ansys蠕變計算的案例
火電廠蒸汽節(jié)流閥的蠕變損耗計算及計算結(jié)果分析
然而隨著高強(qiáng)度的使用，機(jī)組中的蒸汽進(jìn)氣構(gòu)件可能會因此產(chǎn)生蠕變（Creep）損耗，帶來安全威脅。
蠕變（英語：Creep），也稱潛變，是在應(yīng)力影響下固體材料緩慢永久性的移動或者變形的趨勢。它的發(fā)生是低于材料屈服強(qiáng)度的應(yīng)力長時間作用的結(jié)果。當(dāng)材料長時間處于加熱當(dāng)中或者在熔點(diǎn)附近時，蠕變會更加劇烈。蠕變常常隨著溫度升高而加劇。
例如在本次的算例中，在某電廠的節(jié)流閥因?yàn)殚L期處在水蒸氣高溫高壓工作狀態(tài)，產(chǎn)生了一處50mm見方的沖蝕區(qū)域，產(chǎn)生了斷裂裂紋，危害生產(chǎn)安全。為研究蠕變損耗，可以利用code_aster來進(jìn)行建模分析。
因此為了保障生產(chǎn)安全并預(yù)估出更準(zhǔn)確的節(jié)流閥剩余壽命，我們需要對其進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
02 研究方案
在該分析中我們的研究對象是長期處于高溫高壓下的節(jié)流閥。具體研究流程如下圖所示：
首先，通過物理實(shí)驗(yàn)得出物性條件：
然后在物性條件的基礎(chǔ)上，通過使用Monkman Grant定理得到蠕變模型。code_aster可以將如上所得模型應(yīng)用到計算中。
展開 Ansys Workbench蠕變分析
（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
02
Ansys Workbench中蠕變分析設(shè)置
Ansys Workbench中進(jìn)行蠕變分析設(shè)置與普通靜力分析的主要區(qū)別就是材料本構(gòu)設(shè)置和分析步設(shè)置。
第一步：建立分析流程
第二步：設(shè)置材料蠕變屬性
Ansys Workbench中有多種蠕變本構(gòu)模型，如下圖中Creep目錄所示（具體的介紹可參考ansys幫助文檔）。
雙擊Creep下的某一蠕變本構(gòu)模型，在材料屬性欄會增加相應(yīng)的屬性參數(shù)輸入框。
【資料】ansys蠕變分析
ok
ansys蠕變資料分享（免費(fèi)）
ansys蠕變相關(guān)知識以及兩個實(shí)例，
ansys非線性分析-蠕變.pdf
矩形板蠕變實(shí)例.doc
螺栓蠕變分析實(shí)例.pdf
基于ANSYS Workbench蠕變分析的設(shè)置方法 ￥19.89
Creep is turned On by the user
2.采用瞬態(tài)或者靜態(tài)，需要考慮時間效果
antype,4,new
time,7200
3.材料的相關(guān)設(shè)置，需要添加率相關(guān)的材料屬性，經(jīng)典界面為添加creep屬性
workbench界面為添加creep屬性，不同的屬性類型對應(yīng)不同的方程，其材料添加如圖所示
其方程的不同類型如圖所所示
4.計算求解
計算需要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置，首先計算靜力學(xué)分析是否收斂，之后設(shè)置打開creep性能
需要注意的是材料參數(shù)的重要性，不可以忽略
宏觀的概念為一個物體受到拉伸力，則長度變化，物體處于拉長的平衡狀態(tài)，如果考慮蠕變，則隨著時間的變化其長度會增大，應(yīng)力會變化，一般變化不大取決于形狀變化，非常重要的是其時間是否過長，導(dǎo)致變形長度過大，出現(xiàn)網(wǎng)格畸變導(dǎo)致計算錯誤，或者過小沒有顯示其效果
簡單操作的一個例子所示
模型為一個平板
2.網(wǎng)格簡單劃分如圖
3.設(shè)置打開蠕變功能
結(jié)果如圖，當(dāng)蠕變打開的時候，其位移變化逐漸增大，當(dāng)關(guān)閉蠕變的時候位移保持不變?nèi)鐖D所示
當(dāng)蠕變打開的時候，其應(yīng)力變化逐漸不明顯
當(dāng)蠕變打開的時候，其位移變化逐漸增大
當(dāng)蠕變關(guān)閉的時候，其位移變化保持不動
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展開 基于ANSYS經(jīng)典界面的受拉平板的蠕變分析
結(jié)果如下圖
（2.2）進(jìn)行求解設(shè)置
tunif,900
time,100000
kbc,1
nsubst,1000
outres,all,all
上述命令設(shè)定溫度為900讀，并設(shè)置計算時間為10萬秒，計算步數(shù)為1000步，并設(shè)定了輸出選項。
