ansys如何計算梁的案例
基于ANSYS蜂窩梁計算實例教程
【前沿】
所謂蜂窩梁，也即是在H型腹板上按一定的拆線進行切割后變換位置重新焊接組合而成的新型梁，在梁本身自重減輕的情況下，蜂窩梁能承受更大的荷載，應(yīng)用于更大的夸大，且節(jié)省了鋼材，具有比較客觀的經(jīng)濟價值。
在ANSYS結(jié)構(gòu)院8月13號的一篇推文中，杰哥采用SAP2000對某工程實例中的蜂窩梁進行了建模分析，本次教程采用同樣受力模型，闡述如何使用ANSYS來對蜂窩梁進行建模分析，并采用APDL參數(shù)化建模的優(yōu)勢，有興趣的同學(xué)還可以對比分析不同擴張比情況下蜂窩梁的受力情況。
【本案例難點】
1、模態(tài)求解中如何按《抗規(guī)》考慮恒載和活載對結(jié)構(gòu)的影響
2、如何采用ANSYS對本結(jié)構(gòu)進行豎向地震作用反應(yīng)譜分析
3、荷載組合與結(jié)果查看
【結(jié)果展示】
1、結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
采用ANSYS進行模態(tài)分析，前三節(jié)頻率分別為1.8541HZ、6.3854Hz、9.0016Hz,采用SAP2000計算前三階頻率分別為1.8915Hz、6.6495Hz、9.5951Hz。
ANSYS前三階振型
SAP2000前三階振型
2、結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)組合下的變形(mm)
3、結(jié)構(gòu)在基本組合下的彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力（MPa）
展開 無錫西互通鋼箱梁橋 結(jié)構(gòu)計算書(ANSYS) ￥2
無錫西互通鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)計算書(ANSYS)
無錫西互通鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)計算
第一部分 全橋結(jié)構(gòu)整體計算
一 計算軟件與模型
1、計算簡圖及箱梁截面（圖1、2）
圖 1 全橋結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位：cm）
圖 2 箱梁截面（單位：cm）
2、計算軟件與單元：
采用大型通用空間有限元程序進行計算。鋼箱梁塊件采用殼體單元模擬。
3、計算模型：
約束條件：A、B、D 點處簡支（僅約束豎向線位移），C 點約束三向線位移。考慮橫坡（2%）影響，按實際尺寸取右半橋橫橋向矮半箱梁建立空間實體模型。
空間模型見圖3；有限元模型見圖4。
二 材料及參數(shù)
鋼箱梁（截面圖見圖2）：
彈性模量Ec=2.06×1011Pa，剪切模量G=0.79×1011Pa，泊松比γ=0.3，密度ρ=8000㎏/m3（鋼材密度為7850 ㎏/m3，這里考慮焊縫及部分未建模裝飾板的增重取8000 ㎏/m3），線膨脹系數(shù)а=1.2×10-5。
三 作用及組合
因全橋整體模型較大，為節(jié)省計算時間，因此依靠人為判斷來確定對結(jié)構(gòu)最不利的作用組合。
在僅考慮恒載作用下，順橋向最大應(yīng)力出現(xiàn)在第2 跨跨中下緣，因此車道荷載布于第2跨最不利；全橋（不包括支座處）在恒載作用下，箱梁下緣出現(xiàn)的拉應(yīng)力較上緣出現(xiàn)的壓應(yīng)力大，因此對中跨跨中不利溫度作用為頂板升溫；使中跨下緣產(chǎn)生不利拉應(yīng)力的不均勻沉降為B、C 處不均勻沉降。
展開 ANSYS與ABAQUS關(guān)于梁單元后處理的計算與理論值比較（糾錯）- CAE夢想很偉大
ANSYS與ABAQUS關(guān)于梁單元后處理的計算與理論值比較（推薦）- CAE夢想很偉大
本文原創(chuàng)，若是轉(zhuǎn)載，請注明出處和筆名CAE-夢想很偉大。
感謝abaqus襄陽對于本文中錯誤Mises應(yīng)力的問題的糾正。
本文目的
本文以工程項目中出現(xiàn)的評估問題為原型，以懸臂梁為例，對abaqus的mises應(yīng)力在評估梁單元的如何獲得正確性進行說明。以理論計算為主，聯(lián)合ansys 和ansys workbench的計算結(jié)果，縱向評估正確的abaqus查看梁單元的正確用法beam-stress。
