ansys加預(yù)應(yīng)力
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys加預(yù)應(yīng)力的視頻教程
【14】基于ANSYS的預(yù)應(yīng)力箱梁開裂模擬
預(yù)應(yīng)力箱梁模擬是實(shí)際工程中很重要的部分，本課程主要采用命令流的方式，從建模到最后加載，包括后處理的開裂，跨中位移與荷載曲線等等。附件中包括命令流，鋼筋混凝土耦合插件以及配筋圖。下面計(jì)算的后處理的云圖。 圖1 箱梁的豎向位移 圖2 預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)力 圖3 跨中的位移荷載曲線
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ansys加預(yù)應(yīng)力的實(shí)例教程
一邊固定考慮預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 1.9673 1 1 1
2 40.145 1 2 2
3 118.74 1 3 3
3.考慮到幾何大變形情況下的模態(tài)分析
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 4.7743 1 1 1
2 37.859 1 2 2
3 110.28 1 3 3
看出來，有預(yù)應(yīng)力情況下，第一階頻率會(huì)變小，這是因?yàn)椋诹硪欢它c(diǎn)的力作用下，有預(yù)應(yīng)力的情況下，端點(diǎn)位移變大 ，剛度減小，考慮幾何大變情況下，端點(diǎn)作用力下，位移增加了，但是比單純線性考慮時(shí)，較小。所以剛度居中。
具體命令流見beam.txt、beam_pstres.txt和beam_pstres_modal_nlgeom.txt
展開 WB中，重力加速度和加速度的方向需要注意：
總結(jié)起來就是：
如果是施加加速度，那就與運(yùn)動(dòng)的方向相反；
如果是施加重力加速度，那就與重力的方向相同。
舉例：
如下圖，施加加速度方向向上，然后看到相應(yīng)的應(yīng)力云圖。
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)飛機(jī)機(jī)翼三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機(jī)機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
?
ANSYS在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，模態(tài)分析往往不考慮模型所受外荷載情況。即便是在施加預(yù)應(yīng)力的情況下，ANSYS通常也不會(huì)考慮預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)，這與實(shí)際情況不相符，因此需要在分析中開啟預(yù)應(yīng)力效應(yīng)才能獲得比較符合的效果。
本文分析下圖所示的一個(gè)帶有預(yù)應(yīng)力的梁橋，橋梁尺寸如下圖所示：
橋梁模型根據(jù)尺寸，采用ANSYS命令流建立，如下圖所示：
注意此橋梁為變截面橋梁，橋梁箱型截面的上部和下部配置有預(yù)應(yīng)力筋：
關(guān)于預(yù)應(yīng)力的施加，可以采用降溫法進(jìn)行施加，考慮到分析的方便，直接采用LINK8單元的實(shí)常數(shù)進(jìn)行施加，實(shí)常數(shù)定義如下：
表示施加-0.005的初應(yīng)變，這樣可以不使用降溫法施加。
進(jìn)行模態(tài)分析之前，先進(jìn)行靜力分析。在靜力分析時(shí)，施加重力加速度并打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)開關(guān)。分析完成后，進(jìn)入模態(tài)分析，在模態(tài)分析開始同樣需要打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)開關(guān)，設(shè)置模態(tài)提取數(shù)量為10，分析完成后得到前10階模態(tài)，第一階模態(tài)變形圖如下所示：
前10階模態(tài)頻率如下圖所示：
如果關(guān)閉預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，結(jié)構(gòu)的前10階模態(tài)如下圖所示：
對(duì)比一下發(fā)現(xiàn)，還是有一些差別的，但對(duì)于此模型，差距不是很明顯，主要是預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)在整體結(jié)構(gòu)中所占的比重不是很大。
更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注公眾號(hào)：SimC結(jié)構(gòu)工作室
展開 本篇文章舉一個(gè)在WB中進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析的例子。該例子來自于《ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例》（第3版），原書是在在經(jīng)典界面中做的，而且有解析解可以對(duì)照。
本文則用WB進(jìn)行操作，問題如下。
