ansys空心軸強(qiáng)度分析的案例
abaqus分析熱軋橢圓空心型鋼的抗壓強(qiáng)度（二）
EHS.cae
1. Part – Geometry
Create a three-dimensional deformable shell part with extruded base feature to represent the elliptical hollow column. Use an approximate part size of 200.0 and name the part EHS.
Create an ellipse with centre and perimeter.
Pick the centre point or enter X and Y coordinates as 0,0
Pick a major axis of ellipse or enter X and Y coordinates as 75, 0.
Pick a minor axis of ellipse or enter X and Y coordinates as 0,37.5.
Click on Done
Enter base extrusion depth as 300.
The finished part will be an elliptical
展開 abaqus分析熱軋橢圓空心型鋼的抗壓強(qiáng)度（一）
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png"> <a href="https://img.jishulink.com/202411/attachment/3a43cfd612dc4b7192f5de5d82987de8.pdf" target="_blank" rel="nofollow">(2008) Chan and Gradner EHS.pdf</a></p>
</div><p class="ql-align-center"><br></p><p> 近年來，熱軋橢圓空心型材因其美觀和結(jié)構(gòu)效率的互補(bǔ)性而受到工程師和建筑師的廣泛關(guān)注。然而，目前缺乏橢圓空心型材的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，阻礙了其在建筑中的更廣泛應(yīng)用。本文針對軸向壓縮的基本載荷條件解決了這一缺點(diǎn)。本文介紹了實(shí)驗(yàn)室測試、數(shù)值建模和設(shè)計(jì)規(guī)則的制定。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃包括 25 個(gè)拉伸試樣試驗(yàn)和 25 個(gè)短柱試驗(yàn)。所有測試的橢圓空心型材的長寬比均為 2，截面尺寸范圍從 150 × 75 到 500 × 250 毫米。結(jié)果包括幾何缺陷測量和滿載端部縮短曲線。根據(jù)生成的測試數(shù)據(jù)開發(fā)并驗(yàn)證了非線性有限元模型。使用經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)值模型進(jìn)行參數(shù)研究，以研究不同細(xì)長和不同長寬比的橢圓空心型材。所得到的結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)已用于建立橫截面細(xì)長和橫截面抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，這表明，根據(jù)所提出的橫截面細(xì)長參數(shù)，歐洲規(guī)范 3 中圓形空心型材的 3 級細(xì)長極限 90 可以安全地用于橢圓形空心型材。BS 5950-1 中給出的等效半緊湊細(xì)長極限、AISC 360-05 中的非緊湊極限細(xì)長和 AS 4100 中給出的屈服細(xì)長極限也是有效的。
展開 ANSYS強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定性分析及地震荷載分析 ￥30
采用ANSYS有限元強(qiáng)度折減方法對滑坡穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行求解，通過有限元強(qiáng)度折減方法對不同工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并將模擬計(jì)算值與極限平衡方法進(jìn)行對比，驗(yàn)證了強(qiáng)度折減方法的有效性。
有限元強(qiáng)度折減法是20世紀(jì)70年代末由英國科學(xué)家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強(qiáng)度折減系數(shù)來降低坡體巖土抗剪強(qiáng)度參數(shù)，并反復(fù)試算，直到達(dá)到極限破壞狀態(tài)，程序自動(dòng)根據(jù)彈塑性有限元計(jì)算結(jié)果得到滑動(dòng)破壞面，同時(shí)得到滑坡的強(qiáng)度儲備安全系數(shù)。該方法在理論體系上比極限平衡法更嚴(yán)格，它全面滿足了靜力許可、應(yīng)變相容以及土體的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
