ansys殼體應(yīng)力的案例
角焊縫（殼體）疲勞在ANSYS nCode DesigenLife的創(chuàng)建與計算原則淺述
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對于此類結(jié)構(gòu)進行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進行計算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對角焊縫（殼體）焊縫單元創(chuàng)建和計算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊進行編寫，關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限，錯誤必然較多，另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整，某種程度未能緊跟相關(guān)技術(shù)發(fā)展，因此嚴(yán)禁直接應(yīng)用于企業(yè)項目的產(chǎn)品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評估焊縫極限強度的方法進行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據(jù)焊縫種類進行分組，每一個有限元輸入分組應(yīng)對應(yīng)疲勞引擎中對應(yīng)的有限元焊縫類型，并設(shè)置一個合理的參數(shù)數(shù)值。
對于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準(zhǔn)則：
① 網(wǎng)格應(yīng)以4節(jié)點四邊形單元為主，表達(dá)金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進行焊縫建模表達(dá)。
③ 焊縫網(wǎng)格規(guī)整，尺寸以5mm為最好，規(guī)避三角形網(wǎng)格出現(xiàn)。
④ 疲勞分析焊縫單元需設(shè)置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設(shè)置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節(jié)點應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計算評估使用，該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長的中點處進行計算，通過在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進行考慮。
展開 Ansys中級認(rèn)證窗口課程：LS-DYNA中殼體與實體單元連接技術(shù)應(yīng)用
1.5 總結(jié)
對于殼體與實體的連接的數(shù)量較少且網(wǎng)格劃分規(guī)整時，使用合并節(jié)點法好約束法，其中合并節(jié)點法只能約束平動位移不能約束轉(zhuǎn)動位移。當(dāng)連接數(shù)量較多或連接部位網(wǎng)格劃分不規(guī)整時，采用接觸的裝配則更簡便快捷。
ANSYS各類型單元連接專題講解（三）之梁與殼體鉸接
前面一篇文章主要講解了桿單元與各類單元連接的基本情況，在很多時候，我們使用梁單元的頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桿單元，因而如何處理好梁單元與各類單元的連接是做好仿真模擬的關(guān)鍵。
梁單元與桿單元不同之處在于節(jié)點除了有平動自由度之外，還附加有轉(zhuǎn)動自由度。針對2D梁單元，節(jié)點具有Ux、Uy以及Rotz三個自由度；針對3D梁單元，節(jié)點具有Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty、Rotz以及WaRp(僅Beam18x系列單元)。
板殼單元實際上具有五個自由度，分別為Ux、Uy、Uz以及Rotx、Roty，但很多時候引入了第六個面內(nèi)轉(zhuǎn)動Rotz，但值得注意的是該自由度的含義與梁單元的Rotz含義并不相同。
2D實體單元節(jié)點自由度僅有Ux、Uy，3D實體單元節(jié)點自由度包含Ux、Uy、Uz。
從上面可見，不同單元類型其節(jié)點自由度的數(shù)目以及含義不一樣，因而在處理單元連接時，需根據(jù)實際情況分不同種類來確定其連接方法。但就梁單元而言，與各單元類型的連接可分為如下情況：
1）梁單元與殼、實體單元鉸接；
2）2D梁單元與2D實體單元剛接；
3）3D梁單元與殼單元剛接；
4）3D梁單元與3D實體單元剛接；
本篇介紹梁單元與殼、體單元的鉸接問題。
從上面介紹的三種單元節(jié)點自由度類型可見，梁單元與體單元節(jié)點的平動自由度物理意義相同，因此如果需實現(xiàn)梁單元與實體單元的鉸接，兩者共用節(jié)點即可；也可兩者無共用節(jié)點，但具有重合節(jié)點時，直接耦合節(jié)點的平動自由度。
