ansys 初始地應(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(duì)初始地應(yīng)力施加這塊的疑問(wèn)，恰逢今天時(shí)間較多，便說(shuō)說(shuō)在ANSYS中如何施加初始地應(yīng)力。
針對(duì)巖土工程相關(guān)的分析而言，初始地應(yīng)力這個(gè)概念比較重要，所謂初始地應(yīng)力，也即是在我們對(duì)巖土進(jìn)行任何外部操作之前，例如基坑開(kāi)挖、邊坡開(kāi)挖、隧道開(kāi)挖等，其本身內(nèi)所存在的真實(shí)應(yīng)力，也可稱(chēng)之為初始應(yīng)力場(chǎng)。
初始應(yīng)力場(chǎng)是平衡的，這也是經(jīng)常聽(tīng)到的一個(gè)概念，初始地應(yīng)力平衡，更簡(jiǎn)單來(lái)講，就是我們?cè)谶M(jìn)行分析之前的位移清零，應(yīng)力不清零。
為什么進(jìn)行這樣一步操作？
答：為了使模型更加的符合實(shí)際。
ANSYS中對(duì)于初始地應(yīng)力的平衡沒(méi)有類(lèi)似設(shè)計(jì)軟件那般（例如Midas NX）方便，也即是我們?cè)谧鲱?lèi)似基坑開(kāi)挖分析之前，首先要進(jìn)行地應(yīng)力平衡操作，ANSYS中主要分為兩步進(jìn)行：
第一步：原始應(yīng)力場(chǎng)計(jì)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(méi)了這兩個(gè)命令的解釋?zhuān)溆梅ㄍ琲nistate，可具體查詢(xún)Help。
通過(guò)上兩步操作，能達(dá)到位移清零，真實(shí)應(yīng)力不清零的效果，下面以一個(gè)小例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明操作過(guò)程。
某二維地塊，長(zhǎng)度50m，高度20m，需進(jìn)行基坑開(kāi)挖操作，操作之前，需進(jìn)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(kāi) 三軸壓縮，考慮了初始地應(yīng)力和沒(méi)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(méi)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(dòng)實(shí)現(xiàn)地應(yīng)力初始化出現(xiàn)DUMP文件為空的錯(cuò)誤提示？
為什么用ANSYS做用完全重啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)地應(yīng)力初始化出現(xiàn)DUMP文件為空的錯(cuò)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
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(duì)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(dòng)邊界），通過(guò)一般幾百步左右的計(jì)算，模型的自重應(yīng)力和所施加的重力會(huì)達(dá)到平衡。不過(guò)，并不一定要進(jìn)行這種計(jì)算。較好的方法是賦予初始內(nèi)部應(yīng)力，這種應(yīng)力能滿(mǎn)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(chǎng)一致，其他兩個(gè)方向則在不破壞屈服準(zhǔn)則的前提下可以取任意值。
論壇;XX[ hk.l2pG
討論：|Simwe.com|仿真|設(shè)計(jì)|有限元|虛擬儀器 Y)Af
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從flac3d說(shuō)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(shí)的初始地應(yīng)力輸入原則為：重力向應(yīng)力與重力場(chǎng)對(duì)應(yīng)，按梯度計(jì)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(chǎng)輸入時(shí)應(yīng)注意量值不應(yīng)過(guò)大，防止模型產(chǎn)生塑性流動(dòng)，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(kāi) 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(jìn)行計(jì)算，然后是將計(jì)算得到的每個(gè)單元的應(yīng)力外插到形心點(diǎn)出，導(dǎo)出 S11，S22，S33，S12，S13，S23 六個(gè)應(yīng)力分量。這種方法是最為通用的方法，可以實(shí)用于不同材料，不規(guī)則的地形，適用性強(qiáng)。
方法⑤是采用用戶(hù)子程序 SIGINI 來(lái)定義初始應(yīng)力場(chǎng)，可以定義其為應(yīng)力分量為坐標(biāo)、單元號(hào)、積分點(diǎn)號(hào)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(shí)際中應(yīng)用較少。
N小問(wèn)
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(shí)間點(diǎn)施加地應(yīng)力？
IV.施加過(guò)程中及之后需要的注意事項(xiàng)？
......
