耐壓殼體計(jì)算書(shū)ansys的案例
角焊縫（殼體）疲勞在ANSYS nCode DesigenLife的創(chuàng)建與計(jì)算原則淺述
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車(chē)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(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實(shí)體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對(duì)角焊縫（殼體）焊縫單元?jiǎng)?chuàng)建和計(jì)算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊(cè)進(jìn)行編寫(xiě)，關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限，錯(cuò)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(xiàng)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(píng)估焊縫極限強(qiáng)度的方法進(jìn)行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類(lèi)型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據(jù)焊縫種類(lèi)進(jìn)行分組，每一個(gè)有限元輸入分組應(yīng)對(duì)應(yīng)疲勞引擎中對(duì)應(yīng)的有限元焊縫類(lèi)型，并設(shè)置一個(gè)合理的參數(shù)數(shù)值。
對(duì)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(diǎn)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(jìn)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(diǎn)應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計(jì)算評(píng)估使用，該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長(zhǎng)的中點(diǎn)處進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
展開(kāi) ANSYS橋梁建模與恒載內(nèi)力計(jì)算說(shuō)明書(shū) ￥2
ANSYS橋梁建模與恒載內(nèi)力計(jì)算說(shuō)明書(shū)
一 設(shè)計(jì)資料
1. 設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)荷載 公路I級(jí)；人群荷載3.5KN/m2。
2. 主橋上部結(jié)構(gòu)采用下承式栓焊鋼桁架，平行弦三角形體系。
3. 主桁橫向中心距9（10）米，車(chē)行道凈寬8（9）米。
4. 鋼材為16MnQ345。
5. 桿件截面為板件焊成的H形，桿件間通過(guò)節(jié)點(diǎn)板用高強(qiáng)螺栓連接。
6. 橋面板厚12cm，橋面鋪裝層厚8cm。
二 設(shè)計(jì)步驟
2.1上部構(gòu)造布置及尺寸初步擬定
桿件斷面尺寸與幾何特性
2.2 Ansys結(jié)構(gòu)建模
將橋梁結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)單元組成的離散結(jié)構(gòu)體系；各桁架桿件采用beam4剛結(jié)梁?jiǎn)卧?。具體步驟如下：
1、根據(jù)所擬定的尺寸建立橋梁結(jié)構(gòu)模型；
2、確定作用在結(jié)構(gòu)單元節(jié)點(diǎn)上的荷載；
3、確定結(jié)構(gòu)邊界上的約束，包括力邊界條件和位移邊界條件；
4、求解。
其中模型建立的主要命令如下：
2.2.1分析桿件截面特性
對(duì)各個(gè)桁架桿件的截面特性進(jìn)行分析并輸入數(shù)據(jù)。參考資料定出橋梁各桿件的截面幾何尺寸，在ANSYS中使用命令路徑：
Preprocessor/sections/Beam/Common Sections
并輸入幾何數(shù)值，可得出各個(gè)不同截面的截面特性。
本訓(xùn)練可以簡(jiǎn)化每種類(lèi)型桿件統(tǒng)一用一種截面尺寸也可。
展開(kāi) 無(wú)錫西互通鋼箱梁橋 結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)(ANSYS) ￥2
無(wú)錫西互通鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)(ANSYS)
無(wú)錫西互通鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)計(jì)算
第一部分 全橋結(jié)構(gòu)整體計(jì)算
一 計(jì)算軟件與模型
1、計(jì)算簡(jiǎn)圖及箱梁截面（圖1、2）
圖 1 全橋結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（單位：cm）
圖 2 箱梁截面（單位：cm）
2、計(jì)算軟件與單元：
采用大型通用空間有限元程序進(jìn)行計(jì)算。鋼箱梁塊件采用殼體單元模擬。
3、計(jì)算模型：
約束條件：A、B、D 點(diǎn)處簡(jiǎn)支（僅約束豎向線(xiàn)位移），C 點(diǎn)約束三向線(xiàn)位移?？紤]橫坡（2%）影響，按實(shí)際尺寸取右半橋橫橋向矮半箱梁建立空間實(shí)體模型。
空間模型見(jiàn)圖3；有限元模型見(jiàn)圖4。
二 材料及參數(shù)
鋼箱梁（截面圖見(jiàn)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(xiàn)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(jì)算時(shí)間，因此依靠人為判斷來(lái)確定對(duì)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(chē)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(duì)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。
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