然殼單元與梁單元的節(jié)點自由度除了Rotz有所不同外，其余5個自由度皆具有相同的物理意義，因而當(dāng)梁單元與殼單元具有公共節(jié)點時，可認(rèn)為是除了Rotz外的一種剛性連接，例如最常見的建筑結(jié)構(gòu)梁板體系的模擬。故如果要實現(xiàn)梁單元與殼單元的鉸接，必須通過節(jié)點耦合方法
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解（二）之桿與梁殼體單元的連接
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solve
有限元模型如下：
結(jié)果圖：
1、結(jié)構(gòu)變形圖
2、結(jié)構(gòu)彎矩圖
3、結(jié)構(gòu)剪力圖
4、結(jié)構(gòu)軸力圖
祝好
ANSYS結(jié)構(gòu)院
2018.04.27
ANSYS后處理中的應(yīng)力與屈服準(zhǔn)則！
ansys后處理該看的那些應(yīng)力
01
應(yīng)力
材料發(fā)生形變時，內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內(nèi)力在一點的集度稱為應(yīng)力 (Stress)，應(yīng)力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。我們分析后查看應(yīng)力，目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應(yīng)該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說，我們在ANSYS計算中得到的應(yīng)力，總是要和單軸破壞試驗得到的結(jié)果進行比對的。所以，當(dāng)有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時，通過查看某一個方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實體結(jié)構(gòu)中，應(yīng)力分布要復(fù)雜得多，不能僅用單一方向上的應(yīng)力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應(yīng)力值——就出現(xiàn)了強度理論學(xué)說。
材料力學(xué)中的四種強度理論
01
最大拉應(yīng)力強度理論
該理論認(rèn)為，材料破壞的主要因素是最大拉應(yīng)力，無論何種狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應(yīng)力，則材料斷裂。其中，某點的最大拉應(yīng)力數(shù)值，就是其第一主應(yīng)力數(shù)值。
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中的節(jié)點應(yīng)力
我想知道ansys中的節(jié)點應(yīng)力是如何得到的？因為理論上講應(yīng)力應(yīng)該是針對微元體來講的，單純的節(jié)點是不存在應(yīng)力的，那么ansys中結(jié)果所提供的節(jié)點應(yīng)力是怎樣得到的？與單元表所顯示的應(yīng)力往往存在較大差別，那實際進行強度分析的時候應(yīng)該以哪個為準(zhǔn)呢？
ANSYS如何提取某一節(jié)點的應(yīng)力時程 ￥100
首先明確ANSYS的節(jié)點附加在單元上，可以通過選擇單元上節(jié)點的方法提取節(jié)點應(yīng)力。
1 確定節(jié)點所在單元，顯示節(jié)點編號。
例單元號8560，節(jié)點號8678。
2 進入TimeHist Postpro, 定義變量。
3變量顯示。
付費內(nèi)容為相關(guān)命令流。
ANSYS workbench中的應(yīng)力到底對應(yīng)什么（一）
在 ANSYS Workbench 中，“應(yīng)力”（Stress）是結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中最核心的結(jié)果，它對應(yīng)物體內(nèi)部因外力、約束或溫度變化等因素產(chǎn)生的內(nèi)力分布強度，具體反映了材料抵抗破壞變形的程度。
1. 應(yīng)力的物理本質(zhì)
從力學(xué)角度，應(yīng)力是物體內(nèi)部某一點處 “內(nèi)力” 與 “受力面積” 的比值，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
σ = F / A（σ 為應(yīng)力，F(xiàn) 為內(nèi)力，A 為受力面積）
當(dāng)物體受到外部載荷（如拉力、壓力、扭矩等）或約束限制時，內(nèi)部會產(chǎn)生抵抗變形的內(nèi)力，應(yīng)力就是這種內(nèi)力在微觀層面的 “強度體現(xiàn)”。
例如：一根鋼桿受拉力時，內(nèi)部原子間會產(chǎn)生吸引力抵抗拉伸，應(yīng)力越大，意味著原子間的 “拉扯力度” 越強。
2.
