ansys初始應(yīng)力的案例
關(guān)于ANSYS中初始地應(yīng)力施加方法的介紹
近日，水哥收到一粉絲對初始地應(yīng)力施加這塊的疑問，恰逢今天時間較多，便說說在ANSYS中如何施加初始地應(yīng)力。
針對巖土工程相關(guān)的分析而言，初始地應(yīng)力這個概念比較重要，所謂初始地應(yīng)力，也即是在我們對巖土進行任何外部操作之前，例如基坑開挖、邊坡開挖、隧道開挖等，其本身內(nèi)所存在的真實應(yīng)力，也可稱之為初始應(yīng)力場。
初始應(yīng)力場是平衡的，這也是經(jīng)常聽到的一個概念，初始地應(yīng)力平衡，更簡單來講，就是我們在進行分析之前的位移清零，應(yīng)力不清零。
為什么進行這樣一步操作？
答：為了使模型更加的符合實際。
ANSYS中對于初始地應(yīng)力的平衡沒有類似設(shè)計軟件那般（例如Midas NX）方便，也即是我們在做類似基坑開挖分析之前，首先要進行地應(yīng)力平衡操作，ANSYS中主要分為兩步進行：
第一步：原始應(yīng)力場計算，導(dǎo)出地應(yīng)力文件；
第二步：新建模型，導(dǎo)入地應(yīng)力文件，施加重力，平衡地應(yīng)力。
關(guān)于導(dǎo)入與導(dǎo)出的命令流，ANSYS以前老版本是采用Iswrite與isfile命令，新版本可采用Inistate命令，但是Iswrite和isfile依然可以用，只是幫助文件已經(jīng)沒了這兩個命令的解釋，其用法同inistate，可具體查詢Help。
通過上兩步操作，能達(dá)到位移清零，真實應(yīng)力不清零的效果，下面以一個小例子來進行說明操作過程。
某二維地塊，長度50m，高度20m，需進行基坑開挖操作，操作之前，需進行初始地應(yīng)力的平衡，材料為中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，彈性模量取1200Mpa,粘聚力取450Kpa，摩擦角取30度，采用DP材料模型。
展開 ANSYS初始應(yīng)力的施加和獲得
在使用ANSYS進行結(jié)構(gòu)分析時，可以把初始應(yīng)力指定為一項載荷，但只能在靜態(tài)分析和瞬態(tài)分析中使用（分析可以是線性,也可以是非線性），初始應(yīng)力載荷只能施加在分析的第一個載荷步中，執(zhí)行初始應(yīng)力命令一次以上將覆蓋先前的初始應(yīng)力指定。初應(yīng)力載荷可以是初應(yīng)力，初應(yīng)變或者初塑性應(yīng)變。
ANSYS初始應(yīng)力的施加和獲得
在使用ANSYS進行結(jié)構(gòu)分析時，可以把初始應(yīng)力指定為一項載荷，但只能在靜態(tài)分析和瞬態(tài)分析中使用（分析可以是線性,也可以是非線性），初始應(yīng)力載荷只能施加在分析的第一個載荷步中，執(zhí)行初始應(yīng)力命令一次以上將覆蓋先前的初始應(yīng)力指定。初應(yīng)力載荷可以是初應(yīng)力，初應(yīng)變或者初塑性應(yīng)變。
初應(yīng)力命令如下：
INISTATE, Action, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7, Val8, Val9
其中Action可以為：
SET
用Action = SET 定義初始應(yīng)力狀態(tài)坐標(biāo)系，數(shù)據(jù)類型和材料類型參數(shù)
DEFINE
用Action = DEFINE 定義真實的狀態(tài)值, 和相對應(yīng)的單元，積分點，或?qū)有畔?WRITE
當(dāng)solve命令執(zhí)行之前，用 Action = WRITE 將初應(yīng)力值寫入文件
READ
用 Action = READ 讀入文件中的初始應(yīng)力值
LIST
用 Action = LIST讀出初始應(yīng)力狀態(tài)
DELETE
用Action = DELE 刪除所選擇單元的初始應(yīng)力狀態(tài)數(shù)據(jù)
各個動作對應(yīng)的用法如下：
INISTATE, SET, Val1, Val2
Val1=
Val2 =
CSYS
坐標(biāo)系.
