ansys穩定系數的案例
縱向彎曲系數和穩定系數意指同一個概念?
1 引言
有位同學問了這樣一個問題: 縱向彎曲系數和穩定系數是不是同一個概念. 答案是肯定的, 只是叫法不一樣. 在我們講授的內容中, 稱之為穩定系數, 而在其他一些類似教材中, 稱作縱向彎曲系數. 不過, 在第16章<圬工結構構件的承載力計算>中, 又稱作縱向彎曲系數. 這是國內許多教材的通病, 一本教材由許多人編寫, 由于每個人的背景不同, 最后又不進行仔細校核, 經常出現概念不統一和內容重復的現象. 這個筆記討論了上述這兩個概念.
2 縱向彎曲系數
對于鋼筋混凝土軸心受壓構件，把長柱失穩破壞時的臨界壓力與短柱壓壞時的軸心壓力的比值稱為縱向彎曲系數。縱向彎曲系數主要與構件的長細比有關。砌體受壓長柱的縱向彎曲系數φ表示相同條件下，砌體長柱承載力與相應砌體短柱承載力的比值.
3 穩定系數
鋼筋混凝土軸心受壓構件計算中，考慮構件長細比增大的附加效應使構件承載力降低的計算系數稱為軸心受壓構件的穩定系數，用符號φ表示。在大多數文獻中都稱之為穩定系數而不是縱向彎曲系數. 穩定系數是長柱失穩破壞時的臨界承載力力 Pl 與短柱壓壞時的軸心力 Ps 的比值，表示長柱承載力降低程度。穩定系數φ主要與構件的長細比有關，混凝土強度等級及縱向鋼筋配筋率ρ對其影響較小。
軸心受壓構件的正截面承載力計算---穩定系數
鋼筋混凝土結構設計: 第六章(軸心受壓構件正截面承載力)
長柱的臨界彎曲載荷(Critical Buckling Load)---歐拉(Euler)方程
壓彎構件
3 長細比
如上所述, 穩定系數φ主要與構件的長細比(Slenderness Ratio)有關.長細比的大小決定了是長柱還是短柱.
展開 根據規范大批量計算軸壓穩定系數 ￥10
有時候需大批量計算軸壓穩定系數，若采用查表的方式則嚴重影響工作效率，且附表未給出長細比過大時的穩定系數；若僅采用公式計算，則需要進行一定量的復核，防止公式輸入錯誤。為便于數據操作及進行復核對比，特編寫python腳本對弱硬化鋁合金軸心受力構件的穩定系數進行計算。腳本共采用兩種計算方法，一是根據附表進行插值計算，二是根據理論公式進行計算。兩種之間可以方便地對比，以驗證穩定系數計算的準確性，且可改寫腳本以適用于其他穩定系數的計算。
【規范解讀】軸壓穩定系數對比：國標VS歐標
<p>為了對比國標和歐標軸壓穩定系數的計算公式差異，下面我們將對國標的計算公式做一些變換。</p><p><br></p><p><strong>一.國標軸壓穩定系數計算方法</strong></p><p>在進行桿件的軸壓穩定驗算時，軸壓穩定系數φ的大小是由兩個因素決定的（見鋼標附錄D.0.5）:均一化長細比λn和截面類型(截面類型決定參數α1~α3)。</p><p><br></p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/IpA6/i/b87808994284b97b012d95902b7a5910-sz_38081.png"></p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/IpA6/i/85060a009d2d16147c923b076c79d998-sz_75530.png?x-oss-process=image/resize,limit_1,m_lfit,w_1080/crop,h_285,w_724,x_0,y_45"></p><p><strong>1.1均一化長細比公式變換</strong></p><p>均一化長細比D.0.5-2實際上是下面公式換算得到：</p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/IpA6/i/cad069181e3f1218a00e14cea38feeea-sz_280702.jpg" width="160"></p><p>將Ncr的表達式</p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/IpA6/i/d243f25eb4c23ee1783e7498241df12a-sz_263315.jpg" width="160"></p><p>帶入上式，即可得到公式D.0.5-2。
展開 【規范解讀】如何用數值法得到整體穩定系數φb
國標受彎構件穩定計算時，需要計算整體穩定系數φb。
這個系數的計算公式與截面形狀/支撐情況/荷載形式/加載位置等諸多因素相關。
而實際工程中，截面形式/荷載情況/邊界支撐可能更復雜，超出附錄C的規定，導致無公式可用。
那么有沒有一種更通用的方法計算φb呢？
一、通用的整體穩定系數計算公式
《鋼結構穩定理論與設計》7.7.7提到，我國規范上所用的穩定系數φb實際上是以兩端簡支純彎構件的橫向扭轉屈曲彈性臨界荷載Mcr的公式為基礎得到的。