雖然本文可能小題大做，但是對于新手和一般不了解beam-mises的工程師，都希望引起足夠的重視。若是有任何異議，請大家留言，也歡迎大家留言討論。
具體內(nèi)容如下
以10×10mm矩形截面，長度100mm的矩形管為例進行說明。
載荷：軸向載荷為10000N，彎矩為100N.m。通過理論計算
理論計算結(jié)果
軸向正應(yīng)力為 ，
彎曲最大應(yīng)力為
疊加組合應(yīng)力
最大組合應(yīng)力100+60=160
最小組合應(yīng)力100-60=40
下面對比有限元計算結(jié)果與理論值比對，如表格所示
可以知道ANSYS、WB、ABAQUS顯示結(jié)果均與理論值一致。但是需要注意的是，ABAQUS需要修改截面顯示設(shè)置，需要考慮TOP和BOTTOM同時顯示數(shù)據(jù)，才能獲得正確的MISES結(jié)果。
ABAQUS的Mises不同截面激活設(shè)置顯示形式的比較如圖4所示。
展開 第一篇梁單元的軸力圖 （理論計算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法） ￥10
第一篇梁單元的軸力圖
（理論計算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法）
篇幅內(nèi)容僅針對自我學(xué)習(xí)總結(jié)展示，并希望給軟件初學(xué)者帶來一定啟發(fā)。
結(jié)構(gòu)有限元仿真中有兩種一維單元：桁架與梁
桁架單元：僅承受軸力作用；如二力桿。由于只在軸向承受拉/壓載荷，所以只需要定義截面面積；應(yīng)力和變形均與截面形狀無關(guān)。ABAQUS 6.14-4中對應(yīng)單元為truss T2D2；ANSYS 18.0中對應(yīng)單元為link180。
梁單元：可承受軸向拉/壓載荷，具有承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的能力。由于可承受扭轉(zhuǎn)、彎曲等組合變形，梁單元需要定義截面形狀。ABAQUS與ANSYS對應(yīng)均為beam單元。
孫訓(xùn)芳先生的《材料力學(xué)》例題2-1：一等直桿及其受力情況如下圖，試作桿的軸力圖。
由于桁架單元僅能承受拉/壓載荷；而梁單元可承受拉、壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)的組合變形，梁單元可承受的載荷類型更為復(fù)雜，故此篇通篇采用梁單元作為分析。
展開 
如何使用ANSYS繪制梁的剪力圖和彎矩圖
根據(jù)材料力學(xué)的知識，我們可以繪制出該模型的剪力和彎矩圖如下：
下面使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖：
ANSYS的梁單元
在ANSYS較早的單元中，如Beam4單元，采用主自由度的原理，為經(jīng)典梁理論下的單元，忽略剪切變形，使用了平截面假設(shè)，所以只能得到類似平均的截面彎曲應(yīng)力；較新的單元中，如Beam189為鐵摩辛柯梁單元，采用相對自由度的原理，考慮剪切變形，計算撓度和截面轉(zhuǎn)動時根據(jù)截面剛度矩陣各自獨立插值，截面應(yīng)力和變形都是真實的。
目前Workbench中，默認(rèn)的梁單元為Beam188（低階）和Beam189（高階）梁單元，在ANSYS經(jīng)典中，一些比較舊的梁單元，如Beam4單元也只能通過命令流來建立使用了。
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為梁結(jié)構(gòu)，結(jié)果需要輸出彎矩圖和剪力圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據(jù)例題中提供的梁模型尺寸，我們在SCDM中建立梁模型。建模時應(yīng)注意把受力位置和受力點建出來，方便我們施加載荷。
由于我們只需要計算該模型的剪力和彎矩，因此截面形狀及大小對結(jié)果沒有影響，所以我們可以隨便為該模型賦予一個截面。本例中筆者使用軟件默認(rèn)的圓形截面，最后使用Share命令對梁模型進行幾何拓?fù)涔蚕碓O(shè)置。建立好的梁模型如下圖所示。
展開 Ansys Zemax | 公差的標(biāo)準(zhǔn)怎么計算的，如何確認(rèn)計算細(xì)節(jié)?