展開 三軸壓縮，考慮了初始地應(yīng)力和沒考慮初始地應(yīng)力的區(qū)別
考慮了初始應(yīng)力，加載的是力加載
沒有考慮初始應(yīng)力，加載的是位移加載
’
為什么用ANSYS做用完全重啟動實現(xiàn)地應(yīng)力初始化出現(xiàn)DUMP文件為空的錯誤提示？
為什么用ANSYS做用完全重啟動實現(xiàn)地應(yīng)力初始化出現(xiàn)DUMP文件為空的錯誤提示？
ABAQUS熱應(yīng)力分析 附ABAQUS中初始地應(yīng)力的施加下載
軋輥與Cu層的熱傳導(dǎo)系數(shù)
下載地址：ABAQUS中初始地應(yīng)力的施加
初始應(yīng)力(Initial stress)計算---K0-procedure
1 引言
對于任何采礦或土木工程項目，在開挖或施工開始之前，地層中都存在著一個初始應(yīng)力(initial stresses)，因此無論使用有限元還是離散元進行模擬，都必須首先考慮模型在初始應(yīng)力下的平衡【初始條件(Initial Conditions)中的原巖應(yīng)力(block zone initialize)；自重引起的初始應(yīng)力(zone initialize-stresses)】。影響初始應(yīng)力的因素主要包括：土體的單位重量、應(yīng)力歷史、孔隙水壓力以及流體速度。Plaxis的初始階段(Initial phase)有四種方法計算初始應(yīng)力(Initial stress generation)：
(1) k0 procedure
(2) Gravity loading
(3) field stress
(4) flow only
本文簡要討論了Plaxis中使用K0-procedure確定初始應(yīng)力的過程及其注意事項。
2 確定k0
k0代表著初始應(yīng)力比(Initial stress ratio)，又稱靜止側(cè)壓力系數(shù)(coefficient for lateral earth pressure)，是指土體在無側(cè)向變形條件下固結(jié)后的水平主應(yīng)力與垂直主應(yīng)力之比，這個概念也應(yīng)用于巖石工程中【原巖應(yīng)力(in-situ stresses)的估算 】。經(jīng)常使用的k0計算方法是
k0=1-sin(fei)
其中fei是土體的內(nèi)摩擦角。
初始應(yīng)力的設(shè)置有兩種方法：一種方法使用Automatic, 在這種情況下，k0,x,=k0,z=0.5，使用上式反算，可以看出這相當(dāng)于假定土體的內(nèi)摩擦角為30°；另一種方法使用Manual, 手工輸入k0,x值即可。
展開 有限元特輯II 初始地應(yīng)力平衡
方法④初始應(yīng)力提取法，首先將已知邊界條件施加到模型上進行計算，然后是將計算得到的每個單元的應(yīng)力外插到形心點出，導(dǎo)出 S11，S22，S33，S12，S13，S23 六個應(yīng)力分量。這種方法是最為通用的方法，可以實用于不同材料，不規(guī)則的地形，適用性強。
方法⑤是采用用戶子程序 SIGINI 來定義初始應(yīng)力場，可以定義其為應(yīng)力分量為坐標(biāo)、單元號、積分點號等變量的函數(shù)，要達(dá)到精確平衡需已知具體邊界條件，在實際中應(yīng)用較少。
N小問
I. 為何要施加初始地應(yīng)力？
II. 什么工況下，施加初始地應(yīng)力？
III.什么時間點施加地應(yīng)力？
IV.施加過程中及之后需要的注意事項？
......