地震荷載加載前需要對模型進(jìn)行模態(tài)分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數(shù)，然后再對模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強(qiáng)度折減
第二步：模態(tài)分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數(shù)、地震波加載
展開 【靜力分析】Ansys WorkBench “等強(qiáng)度”螺紋聯(lián)接之內(nèi)錐螺母靜力分析 ￥50
所以需要另辟蹊徑，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得螺紋聯(lián)接達(dá)到“等強(qiáng)度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯(lián)接，螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋，應(yīng)力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強(qiáng)度”螺紋聯(lián)接中螺母是具有錐度的螺紋，而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內(nèi)錐螺母的下端（小直徑）旋合在一起，在不受力的情況下，螺母的上端（大直徑）和螺栓的上端是不接觸的，并且從下端到上端間隙逐漸增大；受力后，應(yīng)力先從下端出現(xiàn)，逐漸延伸到上端。
以下是內(nèi)錐螺母與普通螺母的螺紋聯(lián)接區(qū)別，左邊是內(nèi)錐螺母，截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸；而右邊是普通螺母，截取中間部分螺母和螺栓有一側(cè)的面是接觸的。
螺紋聯(lián)接是復(fù)雜曲面，直接導(dǎo)入后打開系統(tǒng)默認(rèn)無法處理會(huì)不予以顯示，需要在導(dǎo)入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進(jìn)入分析模塊。
模型由三個(gè)零件組成，螺栓、內(nèi)錐螺母（錐度1:100）和墊板。
展開 
ANSYS workbench彎軸疲勞分析 ￥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(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)彎軸的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)彎軸疲勞分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)疲勞分析的設(shè)置
5、學(xué)習(xí)平均應(yīng)力修正的設(shè)置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 彎軸疲勞分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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基于ANSYS-Workbench的軸和軸承座模態(tài)分析
基于ANSYS-Workbench的軸和軸承座模態(tài)分析.pdf
采用 UG、HyperMesh 和 ANSYS 的齒輪軸模態(tài)分析
齒輪軸有限元模型如圖2 所示。其中，材料參數(shù)為: 彈性模量E =210GPa，泊松比μ =0． 3，密度ρ =7． 8 ×103kg /m3。
5 基于ANSYS 的齒輪軸模態(tài)分析
將在HyperMesh 中得到的齒輪軸有限元模型通過HyperMesh 與ANSYS 的專業(yè)接口導(dǎo)入到ANSYS 中，定義分析類型為模態(tài)分析，在分析選項(xiàng)設(shè)置中確定要分析的模態(tài)數(shù)目及所采用的模態(tài)分析方法，添加約束，利用ANSYS 求解并擴(kuò)展模態(tài)。
ANSYS 提供了如下7 種模態(tài)提取方法: BlockLancozos 法、子空間法、PowerDynamics 法、縮減法、非對稱法、阻尼法和QR 阻尼法。綜合分析各種提取方法的特點(diǎn)，本文采用Block Lancozos 法求解齒輪軸模型的固有頻率和振型。
