可求解得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力，再定義載荷曲線、材料參數(shù)、選擇主S-N曲線標(biāo)準(zhǔn)差等完成焊縫疲勞分析。
基于FE-SAFE的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法分析焊縫疲勞.pdf
展開 ANSYS Mechanical聯(lián)合ANSYS nCode DesignLife 在實(shí)體焊縫疲勞分析
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強(qiáng)大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復(fù)雜性， ANSYS Workbench工作平臺(tái)預(yù)定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對(duì)于焊縫疲勞的相關(guān)分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠?qū)Ρ”诮Y(jié)構(gòu)進(jìn)行，同時(shí)也能夠基于非薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實(shí)體焊縫疲勞分析，基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法，對(duì)于實(shí)體網(wǎng)格建立的焊縫分析具有相當(dāng)?shù)钠者m性，相對(duì)于熱點(diǎn)應(yīng)力法，無需對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行強(qiáng)制控制。
限于篇幅，本文僅對(duì)實(shí)體焊縫疲勞分析一般流程進(jìn)行概述。
① 基于“DesignLife theory”對(duì)實(shí)體焊縫疲勞分析方法進(jìn)行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創(chuàng)建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創(chuàng)建實(shí)體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行實(shí)體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實(shí)體焊縫模型創(chuàng)建準(zhǔn)則
1、ANSYS nCode DesignLife實(shí)體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實(shí)體焊縫分析理論中對(duì)于實(shí)體焊縫評(píng)估采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法，與熱點(diǎn)應(yīng)力法（距離焊趾表面一定距離的兩點(diǎn)或三點(diǎn)，進(jìn)行線性或二次插值計(jì)算來確定焊趾處的熱點(diǎn)應(yīng)力值，如圖2所示）相比較，結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對(duì)于網(wǎng)格無需特殊考慮，對(duì)網(wǎng)格敏感程度相對(duì)較低。
圖二
結(jié)構(gòu)應(yīng)力法滿足平衡條件并可以采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)構(gòu)應(yīng)力是膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力之和。結(jié)構(gòu)應(yīng)力法需要用戶自定義“Stress Classification Lines (SCL)”應(yīng)力等級(jí)線去確定膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。
展開 ANSYS Mechanical聯(lián)合ANSYS nCode DesignLife 在實(shí)體焊縫疲勞分析
作者 | 付穌昇 安世中德結(jié)構(gòu)仿真咨詢專家
首發(fā) | 仿真秀（ID:fangzhenxiu2018）
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強(qiáng)大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復(fù)雜性， ANSYS Workbench工作平臺(tái)預(yù)定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對(duì)于焊縫疲勞的相關(guān)分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠?qū)Ρ”诮Y(jié)構(gòu)進(jìn)行，同時(shí)也能夠基于非薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實(shí)體焊縫疲勞分析，基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法，對(duì)于實(shí)體網(wǎng)格建立的焊縫分析具有相當(dāng)?shù)钠者m性，相對(duì)于熱點(diǎn)應(yīng)力法，無需對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行強(qiáng)制控制。
限于篇幅，本文僅對(duì)實(shí)體焊縫疲勞分析一般流程進(jìn)行概述。
① 基于“DesignLife theory”對(duì)實(shí)體焊縫疲勞分析方法進(jìn)行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創(chuàng)建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創(chuàng)建實(shí)體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行實(shí)體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實(shí)體焊縫模型創(chuàng)建準(zhǔn)則
1、ANSYS nCode DesignLife實(shí)體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實(shí)體焊縫分析理論中對(duì)于實(shí)體焊縫評(píng)估采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法，與熱點(diǎn)應(yīng)力法（距離焊趾表面一定距離的兩點(diǎn)或三點(diǎn)，進(jìn)行線性或二次插值計(jì)算來確定焊趾處的熱點(diǎn)應(yīng)力值，如圖2所示）相比較，結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對(duì)于網(wǎng)格無需特殊考慮，對(duì)網(wǎng)格敏感程度相對(duì)較低。