I. 為何要施加初始地應(yīng)力？
地應(yīng)力是存在于地殼中未受工程擾動的天然應(yīng)力,也稱巖體初始應(yīng)力、絕對應(yīng)力或原巖應(yīng)力。廣義上也指地球體內(nèi)的應(yīng)力。它包括由地?zé)帷⒅亓Α⒌厍蜃赞D(zhuǎn)速度變化及其他因素產(chǎn)生的應(yīng)力。我們所建立的幾何模型一般和工程實際情況或尺寸相對應(yīng)、相一致，比如邊坡幾何模型和實際邊坡尺寸一致，但我們可以夸張一點想像，實際邊坡應(yīng)是由一個更大一點或更高一點的不受重力的初始邊坡在n年前突然受重力和類似目前的邊界條件作用下逐漸形成了今天的尺寸大小，n年前受重力和類似目前的邊界條件作用之前邊坡的尺寸大小，我們不得而知，如果能準(zhǔn)確知曉，我們就可以建立一個那時的幾何模型，再施加重力和邊界條件進行計算，變形后形狀和現(xiàn)狀邊坡形狀一致，其內(nèi)力也就是初始應(yīng)力場或地應(yīng)力，就不用專門去施加地應(yīng)力了，但問題是我們不能知曉邊坡受力前的形狀尺寸，我們現(xiàn)在的幾何模型就是邊坡現(xiàn)在的實際尺寸，受力后將會變成一個更小的或與現(xiàn)狀不一致的邊坡，這不符合我們模擬現(xiàn)狀邊坡的目的。如果我們知道現(xiàn)狀邊坡的內(nèi)力，將其提取出來作為幾何模型的內(nèi)力，再和外力（重力）平衡，則我們建立的模型才能算和實際模型一致。
展開 關(guān)于在flac3d里設(shè)置初始地應(yīng)力的討論(轉(zhuǎn)帖)
SimWe仿真論壇
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2 、對于均質(zhì)材料施加有梯度的應(yīng)力
如工程接近地面，則不能忽視應(yīng)力隨深度的變化，當(dāng)然，也要考慮重力。在合理的邊界條件下（如固定底部，側(cè)邊為滾動邊界），通過一般幾百步左右的計算，模型的自重應(yīng)力和所施加的重力會達(dá)到平衡。不過，并不一定要進行這種計算。較好的方法是賦予初始內(nèi)部應(yīng)力，這種應(yīng)力能滿足平衡以及重力梯度的要求。
其中，grad= ρg ，而內(nèi)部應(yīng)力還需和施加應(yīng)力的邊界上的邊界應(yīng)力一致。
所舉的例子表明重力方向的初始應(yīng)力及梯度應(yīng)與重力場一致，其他兩個方向則在不破壞屈服準(zhǔn)則的前提下可以取任意值。
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討論：|Simwe.com|仿真|設(shè)計|有限元|虛擬儀器 Y)Af
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從flac3d說明里看到，在具體條件不知的情況下，初始地應(yīng)力在某種程度上成為了人為規(guī)定的東西。
總結(jié)原始數(shù)據(jù)缺乏時的初始地應(yīng)力輸入原則為：重力向應(yīng)力與重力場對應(yīng)，按梯度計算出的結(jié)果與所施加的初始邊界應(yīng)力條件一致；其他方向的應(yīng)力場輸入時應(yīng)注意量值不應(yīng)過大，防止模型產(chǎn)生塑性流動，邊界條件或者采用apply 命令賦予與初始應(yīng)力值一致的應(yīng)力值，或者用fix 命令直接搞定。
展開 Optistruct 非線性分析-帶初始應(yīng)力的卡-彈簧強度-預(yù)緊力 ￥19.89
Optistruct2020 非線性分析-帶初始應(yīng)力的卡-彈簧強度-預(yù)緊力
分析模型載荷施加步驟
1 施加初始應(yīng)力
2 施加垂向載荷
分析模型截圖如下：
video.mp4
有限性元特輯II 初始地應(yīng)力平衡兩種方法（實例）
11.修改關(guān)鍵字，為模型定義初始應(yīng)力場
1，手動添加關(guān)鍵字法
將原來的CAE模型另存為soil2.cae，選擇菜單Model→Edit keywords,在*STEP語句之前添加以下語句：
*initial conditions,type=stress,input=soil.csv
修改前
修改后
12. 重新建立Job,提交分析
注意， 初始應(yīng)力場文件soil.csv應(yīng)該和新建的INP文件位于同一個路徑下。