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(dòng)的天然應(yīng)力,也稱(chēng)巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)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(shí)際情況或尺寸相對(duì)應(yīng)、相一致，比如邊坡幾何模型和實(shí)際邊坡尺寸一致，但我們可以夸張一點(diǎn)想像，實(shí)際邊坡應(yīng)是由一個(gè)更大一點(diǎn)或更高一點(diǎn)的不受重力的初始邊坡在n年前突然受重力和類(lèi)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(lèi)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(gè)那時(shí)的幾何模型，再施加重力和邊界條件進(jìn)行計(jì)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(chǎng)或地應(yīng)力，就不用專(zhuān)門(mén)去施加地應(yīng)力了，但問(wèn)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(shí)際尺寸，受力后將會(huì)變成一個(gè)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(lái)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(shí)際模型一致。
展開(kāi) 基于ABAQUS的初始地應(yīng)力平衡方法研究_代汝林.pdf
基于ABAQUS的初始地應(yīng)力平衡方法研究_代汝林.pdf
有限性元特輯II 初始地應(yīng)力平衡兩種方法（實(shí)例）
11.修改關(guān)鍵字，為模型定義初始應(yīng)力場(chǎng)
1，手動(dòng)添加關(guān)鍵字法
將原來(lái)的CAE模型另存為soil2.cae，選擇菜單Model→Edit keywords,在*STEP語(yǔ)句之前添加以下語(yǔ)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(chǎng)文件soil.csv應(yīng)該和新建的INP文件位于同一個(gè)路徑下。
看地應(yīng)力平衡的結(jié)果
注意， 初始應(yīng)力場(chǎng)文件soil.csv應(yīng)該和新建的INP文件位于同一個(gè)路徑下。
可觀察到，初始狀態(tài)下（0時(shí)刻）， 模型就具有了一個(gè)初始應(yīng)力場(chǎng)，這個(gè)應(yīng)力場(chǎng)與上一個(gè)未加初始地應(yīng)力的分析步結(jié)束時(shí)刻的應(yīng)力場(chǎng)完全相同。
上面就已經(jīng)完成了初始地應(yīng)力平衡 ，接下來(lái)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(shí)際的荷載，并去掉前面第一步中臨時(shí)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(shí)，不能載入全部文件內(nèi)容。
方法II
同樣分兩個(gè)步驟：
1.自動(dòng)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(jiǎn)單，更深的問(wèn)題未涉及~感興趣的，請(qǐng)查閱相關(guān)資料！
(建議有個(gè)草稿箱，剛剛出錯(cuò)，內(nèi)容全沒(méi)了……）
小哥原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處 本人郵箱 xingwjin@sina.com
展開(kāi) 流固耦合方法進(jìn)行隧道爆破開(kāi)挖，怎么實(shí)現(xiàn)添加初始地應(yīng)力？
在進(jìn)行動(dòng)態(tài)松弛方法模擬地應(yīng)力時(shí)，為什么每次獲取動(dòng)態(tài)松弛文件進(jìn)行顯式計(jì)算都無(wú)法正常計(jì)算，實(shí)現(xiàn)這一操作的規(guī)范步驟是怎樣的，有無(wú)大佬指導(dǎo)一下，痛苦死了。
ANSYS地應(yīng)力平衡方法
進(jìn)行地應(yīng)力平衡的原因如下：我們建立的幾何模型一般都和工程實(shí)際情況一致，例如邊坡的幾何模型與邊坡實(shí)際尺寸相一致。但是由于邊坡的沉降和徐變作用，可以想像到，現(xiàn)在的邊坡應(yīng)該是由一個(gè)體積更大的原始邊坡在很久以前由于受到重力作用和邊界約束條件，逐漸形成了現(xiàn)今的邊坡形態(tài)。但是對(duì)于那個(gè)原始的邊坡形態(tài)，我們不得而知。假如能準(zhǔn)確知曉，我們就能夠建立原始邊坡的幾何模型，接著對(duì)邊坡施加重力和邊界條件，受力后邊坡形態(tài)應(yīng)該和現(xiàn)在的邊坡相一致，其內(nèi)力就是初始應(yīng)力場(chǎng)（地應(yīng)力），這樣就不用專(zhuān)門(mén)施加地應(yīng)力了。但現(xiàn)實(shí)情況是我們不能知曉原始邊坡的形態(tài)。現(xiàn)在的邊坡幾何模型就是其實(shí)際形態(tài)，受力之后將會(huì)變成一個(gè)與現(xiàn)狀不一致的邊坡，這不符合現(xiàn)在的實(shí)際情況。如果我們計(jì)算出現(xiàn)今邊坡的內(nèi)力，并將其作為邊坡的初始應(yīng)力場(chǎng)，再去和外力平衡，這樣我們建立的模型就和現(xiàn)實(shí)邊坡情況相一致了。
對(duì)于涉及開(kāi)挖、回填的動(dòng)態(tài)巖土工程問(wèn)題，地應(yīng)力平衡是正確模擬施工過(guò)程的前提條件。初始應(yīng)力的加載必須滿(mǎn)足地應(yīng)力平衡，而地應(yīng)力平衡就是為了使地基僅存在初始應(yīng)力，而不存在初始應(yīng)變。當(dāng)?shù)鼗灾厥钱a(chǎn)生地應(yīng)力場(chǎng)的主要因素時(shí)，重力是外力，初始應(yīng)力場(chǎng)是內(nèi)力，將提取出的內(nèi)力施加于模型后再施加重力，此時(shí)內(nèi)力和外力平衡，該狀態(tài)就是工程建設(shè)的初始狀態(tài)。
在ANSYS中的地應(yīng)力該怎么平衡呢？
初應(yīng)力(Initial Stress)可以指定為一種“荷載”進(jìn)行施加,但僅在靜態(tài)分析和全瞬態(tài)分析中使用，可以用于線(xiàn)性分析或非線(xiàn)性分析。
展開(kāi) ANSYS初始應(yīng)力的施加和獲得
在使用ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可以把初始應(yīng)力指定為一項(xiàng)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(xiàn)性,也可以是非線(xiàn)性），初始應(yīng)力載荷只能施加在分析的第一個(gè)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(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可以把初始應(yīng)力指定為一項(xiàng)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(xiàn)性,也可以是非線(xiàn)性），初始應(yīng)力載荷只能施加在分析的第一個(gè)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(lèi)型和材料類(lèi)型參數(shù)
DEFINE
用Action = DEFINE 定義真實(shí)的狀態(tài)值, 和相對(duì)應(yīng)的單元，積分點(diǎn)，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(xiě)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(gè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的用法如下：
INISTATE, SET, Val1, Val2
Val1=
Val2 =
CSYS
坐標(biāo)系.
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【05】附加質(zhì)量/勢(shì)流體在ANSYS中的應(yīng)用
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【14】基于ANSYS的預(yù)應(yīng)力箱梁開(kāi)裂模擬
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【13】基于ANSYS的巖體初始地應(yīng)力反演
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【09】基于ANSYS的隧道開(kāi)挖模擬
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