（2.3）求解
solve
fini
上述命令開始計算。計算過程如下
3. 后處理
（3.1）定義變量
/POST26
*SET,n1,node(100,30,0)
nsol,2,n1,u,x
上述命令進(jìn)入到時間歷程后處理器，然后找到了一個節(jié)點(diǎn)，其位置在（100,30）處，就是下圖位置處的節(jié)點(diǎn)
（3.2）繪制位移變化曲線
plvar,2
上述命令繪制該節(jié)點(diǎn)的X位移隨時間變化的規(guī)律。
可見，該節(jié)點(diǎn)的位移隨著時間均勻增加，在10萬秒時該節(jié)點(diǎn)的位移大致是0.096mm。
4. 討論
我們下面對比一下，有沒有發(fā)生蠕變到底對于位移有多大影響？
為了達(dá)到上述目的，我們只需要對上述建模仿真命令流中去掉蠕變項即可。
為此整理上述命令流，去掉蠕變相關(guān)項，仍舊仿真10萬秒，則命令流如下：
/clear
/prep7
et,1,plane42
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3
!tb,creep,1
!
展開 基于ansys渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法
對于航空發(fā)動機(jī)高溫部件渦輪盤來說，蠕變失效和疲勞失效是其兩種主要的失效模式：在循環(huán)工作條件下，蠕變損傷和疲勞損傷不斷累積，并且蠕變損傷和疲勞損傷存在交互作用。因此，蠕變一疲勞損傷分析就成為渦輪盤壽命預(yù)測的重要組成部分。此外，由于金屬材料在高溫和高應(yīng)力下存在明顯的蠕變變形，從而造成渦輪盤存在應(yīng)力松弛現(xiàn)象，是否考慮應(yīng)力松弛效應(yīng)的壽命預(yù)測可能導(dǎo)致相差幾倍甚至上百倍的差別
基于ansys渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法.pdf
【7月25-28日 北京】壓力容器靜動強(qiáng)度評定、疲勞斷裂計算、熱應(yīng)力高溫蠕變分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與可靠性
一、背景
Ansys 軟件因其領(lǐng)先的“虛擬樣機(jī)”理念和技術(shù)、強(qiáng)大的功能和便捷的操作，迅速發(fā)展成為CAE領(lǐng)域中使用范圍最廣、應(yīng)用行業(yè)最多的數(shù)值仿真工具。ASME標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定采用Ansys進(jìn)行壓力容器計算和驗(yàn)算。
Ansys workbench具有強(qiáng)大的建模和仿真分析技術(shù)，并且操作簡單，易于掌握。為了讓廣大分析人員更好地掌握壓力容器的設(shè)計與計算技巧，弄清Ansys workbench壓力容器計算原理和操作技巧，特舉辦《壓力容器靜動強(qiáng)度評定、疲勞與斷裂計算、熱應(yīng)力與高溫蠕變分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與可靠性設(shè)計》高級培訓(xùn)。
本專題基于Ansys workbench平臺，立足ASME規(guī)范，同時兼顧GB-150和JB-4732壓力容器設(shè)計規(guī)范，通過大量的理論和工程實(shí)例講解，使學(xué)員在較短時間內(nèi)掌握Ansys workbench的使用方法；掌握壓力容器強(qiáng)度、疲勞、斷裂、熱應(yīng)力和高溫蠕變的Ansys workbench計算原理與計算技巧，弄清壓力容器結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)、優(yōu)化設(shè)計與可靠性計算原理并掌握其計算技巧。本專題可為壓力容器的計算仿真提供有效、可靠和全面的數(shù)值解決方案和技術(shù)支撐。詳情請參見“內(nèi)容大綱”。
二、時間地點(diǎn)
時間：2019年7月25日-7月28日（第一天報到，授課3天）
地點(diǎn)：北京
三、主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，擅長工程數(shù)值分析，14年仿真分析經(jīng)驗(yàn)；仿真領(lǐng)域涉及結(jié)構(gòu)靜、動力計算，結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂，計算流體力學(xué)，流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，轉(zhuǎn)子及多體動力學(xué)，工程傳熱與熱應(yīng)力計算，爆炸與沖擊力學(xué)，Ansys二次開發(fā)等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發(fā)明專利2項。培訓(xùn)70多場次，學(xué)員上千人。