看地應(yīng)力平衡的結(jié)果
注意， 初始應(yīng)力場文件soil.csv應(yīng)該和新建的INP文件位于同一個路徑下。
可觀察到，初始狀態(tài)下（0時刻）， 模型就具有了一個初始應(yīng)力場，這個應(yīng)力場與上一個未加初始地應(yīng)力的分析步結(jié)束時刻的應(yīng)力場完全相同。
上面就已經(jīng)完成了初始地應(yīng)力平衡 ，接下來可以添加其他分析步（例如普通的靜力分析步Static，General），定義接觸和實際的荷載，并去掉前面第一步中臨時邊界條件。
Remark：也可用UltraEdit 處理CSV文件，而不選用EXCEL。唯一區(qū)別是，EXCEl有行數(shù)限制，當(dāng)n>65536時，不能載入全部文件內(nèi)容。
方法II
同樣分兩個步驟：
1.自動地應(yīng)力平衡。
2.讀取ODB文件結(jié)果定義初始應(yīng)力。
同樣形式如下：
精力有限，不想詳述~
總結(jié)
初始地應(yīng)力平衡，在巖土工程等中，非常重要與關(guān)鍵，需給予足夠重視。當(dāng)然，本教程足夠簡單，更深的問題未涉及~感興趣的，請查閱相關(guān)資料！
(建議有個草稿箱，剛剛出錯，內(nèi)容全沒了……）
小哥原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處 本人郵箱 xingwjin@sina.com
展開 
流固耦合方法進行隧道爆破開挖，怎么實現(xiàn)添加初始地應(yīng)力？
在進行動態(tài)松弛方法模擬地應(yīng)力時，為什么每次獲取動態(tài)松弛文件進行顯式計算都無法正常計算，實現(xiàn)這一操作的規(guī)范步驟是怎樣的，有無大佬指導(dǎo)一下，痛苦死了。
LS-DYNA應(yīng)力初始化4種方法附k文件（原作者冰刀）
好的教程就是這樣不僅要告訴你方法，還會提供給你測試文件,這段時間在研究應(yīng)力初始化的問題，冰刀的這篇作品非常棒，轉(zhuǎn)過來，希望對技術(shù)林的朋友有所幫助（原作者冰刀，Email： yj152052520@163.com QQ395550334）
調(diào)試k文件：
LS-DYNA3D中的應(yīng)力初始化.rar
原帖出處：http://forum.simwe.com/forum.php?mod=viewthread&tid=993351&extra=page%3D1%26filter%3Ddigest%26digest%3D1
截面帶殘余應(yīng)力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析
材料非線性行為：雙線性隨動強化BKIN，屈服強度460MPa
幾何非線性：長工字梁
其他:
1.采用梁單元beam188建模
2.各個梁截面初始含有初始殘余應(yīng)力
加載示意圖：
梁單元初始殘余應(yīng)力云圖：
梁單元等效應(yīng)力云圖：
由此可見，結(jié)構(gòu)發(fā)生屈服并不是因為達(dá)到材料的屈服極限，而是發(fā)生受壓失穩(wěn)。
載荷和轉(zhuǎn)角曲線：
這類問題很多時候是采用的是殼單元建模分析，本文提供了一種新的思路，對于復(fù)雜模型，由于節(jié)點數(shù)目相比于殼單元要少很多，因此可以極大的提高求解的效率。
另外在提供一個新的思路，根據(jù)本模型的特點，其實也可以采用2D-3D擴展的方法。不過，這樣要花費比較大的計算資源。
過程如下：
1.首先采用平面應(yīng)變單元，建立梁截面模型，然后采用施加截面的初始殘余應(yīng)變。
2.將模型擴展到3D。輸出3d狀態(tài)下的初始殘余應(yīng)力。
3.將上述模型拷貝兩份。其中一份用于得到殘余應(yīng)力分布。另一份用于正常的特征值屈曲分析。
4.獲取特征值屈曲分析的變形作為初始幾何缺陷。
5.加入前面得到的初始殘余應(yīng)力場載荷，進行非線性求解分析。
采用實體單元分析時，需要注意載荷的轉(zhuǎn)換。另外注意不要把初始應(yīng)力場加到特征值分析時。
展開 淺析LS-DYNA3D中的應(yīng)力初始化方法(包括重力加載)
LS-DYNA3D中的應(yīng)力初始化1.rar
LS-DYNA3D中的應(yīng)力初始化2.rar