使用 “SAVE” 公差操作數(shù)紀(jì)錄靈敏度計算過程
在敏感度 (靈敏度) 分析時，OpticStudio會把每一個公差操作數(shù)的最大最小值代入，并且計算在這些公差的極限狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)的變化如何，然后回報在文字報告中。而當(dāng)使用者對于這個結(jié)果有疑問時，會需要知道OpticStudio實際上是如何調(diào)整系統(tǒng)，并得到這個結(jié)果的，此時便是用 “SAVE” 這個操作數(shù)的時候。
舉例來說，假設(shè)我們有如下的公差設(shè)定以及靈敏度分析結(jié)果：
可以看到當(dāng)公差TRAD = -0.2時，標(biāo)準(zhǔn) = 0.04967675
而TRAD = 0.2時，標(biāo)準(zhǔn) = 0.04875308
假設(shè)我們想知道TRAD=0.2時的標(biāo)準(zhǔn)是如何計算的，我們可以在TRAD的下面加上一行SAVE指令，如下圖：
請注意在文件#（File#）字段代表檔案編號，如果有多個SAVE指令，則需要把編號分開。此外編號等于0的話，這個指令將不運作，不會存檔。
現(xiàn)在再執(zhí)行一次公差分析，文字報表的結(jié)果應(yīng)該相同，但是使用者可以發(fā)現(xiàn)在文件夾中多出兩個檔案，如下圖：
其中TSAV_MAX_0001代表TRAD=-0.2時的系統(tǒng)狀態(tài)，而TSAV_MIN_0001代表TRAD=0.2時的系統(tǒng)狀態(tài)。
讓我們打開TSAV_MAX_0001這個檔案，并開啟評價函數(shù)編輯器，可以看到如下圖：
可以看出系統(tǒng)計算TRAD=0.2的標(biāo)準(zhǔn)時，是計算RMS 光斑半徑，參考點為質(zhì)心，使用GQ算法，取樣是4個環(huán)以及8個臂。這反應(yīng)到我們之前的標(biāo)準(zhǔn)以及采樣設(shè)定。
此外評價函數(shù)值為0.0487530834843748，與公差報告吻合。
利用蒙特卡羅存檔了解公差擾動如何被執(zhí)行
前面我們介紹如何把靈敏度計算時用到的系統(tǒng)設(shè)定儲存下來。
展開 Ansys Zemax | OpticStudio如何計算光瞳偏移
自動計算光瞳偏移
在上一節(jié)中給出的例子只是用來說明光瞳偏移是如何計算的。在OpticStudio中的“自動計算光瞳偏移”選項將自動完成這一計算，并且系統(tǒng)在開啟近軸或?qū)嶋H光線瞄準(zhǔn)時會默認(rèn)勾選該功能。因此，光瞳偏移的XYZ坐標(biāo)輸入欄在勾“自動計算光瞳偏移”時會被隱藏。
然而當(dāng)取消勾選“自動計算光瞳偏移”時，系統(tǒng)將彈出XYZ軸光瞳偏移坐標(biāo)的輸入欄。
小結(jié)
這篇文章簡單介紹了開啟光線瞄準(zhǔn)時系統(tǒng)是如何計算光瞳偏移的。光線瞄準(zhǔn)是一個非常強大的功能，在絕大多數(shù)情況下它可以在沒有用戶干預(yù)的情況下計算出存在光瞳像差或傾斜/偏移光瞳的光瞳位置。當(dāng)開啟光線瞄準(zhǔn)功能時，系統(tǒng)默認(rèn)使用“自動計算光瞳偏移”功能。您也可以手動輸入光線瞄準(zhǔn)迭代算法的初始參數(shù)。
展開 如何用ANSYS_WB做一桿斯諾克，采用顯示動力學(xué)模塊計算臺球碰撞問題,私信郵箱獲取計算文件。
采用ANSYS_WB的顯示動力學(xué)模塊模擬臺球碰撞問題，對于臺球碰撞屬于短時間接觸，計算所需要的時間步長足夠小才能捕捉到短時間的接觸過程，并且我們希望每個時間步計算應(yīng)該足夠快，不然硬件吃不消的。
理論上ANSYS_WB 中
瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊
和
顯示動力學(xué)模塊
都可以模擬這樣一個臺球碰撞過程，但是
瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊是采用隱式積分算法
，隱式積分可以使得時間步長很大，但每個時間步需要多次迭代才能達(dá)到收斂，時間步過多，計算時間將非常大，
顯示動力學(xué)模塊采用顯示積分
，時間步可以非常小足以捕捉瞬間碰撞行為，且不需要在每個時間步上進行剛度矩陣總裝，每個時間步計算非常快。因此這里采用顯示動力學(xué)模塊進行模擬。
有感興趣的朋友們
私信郵箱獲取計算文件