展開 
4/28 Ansys nCode DesignLife焊縫疲勞分析詳解
內(nèi)容簡介
首先，介紹焊縫疲勞行為特點(diǎn)；進(jìn)而，說明焊縫疲勞分析的名義應(yīng)力法（如：BS7608）和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法（如：Volvo (Shell單元)& ASME (Solid單元)基本原理，在Ansys系列軟件中的實(shí)現(xiàn)流程及案例；最后，介紹Ansys Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進(jìn)以及在Mechanical UI下調(diào)用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。
面向受眾
重型機(jī)械、風(fēng)電、汽車（零部件）、航空航天、造船、橋梁、電子信息、海洋鉆探及高層建筑等行業(yè)需要對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度及疲勞分析的仿真工程師，相關(guān)科研人員及高校師生。
展開 基于ANSYS的某焊接件兩焊縫在順序焊接過程中的分析（生死單元應(yīng)用案例）
關(guān)于生死單元的簡單介紹
在ansys計(jì)算過程中，如果需要向模型中加入（或刪除）實(shí)體，模型中對(duì)應(yīng)實(shí)體部位的單元就“存在”（或消亡）。單元生死選項(xiàng)就用于在這種情況下殺死或重新激活選擇的單元。例如，在焊接分析過程中，隨著高溫焊料的加入，坡口處的單元需要不斷地被激活；在材料斷料分析中，隨著裂紋的延伸，斷裂處的單元需要不斷的被殺死；在隧道挖掘和橋梁建立分析中，材料也需要不斷的被殺死或激活。因此，單元的生死應(yīng)用技術(shù)廣泛的存在于ansys仿真分析中，是一項(xiàng)應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)。
單元的生死并不是ansys程序?qū)⑺绬卧獙?duì)應(yīng)的實(shí)體從模型中刪除，或者激活重新生成材料，而是通過將其剛度矩陣，或者傳導(dǎo)矩陣（對(duì)應(yīng)于不同的分析），乘以很小的因子（ESTIF），默認(rèn)值為1E-6。死單元的單元載荷將為0，從而不對(duì)載荷向量生效，等效于將單元?dú)⑺?；同樣，?dāng)一個(gè)單元被重新激活時(shí)，其剛度，單元載荷等恢復(fù)其原始的數(shù)值，重新激活的單元也沒有應(yīng)變記錄，在熱分析里面沒有熱量存儲(chǔ)。需要注意的是，生死單元對(duì)大部分單元可以應(yīng)用，然而對(duì)某些單元卻是不可用的。
在一些情況下，單元生死狀態(tài)可以根據(jù)ansys的計(jì)算結(jié)果決定。如在斷裂分析中，我們需要將應(yīng)力值大于材料屈服強(qiáng)度的單元?dú)⑺?，可以利用Etable選擇相應(yīng)的單元進(jìn)行殺死，繼而返回到求解器進(jìn)行求解，如果如此循環(huán)，則可觀察到裂紋的生長過程。
可以在大多數(shù)靜態(tài)和非線性瞬態(tài)分析中使用單元生死，其基本分析與相應(yīng)的分析過程是一致的，主要包括三個(gè)步驟：建模，施加載荷并求解，查看結(jié)果。
今年隨著ANSYS19.0的推出，也帶來了一個(gè)好消息：ANSYS V19.0在Workbench界面下新增了網(wǎng)格生死功能。以往我們只能在經(jīng)典界面下進(jìn)行網(wǎng)格生死操作，或者在Workbench界面下借助APDL來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格生死，這種操作既不方便又容易出錯(cuò)。
展開 吊艙掛載應(yīng)力分析SW和ansys分析對(duì)比
吊艙掛載應(yīng)力分析
吊艙掛載方式細(xì)節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應(yīng)力分析
吊艙掛載后的吊艙架應(yīng)力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強(qiáng)度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個(gè)孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個(gè)孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運(yùn)行應(yīng)力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強(qiáng)度足夠。
ANSYS靜應(yīng)力分析結(jié)果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計(jì)算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 ansys18.2焊接過程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動(dòng)熱源通過插件實(shí)現(xiàn)
ANSYS分析VS理論解 | 簡單托架應(yīng)力和變形分析（桿單元實(shí)例）
(4) 查看各單元應(yīng)力：
①定義軸向應(yīng)力單元表：Main
Menu >General Postproc >Element Table>Define
Table，→Lab：輸入Stress_I →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“1”→OK
→Apply →Lab：輸入Stress_J →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“2”→OK
→Close。
③軸力列表顯示：Main Menu >General Postproc >Element Table>List Element Table→選擇FN→OK→記錄各個(gè)單元的軸力→File →Close。
④畫軸力圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res(見圖1.5)→LabI選擇Stress_I，LabJ選擇Stress_J→OK。
5．退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用公眾號(hào)，版權(quán)歸作者所有。
展開 ANSYS workbench泵殼熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)泵殼的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報(bào)告
ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報(bào)告
一. 設(shè)計(jì)分析依據(jù)
（1）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
（2）JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（2005 確認(rèn)版）
1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
表1 設(shè)備基本設(shè)計(jì)參數(shù)
1.2 計(jì)算及評(píng)定條件
(1) 靜強(qiáng)度計(jì)算條件
表2 設(shè)備載荷參數(shù)
注：在計(jì)算包括二次應(yīng)力強(qiáng)度的組合應(yīng)力強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用工作載荷進(jìn)行計(jì)算，本報(bào)告中分別選用設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算，故采用設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行強(qiáng)度分析結(jié)果是偏安全的。
(2) 材料性能參數(shù)
材料性能參數(shù)見表3，其中彈性模量取自JB4732-95 表G-5，泊松比根據(jù)JB4732-95 的公式（5-1）計(jì)算得到，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度分別根據(jù)JB4732-95 的表6-2 和表6-6 確定。
表3 材料性能參數(shù)性能
(3) 疲勞計(jì)算條件
此設(shè)備接管a、c 上存在彎矩，接管載荷數(shù)據(jù)如表4 所示。
表4 接管載荷數(shù)據(jù)表
二. 結(jié)構(gòu)壁厚計(jì)算
按照靜載荷條件，根據(jù)JB4732-95 第七章（公式與圖號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)中的編號(hào)）確定設(shè)備各
元件壁厚，因介質(zhì)密度較小，不考慮介質(zhì)靜壓，同時(shí)忽略設(shè)備自重。
1.筒體厚度
因Pc=2.97MPa<0.4KSm=0.4×1×134.8=53.92MPa，故選用JB4732-95 公式（7-1）計(jì)算筒體厚度：
3.開孔接管
接管開孔采用16MnⅡ厚壁管，結(jié)構(gòu)見總圖及零件圖，各開孔厚壁管有效尺寸如表5 所示：
表5 接管有效尺寸
三. 結(jié)構(gòu)有限元分析
按照J(rèn)B4732-1995 進(jìn)行分析，整個(gè)計(jì)算采用ANSYS軟件，建立有限元模型，對(duì)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度應(yīng)力分析。
3.1 有限元模型
(1)上封頭部分
根據(jù)上封頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學(xué)模型。
展開 
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)力分析可以通過不同的方式執(zhí)行，例如，實(shí)驗(yàn)測試，分析解決方案或計(jì)算模擬，實(shí)驗(yàn)測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。
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展開 ANSYS workbench錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)錐形透鏡的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
基于ANSYS Workbench的噴管熱應(yīng)力分析
通過對(duì)噴管熱應(yīng)力的分析，首先進(jìn)行流固耦合分析，得到噴管整體結(jié)構(gòu)的溫度場分析，看到噴管的溫度場在轉(zhuǎn)動(dòng)板稍微向上的外殼附近存在著明顯的溫度梯度，熱應(yīng)力的產(chǎn)生來源一種是結(jié)構(gòu)中存在著明顯的溫度梯度，另外就是在結(jié)構(gòu)約束的地方存在熱應(yīng)力。一般而言，溫度梯度越大，約束越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力值則越大，按照線彈性理論分析，則會(huì)出現(xiàn)有些結(jié)構(gòu)部件會(huì)失效的情況，然而這與實(shí)際情況不符合，因此需要對(duì)噴管結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析進(jìn)行彈塑性本構(gòu)材料的熱應(yīng)力分析，彈塑性材料的熱應(yīng)力分析結(jié)果表明，噴管在溫度梯度大的地方，以及在溫度梯度較大并存在約束的地方的等效熱應(yīng)力值超過了材料的屈服極限，但是小于材料的抗拉強(qiáng)度，說明噴管結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性變形區(qū)，結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生破壞。并且分三種模型分別考慮溫度場和考慮溫度場及氣動(dòng)載荷共同作用下的仿真，仿真結(jié)果表明，導(dǎo)流板的下移之后，噴管結(jié)構(gòu)的溫度場有一定的下降，并且考慮彈塑性熱應(yīng)力仿真分析表明，隨著溫度場的下降，結(jié)構(gòu)的彈性等效應(yīng)力下降。在原始模型和下降2mm的模型仿真后噴管在氣動(dòng)載荷和溫度載荷作用下結(jié)構(gòu)的最大位移出現(xiàn)在導(dǎo)流板上，而導(dǎo)流板下降4mm后的仿真表明，結(jié)構(gòu)的最大位移還是受溫度場的影響明顯，出現(xiàn)在噴管外側(cè)板的頂端，導(dǎo)流板處的位移變形也較明顯，最大為8.5mm。由于噴管局部進(jìn)行塑性區(qū)域，就需要考慮多次工作情況下，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析?；蛘邔?duì)噴管承受熱應(yīng)力較大的區(qū)域，設(shè)置熱防護(hù)層或者其他措施，以降低該區(qū)域的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)提高噴管運(yùn)行時(shí)可靠性設(shè)計(jì)的要求。
展開 ansys workbench材料退火殘余應(yīng)力分析 ￥50
1. 模型
2. 結(jié)果
