ansys荷載步詳解
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys荷載步詳解的實例教程
很多朋友在做實際工程項目分析時，可能會遇到如下情況，結(jié)構(gòu)材料屬性會隨著結(jié)構(gòu)荷載的變化而變化，也或者結(jié)構(gòu)在加載到一定程度后，改變某些組件的材料屬性。
部分同學的想法是在計算到這種情況下直接改變材料的屬性，然而此種做法帶來的后果便是前面計算的結(jié)果根本對后續(xù)無用，那么在ANSYS中如何實現(xiàn)這種在荷載步之間改變材料屬性呢？
今日水哥以一個簡單的例子來說在荷載步之間改變材料屬性的大概思路（其實就是利用ANSYS的重啟動功能），僅供朋友們參考。
某截面尺寸為100x100的柱子，長度500，頂端受均布荷載作用，假定結(jié)構(gòu)的極限位移限制為4mm，結(jié)構(gòu)初始均布荷載為10MPa，分20步加載，每步加載10MPa，結(jié)構(gòu)初始彈性模量為2Gpa,極限彈性模量為20Gpa,當結(jié)構(gòu)位移大于極限位移的0.5倍時，材料的彈性模量會線性增加，試采用ANSYS分析此類情況。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
!初始彈性模量
FF0=10
!極限位移
ucC=4
!總共荷載步
nstnumber=20
!初始彈性模量
EX0=2.0e3
!極限彈性模量
EXU=2.0e4
!結(jié)構(gòu)最大位移
UZmax=0
!==============
et,1,solid95
mp,ex,1,ex0
mp,prxy,1,0.3
blc4,,,100,100,500
esize,10
vmesh,all
!===============
/solu
!輸出Restart文件
rescontrl,define,all,-1,1
da,1,all,0
finish
save
!分步加載
*do,i,1,nstnumber
/solu
!
展開 ANSYS在荷載步之間改變材料屬性例子
! Example of modify material between load steps in ANSYS
! 材料泊松比隨荷載增加而逐步增大
! 作者：陸新征 清華大學土木系
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
[Money=50]
FINISH
/CLEAR
/PREP7
FORCE=1. !初始荷載
FC=30. !極限荷載
NSTEP=30 !加載步數(shù)
EMU0=0.2 !初始泊松比為0.2
EMUU=0.499 !最終泊松比為0.499
SVM=0. !VON MISES應力
!*
ET,1,SOLID45
!*
!*
MP,EX,1,30E3
MP,NUXY,1,EMU0
!建立模型
BLC4,0,0,100,100,100
ESIZE,100,0,
VMESH,ALL
/SOLU
!輸出RESTART文件
RESCONTRL,DEFINE,ALL,-1,1
NLGEOM,1
D,2,ALL
D,4,UY
D,5,UY
D,6,UY
D,5,UX
FINISH
SAVE
!分步加載
*DO,I,1,NSTEP
FINISH
/SOLU
!使用重啟動功能
*IF,I,GT,1,THEN
ANTYPE,,REST,
PARRES, CHANGE , PARAM, TXT,
*ENDIF
! 如果荷載超過強度的50%，則線性提高泊松比
*IF,SVM,GE,FC*0.5,THEN
MP,EX,1,30E3
MP,NUXY,1,EMU0+(EMUU-EMU0)*(SVM/FC-0.5)/0.5
*ENDIF
!得到下一步荷載
FORCE=FORCE+1
!
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ansys荷載步詳解的最新內(nèi)容
綁定、無摩擦與摩擦接觸的對比分析1個月前
設置兩個分析步：
第一步，施加螺栓預緊力；
第二步，在梁的頂面施加豎向荷載。
邊界條件示意圖如圖 4 所示。施加螺栓預緊力時需要建立局部坐標系，且z 軸需與螺栓軸線保持一致（見圖 5）。
圖 4 邊界條件的示意圖
圖 5 螺栓預張分配的局部坐標系示意圖
5、運行仿真并查看結(jié)果。
同時，為了適用一般的殼形狀，船舶行業(yè)的規(guī)范規(guī)定了三步的模擬：
（1） 先確定板格的位置，周圍由桁材、縱骨或者不在一個平面的面板圍出來的圖形就是板格，如果是有限元模型，板格一般由多個板單元組成。
3.2 效率對比：與傳統(tǒng)方法的量化差距
在相同計算資源下，EAS+ANS 單元的優(yōu)勢顯著：
計算時間： CSS8單元的單步迭代時間僅為傳統(tǒng) 3D 實體單元的 1/3，在 10×10×1 網(wǎng)格的壓縮測試中，總耗時減少 67%。
收斂速度：在非線性分析中，CSS8單元的牛頓迭代收斂步數(shù)比未采用 EAS 的單元少 20%-30%，尤其在近不可壓縮材料分析中優(yōu)勢明顯。
該模型的分析包含兩個加載步。軸的大端完全固定，小端定義兩個載荷。第一個力施加在Y方向上，第一個載荷步下大小為1N，第二個載荷步下大小為0。
下圖為Mises等效應力云圖，該載荷下應力主要集中在軸肩半徑周圍。
第二個載荷是在X方向上施加的扭矩，第一個載荷步下大小為0，第二個載荷步下大小為1000Nmm。
設定自動時間步長、強制階躍荷載輸入，并采用PCG迭代求解器以提升求解速度。
（4）慣性力施加與求解循環(huán)
使用ACEL命令在每個時間步中施加地震加速度（X/Y/Z方向），通過循環(huán)控制結(jié)構(gòu)響應的積分計算，并以等效慣性力的形式參與系統(tǒng)平衡方程的求解，模擬結(jié)構(gòu)在整個地震作用過程中的動力響應。
【iSolver案例分享72】正交異性鋼橋面板在車輛載荷下承載性能分析
1.引言：
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現(xiàn)，具備結(jié)構(gòu)有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。
，設置為子步，求解步數(shù)為10步。
，設置為子步，求解步數(shù)為10步。
第二步：Matlab 讀入excel信息自動輸出命令流
命令流生成：
節(jié)點定義：*N命令自動排列，支持局部坐標系轉(zhuǎn)換；單元連接：*E命令智能重建拓撲關(guān)系，確保板梁節(jié)點無縫耦合；荷載與邊界：自動轉(zhuǎn)換集中力、均布荷載為APDL語法，約束條件100%還原。
用FORTRAN或C語言編寫材料本構(gòu)子程序，應變增量由程序本身根據(jù)守恒方程和運動方程獲得，在每個時間步過程中調(diào)用子程序求解出應力的增量。
《內(nèi)容轉(zhuǎn)載》