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計算結(jié)果
教程：Step by Step
建模：
采用ANSYS自帶的建模軟件進行建模，不做介紹。
計算模塊建立：
拖動Explicit Dynamics模塊到WB工作區(qū)域(左邊是我已經(jīng)計算完的模塊，拖到一個獨立的區(qū)域了)。
材料定義：
雙擊Engineering Data,建立新材料，選擇各向同性材料，輸入密度，模量，泊松比。
模型導(dǎo)入：采用ANSYS自帶的建模軟件進行建模，并導(dǎo)入顯示動力學(xué)計算模塊中。
剛性體定義：將臺球和臺球桌面定義為剛性體
網(wǎng)格劃分：
相互作用定義：小球間接觸采用摩擦接觸。
展開 ansys Workbench螺栓載荷提取時，如何計算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
使用上述截面力矩提取方法，計算VDI2230中的初始條件，載荷偏心距a的插件，使用介紹。
插件主要實現(xiàn)，
1. 自動循環(huán)移動截面位置，提取X軸彎矩數(shù)據(jù)；
2. 繪制彎矩曲線圖；
3. 插值計算彎矩0點位置；
4. 在零點附近增補提取截面，精確插值結(jié)果;
『分享』如何加快ansys的計算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議： 1. 充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計算精度。 2. 在生成四面體網(wǎng)格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節(jié)點，可以退化為10節(jié)點四面體單元，而92號單元為10節(jié)點單元，在此情況下用92號單元將優(yōu)于95號單元。 3. 選擇正確的求解器。對大規(guī)模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機內(nèi)存較大）。對于工程問題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
展開 Ansys Zemax | OpticStudio如何計算光瞳偏移
在OpticStudio中的“自動計算光瞳偏移”選項將自動完成這一計算，并且系統(tǒng)在開啟近軸或?qū)嶋H光線瞄準(zhǔn)時會默認(rèn)勾選該功能。因此，光瞳偏移的XYZ坐標(biāo)輸入欄在勾“自動計算光瞳偏移”時會被隱藏。
然而當(dāng)取消勾選“自動計算光瞳偏移”時，系統(tǒng)將彈出XYZ軸光瞳偏移坐標(biāo)的輸入欄。
小結(jié)
這篇文章簡單介紹了開啟光線瞄準(zhǔn)時系統(tǒng)是如何計算光瞳偏移的。光線瞄準(zhǔn)是一個非常強大的功能，在絕大多數(shù)情況下它可以在沒有用戶干預(yù)的情況下計算出存在光瞳像差或傾斜/偏移光瞳的光瞳位置。當(dāng)開啟光線瞄準(zhǔn)功能時，系統(tǒng)默認(rèn)使用“自動計算光瞳偏移”功能。您也可以手動輸入光線瞄準(zhǔn)迭代算法的初始參數(shù)。
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ansys之——如何將分析中前一次計算結(jié)果?
Q:挖分析中前一次計算結(jié)果導(dǎo)入下一部分析中
A:如果用dyna計算，有兩個可能：
1）如果網(wǎng)格需要重劃分，將ANSYS/lsdyna的計算結(jié)果插值到新網(wǎng)格中后輸出到數(shù)據(jù)文件，再組裝到lsdyna的.k文件中。
2）如果不需要網(wǎng)格重劃分，在用lsdyna計算之前，可用*set_part和*interface_springback_dyna3d將應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)直接輸出到
dynain文件中，再編輯新的.k數(shù)據(jù)文件
A:我不明白為什么不能在你的新模型的第一載荷步進行重力加載計算，在第二載荷步進行挖掘計算。
即使按你所說的那樣，分成兩個模型，在lsdyna中也可以實現(xiàn)。即先進行重力載荷步計算，然后把計算結(jié)果輸出到另外一個計算模型中進行挖掘計算。這要求你在進行重力載荷步計算時，生成.K文件后，在此.K文件中加入（假設(shè)土體材料號為1），
*set_part
1
1
*interface_springback_dyna3d