由于Mcr是純彎構件的，而實際情況可能是均布荷載/集中荷載/混合等，荷載可能作用在上翼緣/下翼緣，可能有側向支承等，這些情況的Mcr需要根據數值分析結果用βb進行修正使得βb*Mcr與數值法得到的結果一致。
如果我們能通過數值法直接得到的構件的Mcr，實際上就可以避免使用附錄C，直接由φb的定義公式進行計算。這樣就可以考慮更為復雜的支撐情況和荷載情況。解決某些情況附錄C不適用的問題。
而RFEM6中就可以利用數值法得到Mcr，并且可以設置各種簡支/固定/彈性邊界，考慮荷載作用位置等因素。
為了驗證軟件計算精度，我們先了解下《鋼結構穩定理論與設計》中幾種情況下計算Mcr的解析公式：純彎/均布荷載/集中荷載。分別使用該書上的公式：7.10/7.35/7.41。公式具體推導過程見該書。
二、截面特性計算
計算臨界彎矩需要用到截面的特性，這里先對截面特性進行對比，確保公式所用截面特性數據與軟件基本一致。
展開 
HYRCAN多層土邊坡(Non-Homogeneous Slope)穩定性分析以及安全系數的自動提取(JavaScript)
1 引言
在【HYRCAN腳本描述以及與SLIDE計算結果比較】中討論了單一土層邊坡安全系數的計算過程，在這個筆記中，我們討論由多層土組成的非均質邊坡(Non-Homogeneous Slope)的穩定性分析，并與SLIDE的計算結果進行了比較。
2 計算步驟
這個例子邊坡由三種不同的土組成，如下圖所示。
(1) 項目設置
選擇四種方法，改變“條塊數量”值，設置為50。
set("Method","GLE/M-P","on","Method","JanbuSim","on","Method","Spencer","on")set("numSlice",50)
(2) 邊坡形狀
按順序把邊坡的外部形狀畫出來，使用主菜單”幾何構型->外部邊界”命令，順序輸入外部邊界坐標，結束后輸入”c[close]”, 形成邊坡形狀，如下圖所示。
extboundary(20,25,30,25,50,35,70,35,70,20,20,20,20,25)
(3) 材料邊界
由于本例有三種土，因此需要把材料邊界畫出來。使用主菜單"幾何構型->材料邊界”命令，順序輸入第一個材料邊界和第二個材料邊界，結果如下圖所示。
matboundary(30,25,50,29,54,31,70,31)matboundary(40,27,52,24,70,24)
(4) 材料參數
使用“屬性->定義材料”打開定義材料屬性對話框，輸入三種土的參數。
展開 【數值算法】系數矩陣非對稱時，線性方程組如何求解？-穩定雙共軛梯度法(Bicgstab)求解線性方程組
在前面的文章和中表明共軛梯度法是求解對稱正定線性方程組的一種有效方法，當針對不同的系數矩陣采用不同的預處理方式時，其可以以較少的迭代次數獲得較高精度的解。然而，該方法的一個缺點就是其只能適用于對稱正定系數矩陣，當系數矩陣不再是對稱正定時，此方法可能失效。
以下舉例：
上面矩陣A為非對稱矩陣，采用共軛梯度法求解過程如下：
該方程組采用共軛梯度法迭代4862次依然未收斂。因此，對于該非對稱方程，可以認為，共軛梯度法幾乎是失效的。
在實際工程中，有限元方法形成的剛度系數以對稱正定居多，但是實際上也存在非對稱的可能，例如，當材料本構采用摩爾-庫倫本構時，其形成的剛度矩陣就有可能會是非對稱的，此時如果是使用商業軟件，應當在軟件中選擇非對稱求解器。如果是自主編程且采用迭代法求解線性方程組，則需要找到一種適用于非對稱矩陣的求解方法。
常見的非對稱系數矩陣求解方法主要有：廣義最小殘差法(GMRES)，雙共軛梯度法（Bicg）穩定雙共軛梯度法(BiCGStab)，穩定混合雙共軛梯度法（BiCGStab(l)），這些方法相對于常規的共軛梯度法在推導上均增加了一些難度，實際推導往往較為復雜。本文不展開推導，僅對穩定雙共軛梯度法(BiCGStab)的偽代碼作簡要粘貼。
展開 ANSYS鋼板樁基坑穩定（邊坡穩定）后處理命令流 ￥1
利用摩爾庫倫理論和摩爾應力圓的公式，計算土體在受力狀態下最小剪切破壞面，進而計算出最小安全系數。土體離散后把每個點的最小安全系數連線，就形成了破壞面。
Ansys Zemax | 如何使用漸暈系數
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本文介紹了在具有固定孔徑的系統建模中如何使用漸暈系數。漸暈系數可用于確定穿過無遮攔系統的光束的尺寸和形狀。結合漸暈系數也可實現此類系統的高效優化機制。
簡介
漸暈現象描述的是圖像的亮度在其邊緣相對于其中心降低的效應。
入射光束的漸暈現象一般由表面孔徑導致。它可能是設計師為限制像差而故意為之，也可能是系統中光束超過具有固定尺寸的光學組件所致的無意后果。
在OpticStudio中，您可以使用四個比例系數和正切角對此效應進行建模：VCX、VCY、VDX、VDY和TAN。