【問題】一根兩端被固定的張緊的弦，已知其長(zhǎng)度為1米，橫截面積為10（-6）平方米，密度為7800kg/m3,張緊力為2000N，計(jì)算其固有頻率。
為解決這個(gè)問題，在WB中操作如下。
1. 創(chuàng)建一個(gè)帶預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析系統(tǒng)
2.編輯材料屬性
雙擊Engineering Data，編輯材料屬性
3.創(chuàng)建幾何模型
雙擊Geometry，進(jìn)入DM,設(shè)置長(zhǎng)度的單位是米。
創(chuàng)建一個(gè)草圖，該草圖是一根直線，長(zhǎng)1米。
根據(jù)該草圖得到線體
結(jié)果如下
創(chuàng)建截面。矩形截面，保證橫截面積與題目一致。
將該截面賦給上述線體作為其截面屬性
退出DM,然后雙擊model進(jìn)入到mechanical中。
下面的分析在（1）中進(jìn)行。
4.進(jìn)行靜力學(xué)分析
劃分網(wǎng)格。將直線劃分為20等份。
設(shè)置直線沒有Z方向的位移
設(shè)置左端點(diǎn)沒有X,Y方向的位移
設(shè)置右端點(diǎn)沒有Y方向的位移
給右端點(diǎn)施加水平向右的2000N的力。
求解靜力學(xué)問題，查看變形
可見，弦被拉伸了10mm。
查看拉伸應(yīng)力
所有點(diǎn)有同樣的拉伸應(yīng)力，為2000MPa，這是一個(gè)較大的數(shù)據(jù)。
靜力學(xué)分析完畢。樹形圖如下圖，下面的分析在（2）中進(jìn)行。
5.進(jìn)行模態(tài)分析
設(shè)置分析前10階模態(tài)
開始計(jì)算,計(jì)算完畢查看固有頻率
可見，第一階模態(tài)沒有意義。從第二階模態(tài)開始，前5階模態(tài)與理論一致。后面則開始出現(xiàn)偏差。用經(jīng)典界面計(jì)算也會(huì)有類似的問題。
來源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。
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問題：
在工作過程中有時(shí)會(huì)遇到某些仿真類型，是需要進(jìn)行帶有預(yù)應(yīng)力的仿真。但是WB中預(yù)應(yīng)力在模塊之間的傳遞，似乎預(yù)應(yīng)力模態(tài)可以直接傳遞。而兩個(gè)靜力模塊可以傳遞變形后的幾何，但是不能傳遞預(yù)應(yīng)力。
問題示例大致如下：
板子初始是平板狀態(tài)，安裝后工作狀態(tài)是貼合一個(gè)弧面，并通過四個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行連接固定，板子安裝后存在回彈力。
現(xiàn)在需要評(píng)估板子安裝變形預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，連接面的回彈力
基于ANSYS apdl參數(shù)化建模
三維模型
線框模型
自重及預(yù)應(yīng)變下的y方向變形云圖
編輯
跳轉(zhuǎn)
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)飛機(jī)機(jī)翼三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機(jī)機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件
問題：
使用Python腳本錄制功能，記錄下的諧響應(yīng)加速度命令不能正常使用。按照錄制的python命令寫出的加速度激勵(lì)載荷，界面上看不出任何問題，求解則會(huì)報(bào)錯(cuò)，同時(shí)也不能正常導(dǎo)出*.dat文件。
一：利用錄制功能，錄制諧響應(yīng)加速度在激勵(lì)的python命令。（此時(shí)可以正常計(jì)算）
二：刪除上一步手動(dòng)創(chuàng)建的“Acceleration
通過節(jié)點(diǎn)法建立的橋梁模型
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建模幾何
有限元及邊界條件
模態(tài)結(jié)果
附件包括：建模及仿真分析結(jié)果
modal.txt
ansys經(jīng)典apdl 曲線拱 箱梁橋建模 預(yù)應(yīng)力 實(shí)體建模
考慮不同情況下的模態(tài)分析
以一個(gè)簡(jiǎn)單的beam梁為例子
1.一邊固定下的模態(tài)分析
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 6.9815 1 1 1
2 43.627
筆者在學(xué)習(xí)振動(dòng)理論的過程中，看到一個(gè)例題，問題描述如下：
假定車輛在不平順軌道上勻速行駛，設(shè)車體的質(zhì)量為1000kg，懸掛的剛度k=350kN/m,阻尼比為0.5，車速為100km/h，軌道不平順呈正弦波形，可表示為y=asin(2*pi/l*s),其中波長(zhǎng)l=5m，a=2mm。求車體的振動(dòng)加速度。簡(jiǎn)化后的模型如下圖所示（懶，不想畫圖）。
問題非常簡(jiǎn)單，直接取質(zhì)量塊為隔離體
WB中，重力加速度和加速度的方向需要注意：
總結(jié)起來就是：
如果是施加加速度，那就與運(yùn)動(dòng)的方向相反；
如果是施加重力加速度，那就與重力的方向相同。
舉例：
如下圖，施加加速度方向向上，然后看到相應(yīng)的應(yīng)力云圖。
