基于ANSYS聲學結構的案例
基于ANSYS WORKBENCH的桁架結構的分析
在ANSYS APDL中，計算該問題非常簡單。但是在WB中，則比較麻煩。對于線體模型，WB中默認的單元類型是BEAM188，如果直接使用默認單元會帶來一些出乎意料的結果。本文使用LINK180建模，這樣就需要插入命令流。下面說明使用LINK180的建模方法。
1. 創(chuàng)建靜力學結構分析系統(tǒng)。
2. 創(chuàng)建幾何模型
（1）創(chuàng)建草圖
（2）根據(jù)草圖生成線體模型
創(chuàng)建圓形截面，其半徑為10mm（該尺寸隨便設置，后面會被覆蓋）
將截面屬性賦予給線體模型
3. 設置桿的單元類型
在線體模型下添加命令
在命令文件編輯窗口輸入下列命令
、
上述命令的含義是：
第1行，設置單元類型是LINK180
第2-3行，設置截面類型是實心圓，且其橫截面積是10mm2
4. 劃分網(wǎng)格
在MESH下添加一個單元尺寸控制，設置給所有邊劃分1等份。
網(wǎng)格劃分結果如下圖
5. 施加邊界條件
該下面兩個關鍵點施加固定支撐，給上面點施加數(shù)值向下的力100N,結果如下圖
6. 求解并進行后處理
進行求解。
然后進行后處理。可以發(fā)現(xiàn)應力，應變，能量等按鈕均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明，該梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS
但是ANSYS表明，該梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定義數(shù)據(jù)類型，選擇其中的總位移結果
、
得到位移如下圖
讀者可嘗試使用WORKSHEET中的其它用戶自定義結果，
【評論】
1. 通過在幾何體模型后面添加命令，并編輯命令文本，可以設定單元為桿單元LINK180.
2. 可以在MESH后添加尺寸控制，而對各根桿件設置網(wǎng)格劃分份數(shù)。
3.
展開 基于ANSYS的箱涵結構二次開發(fā)
基于ANSYS的箱涵結構二次開發(fā)
近期有不少同學咨詢我二次開發(fā)的問題，其實對于二次開發(fā)，這個問題太大，本人也不盡了解，復雜的二次開發(fā)涉及到多種語言的配合使用。但由于ANSYS本身APDL語言的強烈優(yōu)勢，對于某些簡單的結構，可僅僅通過本身的語言優(yōu)勢進行相應的二次開發(fā)。
恰巧，本人的工作經(jīng)常與箱涵結構打交道，傳統(tǒng)上，箱涵結構采用MIDAS GTS 或者理正巖土工具箱進行計算。無奈，本人實在受不了理正糟糕的結果顯示，GTS建模的重復性、低效率性，且本人實在太懶，借著回應有關同學期望本人出一個二次開發(fā)案例的契機，花了幾個小時做了一個箱涵結構基于ANSYS APDL語言的二次開發(fā)，供大家交流。
本次二次開發(fā)的大致步驟如下：
一、參數(shù)化建模
二、改變參數(shù)，并與相關設計軟件計算結果對比
三、確定外部輸入?yún)?shù)
四、定制個性化GUI操作界面
第一步：參數(shù)化建模
本次二次開發(fā)以某地鐵出入口箱涵結構計算為例，全程采用參數(shù)化建模，對比ANSYS計算結果與MIDAS計算結果，兩者彎矩圖分別如下：
ANSYS極值分別為1179（KN.m）、955（KN.m）,GTS極值分別為1180（KN.m）、950（KN.m），兩者誤差不超過0.5%，結果具有一定的可靠性。
第二步：改變參數(shù)，對比結果，本人改變了五次尺寸，最后兩者最大誤差不超過1%，說明前一步的參數(shù)化命令流可信。
第三步：確定外部輸入?yún)?shù)，通過下述組合命令實現(xiàn)。
展開 基于ANSYS的整體張拉索膜結構荷載CAE分析
1 前言
