ansys找形計算的案例
ANSYS-膜結構找形分析技術
其設計中主要涉及到三個關鍵環節：找形、載荷分析、裁剪分析。
找形也叫形態分析，指的是給定預應力分布以及控制點(即約束點，通常為實際的支座點)坐標，通過適當的方法確定該預應力分布下索膜結構的平衡形態。
載荷分析是用來分析預應力索膜結構在外載荷作用下的應力、位移，確定其承載能力，以驗證結構是否具有足夠的剛度（此剛度為預應力剛度）以及在外載荷作用下是否會出現皺褶。
裁剪分析是將通過找形荷載荷分析確定的膜面（通常為不可展曲面）預應力釋放，并根據幾何拓撲理論進行適當的剖分，然后將剖開的膜片展開為平面，作為施工下料的依據，以保證施工安裝后的膜面形狀與分析得到的形狀相吻合。
裁剪分析涉及到幾何拓撲理論，單純用有限元分析工具解決有一定困難，需要綜合有限元工具以及其它一些特殊的技術來解決，需要有限元以外的專門研究與開發，所以本文不準備討論ANSYS在這方面的應用。
載荷分析是一個預應力索膜結構的典型有限元分析，對于ANSYS沒有任何困難，只要在給預應力作為初應力施加于相應單元，同時打開大變形效應，施加其它載荷，ANSYS就會考慮預應力的預應力剛度進行計算得到相應的結果。所以沒有任何困難，本文也將不去討論。
找形是載荷分析和裁剪分析的基礎，是索膜設計的出發點，也是一個難點，需要找到給定預應力分布下的平衡形態，因為預先并不知道該形態，在初設形態下預應力一般不能平衡，需要通過適當的方法進行迭代計算來確定能夠使預應力分布平衡的位移形態。本文將探討這種計算方法，并給出ANSYS解決方案以及相應的驗證算例。
二．ANSYS的找形方法
1．單元類型
采用SHELL181和LINK180。其原因如下分析。
ANSYS提供了膜單元（SHELL41）以及其它的殼單元（SHELL181、SHELL63等），膜單元考慮了膜的性質，不抗彎、不抗壓。
展開 基于ANSYS APDL 的提升支座法 找形 ￥50
基于ANSYS APDL 的提升支座法 找形
有限元模型
找形結果
ANSYS進行懸索結構的找形和計
找形時采用很小的彈性模量
R,1,0.001468,0.9,
MP,EX,1,0.60551e9
MP,NUXY,1,0.3
!定義節點
*do,i,1,5
*do,j,1,2*i-1
k=(i-1)*(i-1)+j
n,k,(j-i)*9.15,-36.6+(i-1)*9.15,0
*enddo
*enddo
*do,i,1,4
*do,j,1,2*i-1
k=(i-1)*(i-1)+j+25
n,k,(j-i)*9.15,36.6-(i-1)*9.15,0
*enddo
*enddo
!定義單元
*do,i,1,4
*do,j,1,2*i
k=i*i+j
e,k,k+1
*enddo
*enddo
*do,i,1,3
*do,j,1,2*i
k=i*i+j+25
e,k,k+1
*enddo
*enddo
*do,i,1,4
*do,j,1,2*i-1
k=(i-1)*(i-1)+j
e,k,k+2*i
*enddo
*enddo
*do,i,1,3
*do,j,1,2*i-1
k=(i-1)*(i-1)+j+25
e,k,k+2*i
*enddo
*enddo
*do,i,18,24
e,i,i+17
*enddo
!
展開 基于ANSYS link10單元 電纜找形命令流 ￥15
長500m的電纜，垂直方向落差100mm，找形命令流
定義循環10次，差值為0.05m時就認為收斂，這個收斂計算了5次就收斂，如果你想相差0.01m，你就需要把*do里面的10次改得越多了。利用*if語句進行判斷。
基于ansys APDL的LINK10找形及諧響應分析 ￥30
對于桿單元，找形，需要打開幾何大變形，link10的剛性硬化
找形后的有限元模型
桿的諧響應分析
附件就是找形及靜力、模態及諧響應分析命令流
link10_modal_harmonic.txt
基于ANSYS APDL的輸電導線復合材料梁單元找形分析（二）
圖6 找形后導線內部軸向應力分布云圖
梁單元找形后可得到架線時鋼芯部分和鋁絞線部分各自的初始應力，確定導線截面的應力分布狀態，由圖7可知架線時在懸掛端點處鋁絞線部分初始應力為22.6MPa，鋼芯部分初始應力為80.7MPa。顯而易見，導線截面上應力是非均勻分布的，鋼芯承受大部分外載，且承受載荷的比重隨外部條件變化而變化。
圖7 懸掛點處導線截面應力分布
由梁單元的模擬可以得出，整段導線的實際應力是由鋁絞線和鋼芯的應力隨材料分配得到的，內部各材料部分的應力都會隨比載和物理場條件的改變而變化。基于梁單元的輸電導線找形分析，在數值上和理論計算的誤差在工程標準要求的范圍內，可以用于實際工程計算中，為后續的導線內部熱-力場耦合分析奠定基礎。
5小結
輸電導線復合材料梁單元的找形分析是蠕變分析導線的基礎，只有正確的找形分析，才能保證蠕變分析及熱-力耦合分析的正確性。本章首先對找形分析的基本概念及基本原理做一個整體的介紹，說明基于ANSYS軟件編程的一個理論基礎，并將弧垂計算與應力計算理論結果計算出來。其次，本章對輸電導線的復合材料梁模型進行建模并編程找形分析，模擬結果在工程實際誤差范圍內，符合實際工程情況，為之后的熱力分析做好準備。
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展開 基于ANSYS APDL的輸電導線復合材料梁單元找形分析（一）
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