展開 智能計算時代的電子仿真--Ansys AEDT、Ansys Lumerical與智能計算相結(jié)合【6月11直播】
AI的大熱也使電子仿真進(jìn)入了智能計算時代，這一時代，計算不再局限于傳統(tǒng)的數(shù)值運(yùn)算，而是具備感知、學(xué)習(xí)、推理和決策能力，推動各領(lǐng)域向智能化、自動化、精準(zhǔn)化方向變革。
Ansys一系列電子仿真軟件也順應(yīng)時代與智能化計算相結(jié)合，AEDT和Lumerical分析工具可進(jìn)行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析；Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算進(jìn)行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計。
6月11日，Ansys推出網(wǎng)絡(luò)研討會『智能計算時代的Ansys仿真軟件-微電子應(yīng)用』，了解智能計算時代的電子仿真，下方預(yù)約了解學(xué)習(xí)??
時間：6月11日（星期三），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：Ansys 的軟件家族中的AEDT和Lumerical分析工具，可以進(jìn)行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析，具有廣泛的用途和廣大的用戶。Ansys AEDT產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算方法，高效率的評估微電子器件的PI/SI等特征。AEDT產(chǎn)品也可以結(jié)合智能化計算方法，進(jìn)行高精度電學(xué)物性、熱學(xué)物性和力學(xué)物性的高精度計算。Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計算進(jìn)行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計。本次講座將從PI/SI，高精度物性以及光子學(xué)等方面向用戶介紹Ansys產(chǎn)品與智能化計算的結(jié)合。
講師：
張國軍 | 中潤漢泰資深Ansys產(chǎn)品工程師
資深Ansys產(chǎn)品工程師，智能化計算工程師，北京理工大學(xué)碩士。在經(jīng)典仿真與智能化計算方面有較多經(jīng)驗(yàn)積累，參與眾多汽車、國防項目的仿真咨詢和深度開發(fā)。
展開 MatlabGUI界面調(diào)用Ansys計算并輸出計算結(jié)果
.*'},'File Selector'); strh = [Pnameh,Fnameh];
pathname = Pnameh;
set(handles.text1,'String',strh);
[temp1,temp2] = xlsread(strh);
set(handles.uitable1,'Data',temp1);
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
為了讀取圖示方框中的數(shù)據(jù)，并用到ANSYS的APDL文件中，需要字符串的讀取和合并，首先需要使用str2num函數(shù)把字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值，如果沒有輸入值時，使用缺省值。
將兩個txt合并成test3.mac作為APDL語言開始的參數(shù)定義，生成test3.mac之后再使用system函數(shù)調(diào)用ANSYS的求解器，并讀取test3.mac進(jìn)行計算
在計算之前，是不能生成圖片的，這時需要設(shè)置只有點(diǎn)擊“開始重構(gòu)”按鈕之后，其他按鈕才可用。
點(diǎn)擊按鈕開始計算之后，會分別輸出兩個名為residualstress.jpg和deformation.jpg的圖片，對應(yīng)的語句為
/image,save,'E:\GUIRStest\residualstress',jpg
設(shè)置當(dāng)點(diǎn)擊“生成殘余應(yīng)力云圖”和“生成角變形云圖”時，會讀取圖片的路徑并使用imshow生成圖片。
