ansys模擬失穩(wěn)
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys模擬失穩(wěn)的實(shí)例教程
摘要：為了研究波紋管波形參數(shù)對(duì)波紋管平面失穩(wěn)的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對(duì)不同波形參數(shù)下的波紋管有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析與特征值屈曲分析。有限元計(jì)算結(jié)果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會(huì)使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足綜合性能情況下，可通過在一定范圍內(nèi)增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高的方法減少平面失穩(wěn)的發(fā)生；同時(shí)模態(tài)分析求出了波紋管的固有頻率和振型，可以避免在工程作業(yè)中，因?yàn)橥饨缯駝?dòng)頻率與波紋管固有頻率相同而發(fā)生共振現(xiàn)象，致使波紋管發(fā)生平面失穩(wěn)，為工程設(shè)計(jì)提供有效參考。
關(guān)鍵詞：波紋管;ANSYS數(shù)值模擬;屈曲分析;模態(tài)分析;波形參數(shù);平面失穩(wěn);
0 引言
波紋管膨脹節(jié)是用于管道連接和補(bǔ)償裝置，是一種薄壁型殼體，廣泛用于航空航天、化工、船舶等領(lǐng)域，它在工作時(shí)可補(bǔ)償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來(lái)的位移變化，同時(shí)還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會(huì)因?yàn)閮?nèi)壓過大而產(chǎn)生平面失穩(wěn)，平面失穩(wěn)一般發(fā)生在長(zhǎng)度與直徑之比較小的波紋管中，或者無(wú)加強(qiáng)型波紋管中，是指波紋所在的平面不再與波紋管的軸線保持垂直，一個(gè)或多個(gè)波紋出現(xiàn)傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對(duì)同時(shí)承受軸向、橫向和轉(zhuǎn)角位移載荷的波紋管進(jìn)行內(nèi)壓穩(wěn)定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對(duì)未發(fā)生位移的波紋管平面失穩(wěn)壓力進(jìn)行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對(duì)U形無(wú)加強(qiáng)波紋管在不同平面失穩(wěn)工況下的應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。張道偉等[5]對(duì)波紋管在拉伸條件下的外壓穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀不規(guī)則，應(yīng)力也分布較復(fù)雜，導(dǎo)致波紋管性能受波形參數(shù)影響較大，而波紋參數(shù)對(duì)平面失穩(wěn)影響的研究也較少。
展開 材料失穩(wěn)時(shí)應(yīng)變，損傷，應(yīng)力三軸度急劇增加
損傷閥值DCRIT設(shè)定為1.0時(shí)計(jì)算結(jié)果如下：
材料不發(fā)生失穩(wěn)時(shí)單元幾乎同時(shí)失效，有一定隨機(jī)性
材料不發(fā)生失穩(wěn)時(shí)無(wú)法構(gòu)建應(yīng)力下降段
結(jié)果對(duì)比
當(dāng)材料出現(xiàn)失穩(wěn)時(shí)，塑性應(yīng)變，損傷，應(yīng)力三軸度在很短的時(shí)間內(nèi)急劇增長(zhǎng)，需在失穩(wěn)時(shí)間內(nèi)加密輸出頻率才能捕捉到峰值（損傷閥值0.5的例子在最小時(shí)間步長(zhǎng)的輸出時(shí)間間隔內(nèi)依然未捕捉到損傷為1的時(shí)刻點(diǎn)）。
Dyna中GISSMO和JC失效模型比較
JC失效模型無(wú)法模擬材料失穩(wěn)過程，損傷計(jì)算只能是線性累積，失效應(yīng)變與應(yīng)力三軸度只能是單調(diào)的關(guān)系； GISSMO失效模型可以模擬材料失穩(wěn)過程，損傷計(jì)算為非線性指數(shù)累積，失效應(yīng)變與應(yīng)力三軸度可以不是單調(diào)的關(guān)系。是一種更符合實(shí)際的失效模型。
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張琪 | Ansys高級(jí)應(yīng)用工程師
