ansys波浪載荷計(jì)算的案例
ANSYS AQWA計(jì)算案例 | 海洋平臺(tái)波浪載荷的計(jì)算和傳遞
波浪載荷是半潛平臺(tái)所遭遇的環(huán)境載荷的主要部分，對(duì)船體的總強(qiáng)度校核起決定性的作用。因此在極限海況下對(duì)半潛平臺(tái)的波浪載荷特性進(jìn)行分析以及對(duì)其運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報(bào)是平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是平臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。各大船級(jí)社規(guī)范對(duì)此也有要求。
ANSYS系列產(chǎn)品主要專(zhuān)注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過(guò)仿真模擬來(lái)掌握海洋平臺(tái)等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設(shè)計(jì)階段就把設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低，并充分掌握海洋平臺(tái)在各種惡劣載荷條件下的響應(yīng)和工作狀態(tài)。
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分析方法
波浪運(yùn)動(dòng)是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，而通常結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度計(jì)算校核需要得到確定的結(jié)果，所以需要采取一定的分析方法對(duì)波浪載荷進(jìn)行處理。目前規(guī)范中的使用方法主要是設(shè)計(jì)波方法。設(shè)計(jì)波通常是簡(jiǎn)化的規(guī)則波，可以采用水動(dòng)力軟件直接計(jì)算波浪對(duì)平臺(tái)的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動(dòng)力結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型和強(qiáng)度校核模塊的網(wǎng)格模型的差異，包括單元類(lèi)型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過(guò)程中，需要考慮網(wǎng)格的匹配。
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波浪載荷計(jì)算與傳遞
一般來(lái)說(shuō)，海洋平臺(tái)在海面上受到的與波浪相關(guān)的載荷包括靜水壓力、動(dòng)水壓力和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動(dòng)水壓力和運(yùn)動(dòng)的慣性載荷需要采用水動(dòng)力軟件計(jì)算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計(jì)算出波浪的動(dòng)水壓力以及海洋平臺(tái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計(jì)算的波浪載荷傳遞給Mechanical進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過(guò)ANSYS AQWA-WAVE計(jì)算加載的APDL命令傳遞；
（2）通過(guò)中間格式文件采用OC系列命令傳遞。
文章來(lái)源：安世亞太
展開(kāi) Abaqus 波浪載荷計(jì)算 Step by Step ￥3
Abaqus波浪載荷計(jì)算-01-15.pdf
ansys Workbench螺栓載荷提取時(shí)，如何計(jì)算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問(wèn)題：
VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)算中對(duì)于螺栓載荷的提取沒(méi)有過(guò)多的涉及，本文針對(duì)偏心載荷的提取問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
VDI2230中，對(duì)于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線(xiàn)到截面彎矩為0的點(diǎn)之間的距離。
對(duì)于實(shí)際螺栓連接問(wèn)題，幾何結(jié)構(gòu)和載荷狀態(tài)復(fù)雜多變，使用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，依據(jù)案例5的幾何信息創(chuàng)建仿真模型。
約束筒體底面，在內(nèi)表面施加20Mpa壓力載荷，同時(shí)給螺栓施加約150KN的預(yù)緊力（加不加結(jié)果變化不大），連接面設(shè)定為摩擦面。
將兩個(gè)側(cè)面設(shè)定為，frictionless Support，等效對(duì)稱(chēng)邊界。（這里沒(méi)有使用圓周循環(huán)對(duì)稱(chēng)邊界，是因?yàn)閳A周對(duì)稱(chēng)邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開(kāi)“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計(jì)算完成后，在結(jié)果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類(lèi)型進(jìn)行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關(guān)注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線(xiàn)，讀取彎矩為0位置的距離值，再進(jìn)一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個(gè)人認(rèn)為仿真結(jié)果17.535，除了在循環(huán)對(duì)稱(chēng)設(shè)置上與案例給出條件不同外，其余均能反應(yīng)案例邊界。
補(bǔ)充案例：
以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點(diǎn)計(jì)算模型為例進(jìn)行驗(yàn)證。
仿真結(jié)果
公式計(jì)算值42.2mm，仿真結(jié)果42.23mm。
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