本文中給出了如何手動和自動設定漸暈系數的示例。本文還給出了一個展示漸暈系數主要作用的示例。
設置漸暈系數的值：手動設置
原則上，用戶可以為漸暈系數指定任意一組值。此功能的用途之一是構造進入光學系統的入射光束。
探究Vignetting example.ZMX文件中提供的單透鏡系統（可在本文開頭處下載此系統的文件）。在此系統中，直徑為 10 mm 的軸上圓形光束入射到透鏡上。光束的直徑由系統孔徑決定：
現在想像我們要讓尺寸為 8 x 6 mm 的橢圓光束入射到系統中，可以通過修改軸上視場點觀察到的光瞳的尺寸來實現。通過以下公式確定適當的漸暈系數 VDX 和 VDY：
和
其中P'x 和 P'y為按比例歸一化的光瞳坐標。
您可以在“設置(Setup)>編輯器(Editors)>視場數據編輯器(Field Data Editor)”中指定漸暈系數：
您可以在點列圖中觀察生成光束的形狀：
設置漸暈系數的值：自動設置
如果我們不想自己指定漸暈系數該怎么辦？
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文展示了如何使用 Zernike 系數來描述系統的波前像差，并在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件的情況下生成光學系統的簡單但準確的表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但您無法獲得其處方數據，則通常會出現這種情況。(聯系我們獲取文章附件)
介紹
有時需要表示光學子系統，而不詳細了解其處方。對于一階計算，近軸透鏡就足夠了，但是當也需要波前像差時，可以使用Zernike相位系數來提供光學系統產生的波前的精確模型。
OpticStudio支持全面的黑盒功能，建議用于此目的。但是，如果無法提供 Zemax 黑匣子文件，則可以使用以下過程。
澤尼克相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
有一個重要的例外：當被建模的系統是全反射系統時，可以使用Zernike標準SAG表面來模擬給定場點的所有波長下的性能。下一期將詳細介紹此特殊情況。
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文將介紹如何利用 Zernike 系數來描述光學系統的波前像差，進而在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件時，生成一個雖簡單卻準確的光學系統表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但卻無法得到該光學系統對應的處方數據，那么通常就會出現上述所提及的情況。
介紹
在某些情況下，需要對光學子系統進行表示，而無需詳細掌握其處方參數。針對一階光學計算，采用近軸透鏡模型便已足夠；然而，當涉及波前像差分析時，可借助 Zernike 相位系數構建光學系統所產生波前的精確數學模型。
OpticStudio 具備完善的黑盒功能特性，從功能適配性角度而言，建議將其用于當前任務需求。不過，若無法提供 Zemax 黑匣子文件，可參考并執行以下操作流程。
Zernike 相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike 格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike 相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
展開 基于Tribo-X inside ANSYS滑動軸承系數計算應用
Tribo-X inside Ansys是滑動軸承分析專用工具，具有滑動軸承剛度系數和阻尼系數計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態特性，獲得的跟隨轉子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數能夠無縫傳遞到轉子動力學分析模塊的軸承工具中，進行相關仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環境基于ANSYS Mechanical進行軸承分析的預處理和后處理，軟件安裝以后在ANSYS Mechanical中新增了一個名為Tribo-X inside ANSYS的工具欄，如圖1所示。
圖1
Tribo-X inside ANSYS分析的計算條件分為基礎邊界條件定義和高級分析求解邊界條件兩類。任何基于Tribo-X inside ANSYS工具的分析內容都首先建立在基本邊界的定義基礎上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進行定義，往往需要更高級的license進行支持。下面對Tribo-X的基礎邊界和高級邊界條件內容進行簡要說明。