1
計算結(jié)束后，會生成一個dynain文件，該文件中記錄了計算終點時的應(yīng)力分量和等效塑性應(yīng)變數(shù)據(jù)。至于土體的變形后的幾何模型很容易生成，有幾種辦法，最簡單的辦法是利用upgeom命令實現(xiàn)，如 UPGEOM,1,LAST,LAST,'test','rst',' ' 。
展開 ANSYS mechanical如何在Workbench環(huán)境中使用高性能計算
ANSYS mechanical屬于隱式結(jié)構(gòu)有限元分析求解器，一般完成一個有限元分析過程需要前處理、求解和后處理三個步驟。前處理一般在圖形工作站上完成，有限元求解可在工作站、集群及SMP 服務(wù)器上進行。
對于中小型問題（例如1000 萬節(jié)點以內(nèi)的ANSYS mechanical問題），一般認(rèn)為在圖形工作站上就可以進行求解；對于中大型問題（例如1000 萬節(jié)點以上的ANSYS mechanical問題），建議還是在計算性能更高的集群或SMP 服務(wù)器上進行。對于中小型問題，可以在圖形工作站上運行有限元后處理程序，讀取計算結(jié)果進行結(jié)果的分析。
因此對于ANSYS mechanical在Workbench環(huán)境中使用高性能計算的方法共有兩種：一種是直接通過workbench界面進行設(shè)置并行計算求解，在本地的工作站進行求解計算；另外一種是在workbench界面中將文件保存為ANSYS mechanical經(jīng)典界面的求解文件格式，提交給高性能計算平臺進行計算。
1、ANSYS mechanical在Workbench界面設(shè)置方法
此種方法適合中小型問題在本地的工作站進行求解計算，設(shè)置方法簡單方便。在Workbench界面環(huán)境下，打開Model模塊，在菜單中依次選擇Tools＞Solve Process Settings＞Advanced，進行CPU設(shè)置選擇對應(yīng)的CPU核數(shù)（建議關(guān)閉超線程，設(shè)置的核數(shù)不能超過工作站的CPU物理核數(shù)），默認(rèn)使用分布式求解選項。
2、保存為經(jīng)典界面的求解文件格式方法
此種方法適合中大型問題在高性能計算平臺進行計算，需要在Workbench界面中存儲為指定的格式，設(shè)置步驟稍微繁瑣些。
展開 Mechanical驅(qū)動電機溫度分析 附ANSYS EM如何設(shè)置多核計算下載
●對于舊版EM，需要給磁鋼添加0激勵
●新版僅需要在Set EddyEffect里勾選上磁鋼
2.Maxwell電機損耗計算網(wǎng)格剖分處理
●盡管ANSYS EM的網(wǎng)格技術(shù)很好，不容易發(fā)散，但是或多或少網(wǎng)格會影響仿真結(jié)果，如果處理不得當(dāng)，嚴(yán)重的結(jié)果根據(jù)不可信，特別是Maxwell 3D下
●對于渦流損耗，其網(wǎng)格的處理很關(guān)鍵
●掌握一些網(wǎng)格處理技巧有利于結(jié)果的準(zhǔn)確性，要注意3D與2D各自區(qū)別
2.1 電機鐵芯剖分
通過前面部分詳細(xì)講解了網(wǎng)格技術(shù)，它的特點和類型，它是倒金字塔型的，2D下越接近等邊三角形網(wǎng)格剖分越好，3D下越接近等面四邊體越好
●鐵芯的剖分主要以內(nèi)部剖分規(guī)格為主，表面為輔
●需要根據(jù)鐵芯的尺寸大小來確認(rèn)最大邊長
●可能的把鐵芯分成幾部分，不同部分給不同最大邊長，這樣有利于合理利用資源
●在3D下網(wǎng)格要求很高，特別是其規(guī)整性直接影響計算結(jié)果
2.2 磁鋼等剖分
磁鋼主要是由于渦流存在引起損耗，利用軟件特別的處理
●磁鋼的剖分主要以內(nèi)部剖分規(guī)則為主，表面為輔
●需要根據(jù)鐵芯的尺寸大小來確認(rèn)最大邊長
●可能的把鐵芯分成幾部分，不同部分給不同最大邊長，
這樣有利于合理利用資源
●在3D下網(wǎng)格要求很高，特別是其規(guī)整性直接影響計算結(jié)果
●磁鋼的剖分主要以內(nèi)部剖分規(guī)格為主，表面為輔
下載地址：ANSYS EM如何設(shè)置多核計算
展開 Ansys Zemax光學(xué)設(shè)計軟件技術(shù)教程：如何編寫ZPL宏：計算環(huán)帶垂軸色差
該宏將產(chǎn)生以下繪圖：
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