由于齒輪軸在實(shí)際工作中并非處于自由狀態(tài)，而是裝在機(jī)體內(nèi)，處于約束狀態(tài)。因此，根據(jù)齒輪軸的實(shí)際工作狀態(tài)，對圖1b 所示的面A 添加徑向及軸向自由度約束，對面B 添加徑向自由度約束。在理論與實(shí)踐中均發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的低階模態(tài)對結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響較大，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時(shí)，常常只需要知道前幾階固有頻率和振型，而不必求出全部固有頻率和振型。因此在本次計(jì)算中只提取了齒輪軸的前9 階模態(tài)。
6 結(jié)果分析
從模態(tài)頻率可以看出，第1 階模態(tài)的頻率接近于0，即所謂的剛體模態(tài)。因此真正意義上的模態(tài)應(yīng)該是從第2 階開始的模態(tài)。表1 所示為齒輪軸前9 階非零模態(tài)頻率和振型描述，圖3 所示為第1、4、5 階非零模態(tài)振型圖。
為驗(yàn)證有限元模態(tài)分析結(jié)果的正確性，對該齒輪軸進(jìn)行了約束狀態(tài)下的模態(tài)試驗(yàn)，齒輪軸模態(tài)分析測試系統(tǒng)示意圖如圖4 所示。試驗(yàn)設(shè)備包括激振器、加速度傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器和ME'scope 模態(tài)分析軟件。
展開 管道疲勞強(qiáng)度分析及優(yōu)化(Ansys Workbench)
本文利用SolidWorks軟件建立了管道三維模型，然后導(dǎo)入ANSYS Workbench中得到有限元模型；利用ANSYS軟件將管道分為液體作用環(huán)境和螺栓預(yù)緊作用環(huán)境兩個(gè)環(huán)境對管道進(jìn)行靜力學(xué)分析，確定應(yīng)力集中的位置；通過ANSYS Workbench的求解組合功能將兩個(gè)環(huán)境的結(jié)果線性疊加，在此基礎(chǔ)上計(jì)算非比例載荷疲勞壽命，求出在螺栓預(yù)緊力作用下的管道壽命長短；再通過優(yōu)化螺栓預(yù)緊力大小，使管道的疲勞壽命達(dá)到最大值，優(yōu)化后的管道壽命在原有基礎(chǔ)上提升了10%。研究結(jié)果為有效預(yù)估管道在非比例載荷作用下的疲勞壽命提供了基礎(chǔ)，具有一定實(shí)用價(jià)值。
展開 基于Mechanical ANSYS的排障器強(qiáng)度分析
表1 超常載荷
工況1
工況2
工況3
工況4
工況5
ax=10g
ay=20g
ay=-20g
az=3g
az=-3g
表2 特殊載荷
工況6
工況7
工況8
工況9
Fz=-3kN
Fz=-4kN
Fz=-4.5kN
Fz=-5kN
將載荷工況結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，得到計(jì)算結(jié)果。通過超常載荷工況驗(yàn)證了模型在列車運(yùn)營過程中結(jié)構(gòu)安全性；通過特殊載荷工況，驗(yàn)證在排障板中部受到多大的沖擊后，排障板發(fā)生塑性變形并出現(xiàn)斷裂。現(xiàn)例舉載荷工況2（超常載荷惡劣工況）、工況9（排障板發(fā)生斷裂）的結(jié)果如下圖。
本算例在工況9條件下的螺栓強(qiáng)度達(dá)到最大，最大的云圖見下圖。
基于ANSYS workbench和designlife的多軸疲勞分析
Nastran方法與ANSYS workbench方法分析出來的1.098僅相差2%左右。
4總結(jié)
本案例介紹了利用ANSYS workbench和ncode designlife軟件對零件進(jìn)行多軸疲勞分析的整套流程。我們可以見到ncode軟件功能非常全面、強(qiáng)大，與準(zhǔn)確的CAE分析結(jié)果搭配起來，可以為工程實(shí)際提供很好的參考。愿大家看完有所收獲。
以后本人還會(huì)不定期發(fā)帖介紹ANSYS workbench和designlife的一些技巧和應(yīng)用，感謝各位以及技術(shù)鄰官方的關(guān)注！
文章里用到的模型文件和測試數(shù)據(jù)放在附件中，可以下載用來練習(xí)。
附件：shaft.rar
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真-2D軸對稱橡膠密封分析 ￥3
密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形軸對稱，蓋板將黑色橡膠圈壓向底部的帶槽基座上，靠橡膠變形回彈與上蓋板和下基座之間的接觸壓力（密封應(yīng)力）來阻止流體穿過密封界面。蓋板和基座材質(zhì)都是結(jié)構(gòu)鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質(zhì)為邵氏硬度75度的EPDM橡膠。本文采用單位制為mm，N，t，s，MPa。
通過hypermesh建立有限元模型設(shè)置求解控制輸入到ANSYS進(jìn)行求解：
ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強(qiáng)度分析