至此，一個簡易的MatlabGUI界面調(diào)用ANSYS計算并輸出圖片就完成了。
展開 Ansys Speos | 新型計算方法：使用 GPU 提升計算速率
前言
Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 計算功能，相比于 CPU 計算，相同HPC32配置，高性能顯卡在仿真計算中將會更顯計算優(yōu)勢，在仿真數(shù)據(jù)量大、材料屬性復(fù)雜、光源種類多的條件下，Speos 視覺模擬會消耗更多仿真計算時間。當(dāng)模擬參數(shù)設(shè)置偏差，或者視野選擇不準(zhǔn)確，重新模擬耗費(fèi)的時間會很長，GPU 同樣提供實(shí)時預(yù)覽 preview 功能，快速檢查視覺模擬對參數(shù)設(shè)置和視野選擇的準(zhǔn)確性，通過 GPU 持續(xù)渲染，得到從低精度到高精度的實(shí)時模擬效果，一旦發(fā)現(xiàn)模擬出現(xiàn)問題可以隨時停止，修改參數(shù)后再重新模擬，提高了模擬效率，新版本發(fā)布中，GPU preview 同樣可以保存實(shí)時渲染結(jié)果為XMP。
GPU計算能力
1 - 打開任意仿真，建立視覺模擬模型，與常規(guī)的亮度模擬相同，在 speos 中建立光源（包括環(huán)境光），探測器，零件材料，逆向模擬。
2 - 在file-speos option中，勾選顯卡選項，會顯示32HPC運(yùn)算。顯卡性能越高在計算中越能體現(xiàn)計算速度。
3 - 點(diǎn)擊inverse/direct simulation，在tools中選擇GPU計算。
4 - GPU計算性能說明，同樣對于108光線數(shù)，相同光線數(shù)GPU A6000的計算速度相當(dāng)于CPU 600核左右，而仿真結(jié)果相同。
5 - GPU計算同樣支持Speos core的計算。
展開 
Ansys Zemax | 公差的標(biāo)準(zhǔn)怎么計算的，如何確認(rèn)計算細(xì)節(jié)?
這篇文章將整理幾個常用的確認(rèn)細(xì)節(jié)的方法，不同的情境有不同的方法，共有以下主題：
當(dāng)我們說 “計算標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)” 時，Zemax OpticStudio做了什么
簡介標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)種類
說明衍射MTF平均/子午/弧矢.的計算方式
使用 “SAVE” 公差操作數(shù)紀(jì)錄靈敏度靈敏度計算過程
利用蒙特卡羅蒙特卡羅存檔了解公差擾動如何被執(zhí)行
如何列出所有蒙特卡羅蒙特卡羅檔案的隨機(jī)數(shù)參數(shù)
當(dāng)我們說 “計算標(biāo)準(zhǔn)” 時，OpticStudio做了什么
以下的敘述主要關(guān)乎標(biāo)準(zhǔn)的計算，不管我們是做靈敏度分析或是蒙特卡羅分析，都適用。
標(biāo)準(zhǔn)
首先我們要花一點(diǎn)時間說明標(biāo)準(zhǔn)本身，才說明優(yōu)化等其他動作。在公差分析時，我們所做的事情，就是重復(fù)擾動指定參數(shù) (例如組件偏心、傾斜)，并計算在該條件下的 “標(biāo)準(zhǔn)” 是多少，并與原始設(shè)計或規(guī)格相比分析。
這個標(biāo)準(zhǔn)可以是易懂的物理參數(shù)，例如某個視場 (Field)、某個波長下的光斑半徑或子午 MTF。也可以是多個相似的參數(shù)用某種方式平均，例如子午 MTF與弧矢 MTF的平均，或是多個視場下的MTF平均 (通常是RMS)。甚至標(biāo)準(zhǔn)可以是經(jīng)由復(fù)雜計算而來，不具實(shí)際物理意義。OpticStudio中有許多內(nèi)建的標(biāo)準(zhǔn)，也提供完整的自定義功能讓用戶設(shè)計自定義標(biāo)準(zhǔn)。 (請參考本文章下面的 “簡介標(biāo)準(zhǔn)種類” )
視場
另一個公差分析中常被混淆的觀念是視場 (Field)。當(dāng)計算標(biāo)準(zhǔn)時，如果視場字段選用Y-對稱或XY-對稱，事實(shí)上OpticStudio并非讀取使用者的Field設(shè)定。而是先找出最大視場，然后乘以-1.0、-0.7、0.0、+0.7以及+1.0。若是Y-對稱，則共有Y方向的5個視場，若是XY-對稱，則包含XY方向共有9個視場。
展開 ANSYS AQWA計算案例 | 海洋平臺波浪載荷的計算和傳遞
