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有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列39: 梁單元差異(3)-剪力和彎矩
(原創,歡迎轉載,轉載請說明出處)
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式,通過
(1) 基礎理論
(2) 商軟操作
(3) 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來,同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟,商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論,只是在實際應用過程中,商用CAE軟件在傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題,且各家軟件的修正方法都不一樣,每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式,但都只是提一下用什么方法修正,很多沒有具體的實現公式。商用軟件對外就是一個黑盒子,除了開發人員,使用人員只能在黑盒子外猜測內部實現方式。
一方面我們查閱各個主流商用軟件的理論手冊并通過進行大量的資料查閱猜測內部修正方法,另一方面我們自己編程實現結構有限元求解器,通過自研求解器和商軟的結果比較來驗證我們的猜測,如同管中窺豹一般來研究的修正方法,從而猜測商用有限元軟件的內部計算方法。我們關注CAE中的結構有限元,所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式,同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹,同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤,歡迎交流討論,也期待有更多的合作機會。
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列40: 梁單元差異(4)-形心、剪心和偏置
(原創,歡迎轉載,轉載請說明出處)
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式,通過
(1) 基礎理論
(2) 商軟操作
(3) 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來,同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟,商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論,只是在實際應用過程中,商用CAE軟件在傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題,且各家軟件的修正方法都不一樣,每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式,但都只是提一下用什么方法修正,很多沒有具體的實現公式。商用軟件對外就是一個黑盒子,除了開發人員,使用人員只能在黑盒子外猜測內部實現方式。
一方面我們查閱各個主流商用軟件的理論手冊并通過進行大量的資料查閱猜測內部修正方法,另一方面我們自己編程實現結構有限元求解器,通過自研求解器和商軟的結果比較來驗證我們的猜測,如同管中窺豹一般來研究的修正方法,從而猜測商用有限元軟件的內部計算方法。我們關注CAE中的結構有限元,所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式,同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹,同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤,歡迎交流討論,也期待有更多的合作機會。
展開 ANSYS分析VS理論解 | 梁分別受集中力、集中力偶和均布載荷作用的應力和變形
梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。掌握施加位移約束和載荷的方法,特別是均布載荷的施加。熟練進行后處理,包括約束反力、內力、應力和變形,特別是剪力圖和彎矩圖與材料力學的對比,切應力和正應力云圖的提取方法。
一、問題描述
一簡支梁,總長l =0.4m,其中a= b = l/2,橫截面尺寸B = 6mm,H=10 mm,彈性模量E= 200 GPa,泊松比u = 0.3。分別受三種載荷作用:(1)受集中力F =100 N;(2)集中力偶Me= 20 N·m;(3)受均布載荷q =500 N/m。計算梁的約束反力、內力(剪力和彎矩)、應力(切應力和正應力)和變形(轉角和撓度)。
二、理論計算
參考教材:劉鴻文. 材料力學(第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 110-209.
三、GUI步驟
1.進入ANSYS
程序→ ANSYS → ANSYS Product Launcher → 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入:file → Run。
2.定義工作文件名及工作標題
(1)定義工作文件名:UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名file→ OK。可不用輸入,默認為file。
(2)定義工作標題:UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Beam→ OK??刹挥幂斎搿?/span>
展開 干貨 | ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐
加入ANSYS以來,負責一線客戶支持、培訓和工程咨詢項目,業務涉及航空、汽車、核能、電子等多個行業。
課程簡介
全球每年因為疲勞斷裂造成的經濟損失大于1000億美元,而其中絕大多數都可以通過疲勞設計得到解決。在中國,疲勞耐久性缺陷引起的產品質量問題也普遍存在,過早的疲勞失效是國產產品缺乏國際競爭力的很重要原因之一。
如果您設計的產品需要更強的市場競爭力,或者您正在設計的產品正在面臨疲勞問題引起的大批量質量問題,又或者疲勞問題并沒有成為問題,僅僅是一項可能的風險,那么,您需要盡快了解關于疲勞的工程設計和解決方法。
雖然強度分析可以滿足產品的設計標準,但如果不對疲勞失效進行早期的設計和管控,疲勞問題就可能成為設計高質量產品的巨大隱患。同時,對于一些涉及到生命安全的重大工程項目,疲勞設計雖然已經是標準規范的一環,但我們需要更加深入了解疲勞分析的知識,以此確保疲勞分析是符合標準規范的,又或者,我們需要不斷改進疲勞分析流程,來提高疲勞分析的置信度和優化產品設計。歡迎參加《ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐》線上研討會!
本次線上研討會會介紹如下內容:
1. 疲勞分析的基本概念和原理
2. ANSYS nCode疲勞分析的標準流程
3. 使用ANSYS nCode進行疲勞分析的優勢
4. 如何優化產品的疲勞壽命
5. 案例演示
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊進行報名:http://event.31huiyi.com/1727654751/index?c=jishulink
展開 
ANSYS官方 nCode疲勞分析基礎理論和實踐,報名贏華為MATE30
加入ANSYS以來,負責一線客戶支持、培訓和工程咨詢項目,業務涉及航空、汽車、核能、電子等多個行業。
課程簡介
全球每年因為疲勞斷裂造成的經濟損失大于1000億美元,而其中絕大多數都可以通過疲勞設計得到解決。在中國,疲勞耐久性缺陷引起的產品質量問題也普遍存在,過早的疲勞失效是國產產品缺乏國際競爭力的很重要原因之一。
如果您設計的產品需要更強的市場競爭力,或者您正在設計的產品正在面臨疲勞問題引起的大批量質量問題,又或者疲勞問題并沒有成為問題,僅僅是一項可能的風險,那么,您需要盡快了解關于疲勞的工程設計和解決方法。
雖然強度分析可以滿足產品的設計標準,但如果不對疲勞失效進行早期的設計和管控,疲勞問題就可能成為設計高質量產品的巨大隱患。同時,對于一些涉及到生命安全的重大工程項目,疲勞設計雖然已經是標準規范的一環,但我們需要更加深入了解疲勞分析的知識,以此確保疲勞分析是符合標準規范的,又或者,我們需要不斷改進疲勞分析流程,來提高疲勞分析的置信度和優化產品設計。歡迎參加《ANSYS nCode疲勞分析基礎理論和實踐》線上研討會!
本次線上研討會會介紹如下內容:
1. 疲勞分析的基本概念和原理
2. ANSYS nCode疲勞分析的標準流程
3. 使用ANSYS nCode進行疲勞分析的優勢
4. 如何優化產品的疲勞壽命
5. 案例演示
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊進行報名:http://event.31huiyi.com/1727654751/index?
展開 ANSYS分析VS理論解 | 簡單托架應力和變形分析(桿單元實例)
5.退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
來源:ANSYS學習與應用公眾號,版權歸作者所有。