索膜結構造型優(yōu)美，富于時代氣息，從其誕生起，就得到了工程界的廣泛重視并且得到了長足的發(fā)展。整體張拉索膜結構是一種依靠膜自身的張力以及拉索共同組成的結構體系，該類結構主要由張拉索和上覆膜材料組成，其中拉索分為谷索、脊索和其他輔助索等，在此類結構中膜單元可以得到充分張拉，能夠承受一定荷載。由于張拉索膜結構體型輕盈，造型美觀，材料利用率極高，特別適合于大跨度建筑，因而在體育館、美術館、機場等大跨結構屋蓋工程中得到應用。例如1967年蒙特利爾世博會德國館就是最早的張拉索膜結構，它由8根高低錯落的桅桿支撐起索網(wǎng)結構，在索網(wǎng)上張拉高強度膜材料。另外1988年美國建成的圣迭戈會議中心展覽廳，以及1993年建成的新丹佛國際機場（見圖1）等均采用了整體張拉索膜結構。
圖一 新丹佛國際機場
索膜結構是一種柔性張拉結構，結構自身剛度不能維持一個穩(wěn)定的初始平衡形狀，依靠預應力提供的幾何剛度對結構內(nèi)部的機構位移進行約束，賦予結構一定的初始形狀，構成自平衡體系，從而使體系可以成為結構。索膜結構具有強烈的幾何非線性特點，使其具有不同于其他結構的分析和設計方法，因此膜結構的找形和受載分析逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點。ANSYS作為工程模擬的大型通用有限元計算軟件，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在理論和算法上都趨于成熟，特別是在結構非線性（包括幾何非線性和材料非線性）的求解分析方面具有獨特的優(yōu)越性，可以考慮大變形效應、應力剛化效應、預應力效應等，并且可對結構進行模態(tài)分析、瞬態(tài)動力分析、諧響應分析等動力分析，因此基于ANSYS的索膜結構分析和研究越來越受到科研人員和設計公司的重視。本文結合某一實際工程的算例分析來闡述ANSYS軟件在整體張拉索膜結構體系設計研究中的應用。
展開 基于ANSYS某旋轉(zhuǎn)樓梯結構受力分析
【工程概況】
某商場旋轉(zhuǎn)鋼結構樓梯，采用Q345B鋼材，結構層高3.7m，踏步寬1.5m，內(nèi)圈直徑3.5m，外圈直徑6m。樓梯兩端均與框架梁鉸接，踏步板截面：□100x100x5,樓梯主梁截面□250x150x8。采用ANSYS對其進行結構受力計算分析。
【材料參數(shù)】
本次計算只考慮彈性計算，材料參數(shù)如下：
彈性模量：200Gpa;
密度（考慮節(jié)點連接，保守估計對結構密度放大1.1倍）：7850*1.1=8635kg/m^3
泊松比：0.3
【荷載參數(shù)】
本次計算考慮恒載與活載的最不利組合，附加恒載按0.6,活載按3.5考慮。
【結構建模】
本次建模通過先建立節(jié)點，然后建立單元的方法進行，結構單元采用Beam188。首先對原結構進行一定的簡化，計算出各個節(jié)點的三維坐標。通過N命令建立節(jié)點，然后通過E命令建立單元，值得注意的是，此處除了僅僅建立結構本身需要的節(jié)點外，還需要建立結構主梁所需要的方向點。結構模型如下：
【荷載加載】
1、邊界條件設定：樓梯兩端通過預埋件與混凝土框架主梁相連，理論上該連接具有半剛性特點，介于鉸接和剛接之間。若支座采用完全剛接計算，結構相應的位移和應力都很小，偏于不保守；若采用彈簧模擬框架梁與樓梯的連接，由于彈簧參數(shù)的取值業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一認識，具有太多隨機性，所計算結果并不具有可靠性，故而本次模型偏保守的采用鉸接支座。
展開 
基于MATLAB 與ANSYS 的結構優(yōu)化設計
4 結論
MATLAB 遺傳算法工具箱具有很強的優(yōu)化功能，且其操作簡單、直觀，而ANSYS 又是通用大型有限元分析軟件。本文充分利用了二者的優(yōu)勢，實現(xiàn)了MATLAB 與ANSYS 的數(shù)據(jù)傳遞和調(diào)用，對一典型鋼框架結構進行了優(yōu)化設計，驗證了該方法的可行性。但從分析精度來看，基于MATLAB與ANSYS 的混合遺傳算法要優(yōu)于零階方法和一階方法。然而，從分析成本來看，混合遺傳算法的分析成本要遠遠的高于零階方法和一階方法，這是由于MATLAB 與ANSYS 的數(shù)據(jù)傳遞是間接的，每次循環(huán)過程計算機都要進行相應文件的讀取與寫入操作，占用了大部分的分析時間。因此，將該方法應用于大型結構的優(yōu)化設計還需要進一步的探索與驗證。