展開 ANSYS workbench中的剪切應(yīng)力到底是什么（三）
在 ANSYS Workbench 中，剪切應(yīng)力（Shear Stress） 是指物體內(nèi)部平行于截面方向的應(yīng)力分量，反映材料在平行于受力面方向上的 “錯動趨勢” 或 “剪切變形阻力”。它與正應(yīng)力（垂直于截面的應(yīng)力）共同構(gòu)成了材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。
正應(yīng)力 σx：表示X方向的正向應(yīng)力
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向沿Y方向的切應(yīng)力
1.剪切應(yīng)力的物理意義
從力學(xué)本質(zhì)上看，剪切應(yīng)力是由于物體受到平行于表面的力（剪切力）作用而產(chǎn)生的：
? 當(dāng)外力試圖讓材料的兩部分沿平行方向相對滑動時（如剪刀剪斷物體），材料內(nèi)部會產(chǎn)生抵抗這種滑動的內(nèi)力，單位面積上的這種內(nèi)力就是剪切應(yīng)力。
? 單位為帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa），與正應(yīng)力單位一致。
2.Workbench 中剪切應(yīng)力的表現(xiàn)形式
在 Workbench 的結(jié)構(gòu)分析（如靜力學(xué)分析）中，剪切應(yīng)力如何表達(dá)，通過以下案例來理解。設(shè)置一個橫梁受到上面力的作用，則截面會產(chǎn)生剪切效果，計算后查看結(jié)果
那么根據(jù)理解，剪切應(yīng)力最大的應(yīng)該發(fā)生在平行于ZY平面的截面上，那么提取結(jié)果應(yīng)該看YZ的剪切應(yīng)力，提取結(jié)果如下
發(fā)現(xiàn)YZ結(jié)果并非理解的剪切應(yīng)力的云圖，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，剪切應(yīng)力的大小遵循材料力學(xué)定義的方向，如下圖所示
結(jié)果提取Txy之后的應(yīng)力可以發(fā)現(xiàn)結(jié)果和理解的相同.
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向向Y方向的切應(yīng)力，以X的正方向來截取左側(cè)的截面為參考
τ_xy：平行于 XY 平面，方向沿 x 軸在 y 方向的錯動（或 y 軸在 x 方向的錯動）；
（分量符號的第一個下標(biāo)表示應(yīng)力作用面的法線方向，第二個下標(biāo)表示應(yīng)力方向。例如 τ_xy 表示：作用在法線沿 x 軸的截面上，方向沿 y 軸的切應(yīng)力。）
展開 應(yīng)力集中問題與ANSYS驗證
在工程上，應(yīng)力集中的程度用局部最大應(yīng)力σmax與該截面上的名義應(yīng)力σnom的比值來表示，即
Ktσ=σmax/σnom
Ktσ稱為理論應(yīng)力集中系數(shù)。下面，我們將通過一個典型應(yīng)力集中問題——帶孔平板，使用ANSYS軟件求出最大應(yīng)力和應(yīng)力分布圖，并與彈性理論計算的結(jié)果進行比較：
根據(jù)彈性力學(xué)知識，孔邊環(huán)向正應(yīng)力的大小是無孔時的3倍，隨著遠(yuǎn)離孔邊而極速趨近于q。
ANSYS求解：
Step1：在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
由于我們使用平面應(yīng)力模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。建立一個邊長為20mm×10mm的平面模型，中間孔的直徑為2mm。我們將模型分為四部分，方便在每部分的邊界上設(shè)置Path，從而繪制應(yīng)力曲線。由于該模型同時關(guān)于X軸和Y軸對稱，我們也可以使用四分之一模型建模。此處筆者使用完整模型。建立完成以后，使用share命令共享拓?fù)洌缓簏c擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2：設(shè)置分析類型（2D）。
在Project Schematic中的空白處點擊右鍵，選擇Properties，打開Properties of Project Schematic。單擊項目中的A3（Geometry）欄，在Propertiesof Project Schematic A3: Geometry中將AnalysisType切換為2D。（若Analysis Type為3D，則導(dǎo)入平面幾何后軟件將使用殼單元計算。）
展開 
Ansys Workbench應(yīng)力線性化過程
首先，要進行應(yīng)力線性化，必須定義適當(dāng)?shù)穆窂剑趍odel標(biāo)簽上右鍵插入Construction Geometry，如下圖：
2. 選擇后，Outline中出現(xiàn)Construction Geometry選項，在選項上右鍵插入path，如下圖：
3.