主題簡(jiǎn)介：SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無(wú)網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場(chǎng)景中更加靈活，尤其擅長(zhǎng)模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場(chǎng)景。
[案例]薄壁彎管在內(nèi)壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析1個(gè)月前
由于涉及坍塌（極值點(diǎn)失穩(wěn)），通常需要使用弧長(zhǎng)法（Riks） 或設(shè)置非常小的初始增量步0.05來(lái)控制求解過程。
場(chǎng)輸出請(qǐng)求： 確保輸出應(yīng)力（S）、應(yīng)變（E）、位移（U）等。
增加輸出請(qǐng)求： 輸出Nout點(diǎn)集合的施加彎矩一端的反作用力矩（RM）和轉(zhuǎn)角（UR），用于繪制力矩-轉(zhuǎn)角曲線、橢圓變形等。
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主題簡(jiǎn)介：SPH（光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)）是一種拉格朗日無(wú)網(wǎng)格方法，Ansys SPH產(chǎn)品由于沒有網(wǎng)格約束的限制，在許多模擬場(chǎng)景中更加靈活，尤其擅長(zhǎng)模擬復(fù)雜自由液面情景（如飛濺和噴淋）以及涉及運(yùn)動(dòng)物體的應(yīng)用場(chǎng)景。
多標(biāo)簽策略允許推薦并列的有效方案，保證在不同硬件環(huán)境、不同非線性階段都能有解可用，避免了過于激進(jìn)的“單一答案”造成的失穩(wěn)。
此外電磁驅(qū)動(dòng)組件的抗震加固同樣不可忽視，比例閥的電磁線圈和銜鐵組件在震動(dòng)環(huán)境下容易松動(dòng)或失磁，諾冠通過環(huán)氧樹脂灌封、磁路優(yōu)化及非磁性緊固件固定等方式，大幅提升電磁系統(tǒng)的機(jī)械穩(wěn)定性與抗沖擊能力。
數(shù)值模擬考慮了兩種TNT當(dāng)量（100 kg與 200 kg）及兩種爆炸深度（水面下12.5 m和25 m）的水下爆炸工況，實(shí)現(xiàn)了爆炸沖擊波-水體-壩體相互作用的完全耦合高精度模擬。模型完整再現(xiàn)了結(jié)構(gòu)從微損傷萌生、宏觀裂縫擴(kuò)展直至最終失穩(wěn)潰壩的全過程損傷演化，并特別計(jì)入了壩體損傷后庫(kù)水壓力的持續(xù)作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：壩頂區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最薄弱部位，損傷破壞易在此處萌生并發(fā)展。
同時(shí)說明屈曲的本質(zhì)還是縱向加壓后橫向剛度變小，導(dǎo)致橫向抗力能力的下降，導(dǎo)致失穩(wěn)彎折。
航海領(lǐng)域仿真計(jì)算全景解析4個(gè)月前
content_id=268303671&content_type=Article&match_order=1&q=ANSYS+Mechanical&zhida_source=entity" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(9, 64, 142);">ANSYS Mechanical
基于特征值的加筋圓柱的非線性屈曲分析6個(gè)月前
屈曲是一種結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形式，其中載荷的微小增量會(huì)導(dǎo)致變形的極大增量。
本模擬演示了對(duì)加筋圓柱的非線性屈曲分析。
該模擬采用圓柱柱局部屈曲分析來(lái)演示如何
在初始幾何形狀中引入一種缺陷。這種缺陷的量
為了使模型在數(shù)值上發(fā)生屈曲，這是必要的。采用了非線性穩(wěn)定化方法
以達(dá)到在屈曲點(diǎn)處的收斂。
數(shù)值模擬考慮了兩種TNT當(dāng)量（100 kg 與 200 kg） 及兩種爆炸深度（水面下12.5和25 m）的水下爆炸工況，實(shí)現(xiàn)了爆炸沖擊波-水體-壩體相互作用的完全耦合高精度模擬。模型完整再現(xiàn)了結(jié)構(gòu)從微損傷萌生、宏觀裂縫擴(kuò)展直至最終失穩(wěn)潰壩的全過程損傷演化，并特別計(jì)入了壩體損傷后庫(kù)水壓力的持續(xù)作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：壩頂區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最薄弱部位，損傷破壞易在此處萌生并發(fā)展。