ANSYS系列產(chǎn)品主要專注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設(shè)計階段就把設(shè)計風(fēng)險降低，并充分掌握海洋平臺在各種惡劣載荷條件下的響應(yīng)和工作狀態(tài)。
2
分析方法
波浪運(yùn)動是一個隨機(jī)過程，而通常結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度計算校核需要得到確定的結(jié)果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進(jìn)行處理。目前規(guī)范中的使用方法主要是設(shè)計波方法。設(shè)計波通常是簡化的規(guī)則波，可以采用水動力軟件直接計算波浪對平臺的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動力結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型和強(qiáng)度校核模塊的網(wǎng)格模型的差異，包括單元類型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過程中，需要考慮網(wǎng)格的匹配。
3
波浪載荷計算與傳遞
一般來說，海洋平臺在海面上受到的與波浪相關(guān)的載荷包括靜水壓力、動水壓力和運(yùn)動產(chǎn)生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動水壓力和運(yùn)動的慣性載荷需要采用水動力軟件計算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計算出波浪的動水壓力以及海洋平臺運(yùn)動產(chǎn)生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計算的波浪載荷傳遞給Mechanical進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過ANSYS AQWA-WAVE計算加載的APDL命令傳遞；
（2）通過中間格式文件采用OC系列命令傳遞。
文章來源：安世亞太
展開 ansys之——計算結(jié)果重新導(dǎo)入ansys進(jìn)行后處理
號)，僅施加初應(yīng)力計算，則結(jié)果是應(yīng)力基本為零(這是必然的)，位移是向上的。顯然是觀察不到應(yīng)力的，則要想將計算后的應(yīng)力用ansys處理是達(dá)不到目的的。
3. 如果將xbl2.txt中問題A處的!號去掉，即修改了邊界條件，這時計算能夠得到相同的應(yīng)力(與xbl1.txt比較)，也可以觀察結(jié)果了，但位移又與xbl1.txt計算的不符合，這個問題怎樣處理呢？
Ansys Workbench應(yīng)譜計算-小白案例 ￥10
Ansys Workbench應(yīng)譜計算-小白案例
假設(shè)分析一個簡單的鋼結(jié)構(gòu)框架在地震作用下的響應(yīng)。案例參數(shù)如下：
結(jié)構(gòu)類型：鋼結(jié)構(gòu)框架
材料屬性：
彈性模量 E=2.1×1011?PaE=2.1×1011Pa
泊松比 ν=0.3ν=0.3
密度 ρ=7850?kg/m3ρ=7850kg/m3
幾何尺寸：
框架高度：3 m
框架寬度：4 m
梁和柱的截面：矩形截面，寬度 0.1 m，高度 0.2 m
反應(yīng)譜數(shù)據(jù)：
反應(yīng)譜為地震加速度反應(yīng)譜，單位為 gg（重力加速度）。
反應(yīng)譜數(shù)據(jù)如下：
周期 (秒) 加速度 (g)
0.1 0.5
0.5 1.0
1.0 0.8
2.0 0.4
步驟如下：
1. 創(chuàng)建項目
打開ANSYS Workbench。新建一個項目，拖入一個 Modal 分析系統(tǒng)和一個 Response Spectrum 分析系統(tǒng)。將 Response Spectrum 系統(tǒng)的“Setup”單元格拖放到 Modal 系統(tǒng)的“Solution”單元格上，建立連接。
2. 幾何模型
右擊 Modal 系統(tǒng)中的“Geometry”單元格，選擇“New DesignModeler Geometry”創(chuàng)建幾何模型。進(jìn)入 DesignModeler 后，首先檢查單位：Units（單位）：在界面頂部選擇合適的單位（如 mm、m、inch）。如果單位不對，可在 Tools → Options → Units 里更改。
1）選擇繪圖平面：
在 Tree Outline 里展開 XYPlane / YZPlane / XZPlane。
展開 