展開 基于ANSYS Workebench2025R2 凸輪結構旋轉(zhuǎn)運動 ￥30
基于ANSYS Workebench2025R2 凸輪結構旋轉(zhuǎn)運動
結構模型
[論文]基于ANSYS的緩沖包裝結構可靠性分析方法
基于ANSYS的緩沖包裝結構可靠性分析方法
基于ANSYS的緩沖包裝結構可靠性分析方法.PDF
lw.JPG
基于ANSYS的工程結構抗震分析全過程（含全部程序+使用教程） ￥299
1 包含的內(nèi)容
（1）說明文本
（2）有限元模型及建模命令流
（3）模態(tài)分析全過程命令流
（4）EL Centro地震波詳細數(shù)據(jù)
（5）動力時程分析全過程命令流
（6）節(jié)點響應后處理命令流
（7）完整算例文件
（8）《ANSYS結構動力分析與應用》
2 研究背景
在突如其來的地震面前，建筑結構的每一次晃動，都是對工程師設計理念與分析方法的終極拷問。結構是否具備足夠的延性？振動能否有效耗散？我們該如何預判這些動態(tài)響應，做出科學決策？在現(xiàn)代結構抗震設計中，有限元分析已成為工程師手中的核心工具。其中，ANSYS憑借其強大的建模能力與數(shù)值分析引擎，成為進行地震響應模擬與結構動力評估的主流平臺之一。然而，從構建模型到輸入地震波、從模態(tài)分析到時程響應，整個流程對初學者而言既嚴謹又復雜，亟需系統(tǒng)的操作指南。
作為一名科研博主，我希望通過這份教程，為你梳理出一條抗震建模之路。你將學到：如何搭建高層建筑的簡化有限元模型；如何進行模態(tài)分析與阻尼建模；如何輸入真實地震波并施加慣性力；如何提取關鍵節(jié)點的時程響應數(shù)據(jù)；以及，如何一步步將“地震”變?yōu)椤皵?shù)據(jù)”，讓結構的抗震能力變得可視、可量化、可優(yōu)化。無論你是結構工程新手，還是希望將抗震仿真引入科研項目的研究者，這份教程都將成為你邁向工程抗震仿真實踐的重要起點。
3 研究的依據(jù)
[1] 王新敏. ANSYS結構動力分析與應用[M]. 人民交通出版社, 2014.
4 算例有限元模型
本模型采用ANSYS命令流構建了一個典型的20層鋼筋混凝土高層框架結構，旨在分析其在重力與地震荷載作用下的力學響應。結構主要特征如下：
（1）結構形式：三維矩形平面框架，由梁柱構件組成，不含剪力墻和樓板，以簡化分析。
（2）建模方法：使用ANSYS中的BEAM188單元模擬梁柱，具備考慮剪切變形與彎曲的能力，適合模擬細長框架構件。
展開 基于ANSYS某單層球面網(wǎng)殼結構整體穩(wěn)定性分析
基于ANSYS某單層球面網(wǎng)殼結構整體穩(wěn)定性分析
注：此文核心內(nèi)容非水哥原創(chuàng)，水哥只做部分語言美化與校核工作，出于私密性要求，本文不提供命令流學習。
所謂網(wǎng)殼結構，其實是指由一種桿件組成的曲面網(wǎng)格結構，也可以看成是曲面的網(wǎng)架結構，兼有桿系結構和薄殼結構的固有特性。因而其具有結構形式多樣，跨度大，質(zhì)量輕，現(xiàn)場安裝簡便等特點，近年來被廣泛用于建筑工程中。以下工程皆為網(wǎng)殼結構。
日本名谷屋體育館
福岡體育館
天津體育館
上海國際會議中心
雖然網(wǎng)殼結構有如此多的優(yōu)點，但同時也應該注意到國內(nèi)外常有網(wǎng)殼結構倒塌事故的發(fā)生，而其中結構的整體性失穩(wěn)已成為一種關鍵性因素。
本文以某單層球面網(wǎng)殼為例，采用ANSYS軟件對其進行了結構整體穩(wěn)定性分析，該網(wǎng)殼大概情況如下：跨度40米，矢高8米，勁肋為6，環(huán)桿的圈數(shù)為5，主要截面為外部直徑為152mm，壁厚為5mm的鋼管。