插入路徑后，顯示如下圖所示路徑的Detail選項卡，黃色區(qū)域是對路徑的定義區(qū)域【默認(rèn)的，face模式，則取點為面中心，
edge模式，取點為其中點，vertex模式，取點為模型上存在的點，坐標(biāo)模式，取點為鼠標(biāo)點擊的模型表面任一點，選中的點都可以Detail項中的x，y，z坐標(biāo)值進行調(diào)整】
4. 定義好的路徑如下圖所示
5. 定義好路徑后，在標(biāo)簽【Solution】上右鍵插入應(yīng)力線性化選項，或者點中【Solution】后，在快捷欄選擇一種應(yīng)力線性化，效果是一樣的，如下圖所示
6. 插入應(yīng)力線性化選項后，出現(xiàn)如下圖所示的Detail選項卡，黃色為預(yù)選的路徑
定義好的路徑會在這里顯示，選擇一個作為當(dāng)前線性化路徑
7. 線性化的結(jié)果示例。
展開 Ansys 查看高斯點上的應(yīng)力
許多時候我們需要在ANSYS中查看高斯點上的應(yīng)或者和應(yīng)變，然而我們看到的節(jié)點上的應(yīng)力或者應(yīng)變通常是由高斯點上的應(yīng)力或者應(yīng)變外插而來，這時候我們就需要用到ERESX這個命令了。
ERESX命令使用格式：ERESX，Key(GUI: Main>solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Integration Pt或Main Menu > Preprocessor > Loads > Load
Step Opts > Output
Ctrls > Integration Pt)
Key為外插法控制鍵，有DEFA,YES和NO三個選項，分別對應(yīng)著三種情況：
DEFA(默認(rèn)設(shè)置)：除了具有塑性、蠕變或膨脹等非線性特性的單元意外，將積分點的結(jié)果進行外插擴展到所有單元的節(jié)點上。
YES: 將積分點的結(jié)果進行外插擴展到所有單元的節(jié)點上，僅將線性結(jié)果數(shù)據(jù)通過外插法擴展到這些具有塑性、蠕變或膨脹非線性特性的單元上。
NO: 將積分點上的結(jié)果復(fù)制(不是外插)到所有單元的節(jié)點上。
顯然，當(dāng)我們不確定ANSYS是如何外推的，想直接查看高斯點上的應(yīng)力、應(yīng)變或其它結(jié)果的時候，我們就可以直接使用ERESX,no這個命令來查看了。
注意：對于非線性的數(shù)據(jù)ANSYS總是采用復(fù)制的方式擴展到節(jié)點上，而不是外推法,當(dāng) 然，你也可以用ERESX,yes來采用外推法；這個命令同樣可以在prep7中使用；
轉(zhuǎn)載來源于
http://blog.sina.com.cn/s/blog_934e096a0102wkyb.html
展開 ANSYS正齒輪組 - 應(yīng)力評估
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應(yīng)力。根據(jù)工程判斷，最大應(yīng)力發(fā)生在接觸點或由于
齒彎曲而導(dǎo)致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應(yīng)力問題。
步驟 1：概述
正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行，在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比，兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律：齒的形狀必須使得兩個齒接觸點的共同法線必須始終通過中心線上的固定點。接觸點稱為節(jié)點。
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應(yīng)力。根據(jù)工程判斷，最大應(yīng)力發(fā)生在接觸點或由于齒彎曲而導(dǎo)致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應(yīng)力問題。
第 2 步：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程選定的材料是“結(jié)構(gòu)鋼”，它是 ANSYS Workbench 中的默認(rèn)材料。
展開 ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強度分析
主應(yīng)力差：
S
12
=
σ
1
-
σ
2
S
23
=
σ
2
-
σ
3
S
31
=
σ
3
-
σ
1
應(yīng)力強度：
S
=
Max{|S
12
|,|S
23
|,|S
31
|}
總體一次薄膜應(yīng)力強度極限為KSm，局部一次薄膜應(yīng)力強度極限為1.5KSm（對錐殼小端為1.1KSm），一次薄膜加一次彎曲應(yīng)力強度極限為1.5KSm，一次薄膜應(yīng)力強度加二次彎曲應(yīng)力強度極限為3.0Sm，一次+二次+峰值應(yīng)力強度極限為2Sa。Sm為許用應(yīng)力強度，Sa為許用應(yīng)力幅值。K為載荷系數(shù)，設(shè)計工況下K=1, 液壓試驗工況K=1.25。
應(yīng)力分析結(jié)果
圖5給出了模型在設(shè)計工況下的應(yīng)力分布圖，由圖可知，最大應(yīng)力值都位于接管N4a與殼體相交外圓角處。
圖5-設(shè)計工況下應(yīng)力分布圖
應(yīng)力強度評定
圖6~11給出了設(shè)計工況下線性化路徑圖。表2給出了線性化結(jié)果。
展開 