圖1-煤氣水分離器結(jié)構(gòu)實(shí)體模型
單元選擇及網(wǎng)格劃分
分析采用ANSYS有限元分析軟件提供的SOLID185進(jìn)行網(wǎng)格劃分。因SOLID185為八節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，壁厚方向至少劃分4份以保證足夠的計(jì)算精度。
不斷加密網(wǎng)格直至計(jì)算結(jié)果基本無變化，最終用于計(jì)算的有限元網(wǎng)格見圖2，模型單元數(shù)為602068，節(jié)點(diǎn)數(shù)為755179。
圖2-模型網(wǎng)格圖
邊界條件及載荷施加
邊界條件
各工況均在支座下表面約束環(huán)向位移和軸向位移，模型施加邊界條件見圖3。
新能源汽車強(qiáng)度、耐久分析與Ansys創(chuàng)新解決方案
結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
一站式短纖維復(fù)合材料仿真流程
對標(biāo)后的材料數(shù)據(jù) + 映射后的注塑信息
Ansys復(fù)合材料解決方案
· 完整的復(fù)合材料解決方案
-Ansys Composite Pre/Post (ACP)用于精確的復(fù)合材料建模和評估
-Ansys Material Designer用于復(fù)合組成尺度的材料系統(tǒng)探索
-Ansys Composite Curing Simulation (ACCS)用于復(fù)合材料制造模擬
-Ansys Granta用于材料選擇、數(shù)據(jù)管理
· Workbench內(nèi)的集成工作流程
· 能夠探索關(guān)鍵的復(fù)合材料套筒設(shè)計(jì)參數(shù):
-纖維預(yù)緊力
-材料特性：纖維/基體剛度特性、纖維體積分?jǐn)?shù)
-套筒：層數(shù)厚度/層數(shù)
Ansys復(fù)合材料解決方案的功能
Ansys ACP與其他工具的交互
疲勞耐久
焊縫網(wǎng)格劃分：熱影響區(qū)組集
焊接疲勞分析實(shí)例
粘接接頭疲勞分析
連接管理：點(diǎn)焊/粘接
展開 基于ANSYS workbech的椅子的強(qiáng)度分析及輕量化設(shè)計(jì) ￥4.9
拓?fù)鋬?yōu)化相對于其他兩種優(yōu)化方式具有更多的設(shè)計(jì)自由度，能夠獲得更大的設(shè)計(jì)空間，是最具有發(fā)展前景的一種優(yōu)化方式，以下例子以一種小椅子為案例，講述整個(gè)分析過程。
以上是案例的三維模型。接著導(dǎo)入ANSYS workbech進(jìn)行強(qiáng)度分析。
1、導(dǎo)入模型。
2、設(shè)置材料屬性。
3、給模型賦值相應(yīng)材料。
4、劃分網(wǎng)格。
5、添加約束。
6、添加載荷。
7、插入結(jié)果查看項(xiàng)。
8、求解。
9、查看變形與應(yīng)力結(jié)果。
接下來進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。
ANSYS強(qiáng)度折減法邊坡穩(wěn)定分析實(shí)例
下面來大致描述ANSYS邊坡應(yīng)用實(shí)例
ANSYS邊坡穩(wěn)定性分析一般分以下幾個(gè)步驟：
①創(chuàng)建物理環(huán)境；②建立模型，劃分網(wǎng)格，對模型的不同區(qū)域賦予特性
③加邊界條件和載荷；④求解；⑤后處理（查看計(jì)算結(jié)果）
巖土高邊坡模型與網(wǎng)格劃分
邊坡圍巖材料參數(shù)
表1 邊坡模型圍巖參數(shù)
類別
彈性模量/GPa
泊松比
容重/
內(nèi)聚力
/MPa
摩擦角
（。）
圍巖1（彈塑性）
10
0.30
2645
0.8
32
進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí)，采用強(qiáng)度折減法來實(shí)現(xiàn)。首先選取初始折減系數(shù)F，然后對邊坡土體材料強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行折減，折減后凝聚力以及摩擦角分別式（1）和式（2）。
強(qiáng)度折減系數(shù)F=1.0時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
X方向變形云圖
整體位移矢量云圖
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.2時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.24時(shí)計(jì)算結(jié)果分析
強(qiáng)度折減系數(shù)F=2.28時(shí)計(jì)算結(jié)果分析----求解不收斂，說明此時(shí)邊坡發(fā)生失穩(wěn)。
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