本次分析主要包括以下內(nèi)容：
1、等效節(jié)點荷載的轉(zhuǎn)換
2、施加等效節(jié)點荷載，網(wǎng)殼的靜力分析
3、網(wǎng)殼屈曲分析
4、考慮幾何非線性(幾何缺陷)的穩(wěn)定性分析
5、改變矢跨比后結構穩(wěn)定性分析
6、考慮材料非線性和幾何非線性后結構的穩(wěn)定性分析。
結構建模思路主要為通過有規(guī)律的節(jié)點坐標，建立節(jié)點，通過節(jié)點建立我們所需單元，單元這里采用beam189以及mass21(考慮節(jié)點安裝質(zhì)量)。
展開 基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優(yōu)化簡例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優(yōu)化簡例
本文僅作為Ansys Topology Optimization的一個簡易案例應用，切勿輕易用于工程實踐與論文撰寫。
歡迎大家轉(zhuǎn)載、點贊、留言，這是我寫文章的動力。
本文為作者原創(chuàng)案例，轉(zhuǎn)載請注明出處和作者技術鄰筆名：CAE夢想很偉大
業(yè)務咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
拓撲優(yōu)化(topology optimization)，是指一種根據(jù)給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區(qū)域內(nèi)對材料分布進行優(yōu)化的數(shù)學方法。
拓撲優(yōu)化的研究領域主要分為連續(xù)體拓撲優(yōu)化和離散結構拓撲優(yōu)化。不論哪個領域，都要依賴于有限元方法。連續(xù)體拓撲優(yōu)化是把優(yōu)化空間的材料離散成有限個單元(殼單元或者體單元)，離散結構拓撲優(yōu)化是在設計空間內(nèi)建立一個由有限個梁單元組成的基結構，然后根據(jù)算法確定設計空間內(nèi)單元的去留，保留下來的單元即構成最終的拓撲方案，從而實現(xiàn)拓撲優(yōu)化。
目前，連續(xù)體拓撲優(yōu)化的研究已經(jīng)較為成熟，其中變密度法已經(jīng)被應用到商用優(yōu)化軟件中，其中最著名的是美國Altair公司Hyperworks系列軟件中的Optistruct和德國Fe-design公司的Tosca等。前者能夠采用Hypermesh作為前處理器，在各大行業(yè)內(nèi)都得到較多的應用;后者最開始只集中于優(yōu)化設計，支持所有主流求解器，以及前后處理，操作十分簡單可以利用已熟悉的CAE軟件來進行前處理加載，而后利用TOSCA進行優(yōu)化十分方便。近年來和Ansa聯(lián)盟，開發(fā)了基于Ansa的前處理器，并開發(fā)了TOSCA GUI界面，以及ansys workbench當中ACT的插件，可以直接在workbench當中進行拓撲優(yōu)化仿真。
展開 基于ANSYS Workbenhch2024r2 結構變形后的靜力分析 ￥50
基于ANSYS Workbenhch2024r2 結構變形后的靜力分析
第一步靜力分析，靜力分析后的結果
靜力變形后模型導入下一步進行靜力分析或者其他分析，拖入靜力分析，設置放大系數(shù)，在B6點擊更新
導入后的力模型
插入邊界條件，靜力分析結果
斯姆勒精品案例：基于ANSYS子模型技術的焊縫結構的精細化計算
基于ANSYS子模型技術的焊縫結構精細化計算
掌握ANSYS焊縫子模型分析技巧
●技術背景
焊縫（welded seam）利用焊接熱源的高溫，將焊條和接縫處的金屬熔化連接而成的縫。焊縫金屬冷卻后，即將兩個焊件連接成整體。根據(jù)焊縫金屬的形狀和焊件相互位置的不同，分對接焊縫、角焊縫、塞焊縫和電鉚焊等；