圖2
基礎邊界條件定義簡要說明：
Pressure Supply：壓力邊界條件，用來定義潤滑油的供應區域。該區域可以在軸承或軸的表面上定義。當壓力邊界條件選擇多個面時，就可以定義多個潤滑油的供應。供油幾何形狀可以是任意的，壓力值必須為正。因此，任何類型的潤滑供應都是可以定義的。
Bearing Geometry：如圖3所示，它用于確定液體滑動軸承的位置，是確定軸承與軸之間潤滑間隙的基礎。
展開 
ANSYS強度折減法邊坡穩定性分析及地震荷載分析 ￥30
采用ANSYS有限元強度折減方法對滑坡穩定系數進行求解，通過有限元強度折減方法對不同工況下滑坡穩定系數進行計算，并將模擬計算值與極限平衡方法進行對比，驗證了強度折減方法的有效性。
有限元強度折減法是20世紀70年代末由英國科學家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強度折減系數來降低坡體巖土抗剪強度參數，并反復試算，直到達到極限破壞狀態，程序自動根據彈塑性有限元計算結果得到滑動破壞面，同時得到滑坡的強度儲備安全系數。該方法在理論體系上比極限平衡法更嚴格，它全面滿足了靜力許可、應變相容以及土體的非線性應力-應變關系。
地震荷載加載前需要對模型進行模態分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數，然后再對模型進行動態加載。
第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強度折減
第二步：模態分析求解
第三步：求解瑞麗阻尼系數、地震波加載
展開 Ansys影響非線性收斂穩定性及其速度的因素分析
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差，嚴重的可能會導致結構的幾何可變性——忽略小剛度構件的剛度貢獻。 如出現上述的結構，要分析它，就得降低剛度很大的構件單元的剛度，可以加細網格劃分，或著改用高階單元（BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。構件的連接形式（剛接或鉸接）等也可能影響到結構的剛度。
2線性算法（求解器）。
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強大的算法，一般默認即為稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。預共軛梯度法對于3-D實體結構而言是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-D SOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當你的結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當你不知道用什么時，可用稀疏矩陣法。
3非線性逼近技術。
在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是常用的方法，收斂速度較快，但也和結構特點和步長有關。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應峰值和下降響應曲線。
展開 用ANSYS做邊坡穩定分析
用ANSYS做邊坡穩定分析的方法是：根據有限元程序計算得到的應力場來計算各點的安全系數，然后
利用ANSYS強大的后處理功能繪出安全系數等值線圖，圖中安全系數最小的那條等值線就是最可能的滑裂面，
其安全系數就是邊坡的安全系數。..........
用ANSYS做邊坡穩定分析.pdf
ANSYS柱子穩定分析算例
ANSYS柱子穩定分析算例
! Example of geometry nonlinear analysis in ANSYS
! 要點：預應力，特征值屈曲，添加初始缺陷，幾何非線性分析
! 作者: 陸新征，清華大學土木系
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
! last revised: 2003.2.
[Money=10]
!
finish
/CLEAR
/UNITS,SI
/PREP7
!*
FORCE=100
OFFSET=0.1 !初始缺陷為0.1
! 建立模型
ET,1,BEAM4
ET,2,LINK10
R,1,0.1*0.12,0.12*0.1**3/12,0.1*0.12**3/12,0.12,0.1, ,
R,2,0.002*0.002,2e-3, !
展開 