焊接失效就是焊接接頭由于各種因素，在一定條件下斷裂（如：應力、溫度、材質(zhì)、焊接質(zhì)量和實際使用工況條件等）。接頭一旦失效，就會使相互緊密聯(lián)系成一體的構件局部分離、撕裂并擴展，造成焊接結構損壞，致使設備停機，影響正常生產(chǎn)。；
焊接失效
（1）因設計不合理，存在局部剛性過大，應力集中的現(xiàn)象。
（2）材料缺陷。鑄鋼件相對于軋制板材存在著沖擊韌度差，屈服強度低的特點，還有焊接工藝制定不合理、焊接規(guī)范的運用不當、焊接方法的選擇不正確等。
（3）焊工技術水平高低與焊接位置的好壞；還有焊接檢驗水平，包括對材質(zhì)的檢驗和焊縫檢驗等。另外，環(huán)境溫度對焊接質(zhì)量也是一個重要的影響因素。
展開 基于ANSYS APDL的某輸電塔塔架 結構尺寸優(yōu)化設計
特別聲明：本次優(yōu)化是基于ANSYS 經(jīng)典 Design OPT 模塊，在ANSYS14.0版本以后，該模塊已經(jīng)被移植到WB中。所以要完成本文類似的過程，需要安裝14.0以下的版本。
溫馨提示：如果電腦上有安裝14.0以上的版本，在安裝其他版本時（限11.0~13.0），直接安裝產(chǎn)品本身即可，無需卸載了再重新安裝舊版本，也無需重新安裝證書，高版本的證書支持低版本。
近年來，電力行業(yè)的快速發(fā)展推動了輸電線路鐵塔行業(yè)的發(fā)展。輸電線路鐵塔，按其形狀一般分為：酒杯型、貓頭型、上字型、干字型和桶型五種。本案例以一桶型輸電塔塔架為例，對其進行尺寸優(yōu)化分析，簡要介紹采用ANSYS Design OPT進行優(yōu)化分析的一般步驟。
某塔架塔高51m，底部開間23.16m，頂部開間8m，結構主材采用Q420、Q345和Q235三種角鋼，鋼材材料密度取 7850 kg/m3,彈性模量取205GPa。采用link180單元模擬各個桿件，各個桿件的截面面積通過實常數(shù)的方式進行賦值，結構底部固結。
展開 [會議論文]基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析
基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析
基于ANSYS軟件的斜拉橋結構可靠性分析.pdf
lw.JPG
【實際項目】基于ANSYS某超高層大型深基坑支撐結構內(nèi)力計算分析
該區(qū)域典型地質(zhì)剖面圖如下：
砂巖原狀斷面特寫圖如下：
本基坑平面較為規(guī)則，采用平面框架方法進行支撐結構的內(nèi)力計算，支撐位置選取第二道支撐，軟件采用ANSYS。
相關結構構件尺寸如下：
環(huán)梁：1600mmX800mm
圍檁：1200mmX800mm
立柱：700mmX700mm
連系桿件：400mmX400mm\500mmX500mm
結構采用梁單元beam4進行模擬，邊界平行于XY平面考慮采用土彈簧進行模擬，土彈簧采用combin39,通過對單元關鍵項的設置以及F-D曲線的設置實現(xiàn)單向受壓功能。土彈簧地基反力系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗取值20MPa。
支撐結構整體平面布置如下所示：
支撐結構所受線荷載最后折算為340KN/m,加載示意圖如下：
結構約束圖：如下
結構內(nèi)力計算結果
結構彎矩圖：
結構軸力圖：
結構剪力圖
結構位移云圖
從圖中可見，在棧橋與環(huán)梁和圍檁相連處桿件所受彎矩和軸力較大，此處桿件應進行加強設計。其余部分桿件可通過后處理提取內(nèi)力值按構件設計方法進行截面配筋設計。
結語：基坑計算考慮的因素較多，目前尚沒有一套完整的體系來恒定計算結果是否正確，只能根據(jù)相應的工程經(jīng)驗來判定。故在實際工程中，項目經(jīng)驗尤為重要。
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