ansys 收縮應(yīng)力的案例
超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析
六、仿真計(jì)算結(jié)果分析
整體模型計(jì)算時(shí)間約12h，計(jì)算結(jié)果ODB文件15GB，整體模型施工過程收縮應(yīng)力時(shí)程如下視頻。
整體模型500天收縮應(yīng)力時(shí)程
區(qū)域1Mises應(yīng)力分析
負(fù)4層應(yīng)力
負(fù)3層應(yīng)力
負(fù)2層應(yīng)力
負(fù)1層應(yīng)力
負(fù)2層梁Mises應(yīng)力
墻體MISES應(yīng)力
關(guān)鍵部位切片效果1
關(guān)鍵部位切片效果2
負(fù)1層500天Mises應(yīng)力云圖
為驗(yàn)證有限元計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，將計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場開裂情況進(jìn)行對比分析。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的地下三層板裂縫分布，見下圖，各區(qū)域均有裂縫開展，大部分裂縫方向?yàn)槟媳狈较颍戳芽p沿結(jié)構(gòu)短邊方向開展。同時(shí)超長結(jié)構(gòu)中部區(qū)域裂縫密度較大。符合地下三層板X方向的最大應(yīng)力圖的情況。說明本文采用的有限元模型基本準(zhǔn)確，它的分析結(jié)果能夠基本反映現(xiàn)場實(shí)際情況。故本文方法可以作為一種有效的補(bǔ)充手段，用于定量控制超長混凝土結(jié)構(gòu)各階段裂縫。
地下三層頂板現(xiàn)場裂縫圖
地下三層頂板500天時(shí)S11應(yīng)力
7、結(jié)論（指導(dǎo)裂縫修復(fù)方案設(shè)計(jì)）
1、對超長混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合應(yīng)力彈塑性時(shí)程分析，作為設(shè)計(jì)中抗裂驗(yàn)算的補(bǔ)充，可真實(shí)模擬結(jié)構(gòu)中個(gè)部位拉應(yīng)力的疊加變化過程，計(jì)算確定組合拉應(yīng)力的分布規(guī)律與峰值，驗(yàn)算各項(xiàng)降低混泥土拉應(yīng)力措施的有效性。可認(rèn)為，小于ftk的組合拉應(yīng)力為無裂縫混凝土的彈性拉應(yīng)力，可用來判斷結(jié)構(gòu)開裂風(fēng)險(xiǎn)；大于ftk的組合拉應(yīng)力為混凝土名義拉應(yīng)力，根據(jù)其與裂寬度之間的相關(guān)性可預(yù)測結(jié)構(gòu)裂縫寬度。
2、組合應(yīng)力彈塑性時(shí)程分析時(shí)，假定在各種計(jì)算時(shí)段內(nèi)，混凝土收縮變形、混凝土變形模量、各澆筑段邊界約束條件為常量，在總計(jì)算時(shí)長內(nèi)這些參數(shù)均為時(shí)間的函數(shù)。
展開 -超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析案例模型- ￥299
超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力仿真分析模型案例
一、工程概況
分析模型為一大型綜合體（579.45m×107.50m），地下三層，地上二十二層，結(jié)構(gòu)形式為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)。地下室平面長約580m，寬約108m。地上裙房長約530m，寬約80m，上部分布有6座塔樓。地下結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級：基礎(chǔ)、梁板以及地下室外墻為C35，柱為C50。整體基礎(chǔ)沿平面兩個(gè)主軸方向設(shè)13條溫度后澆帶（圖1中的陰影條帶），寬度統(tǒng)一1000mm，見下圖。
地下3層為明顯超長的混凝土結(jié)構(gòu)，為確保地下結(jié)構(gòu)抗裂性能，有必要模擬成型收縮過程對其組合應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析，即選定工況建立結(jié)構(gòu)模型，按通常施工順序與分段用時(shí)，考慮混凝土成型收縮與彈性模量增長變化規(guī)律，對混凝土成型收縮過程進(jìn)行時(shí)程分析。
五、仿真計(jì)算結(jié)果分析
整體模型計(jì)算時(shí)間約12h，計(jì)算結(jié)果ODB文件15GB，整體模型施工過程收縮應(yīng)力如下。
區(qū)域1Mises應(yīng)力分析
負(fù)4層應(yīng)力
負(fù)3層應(yīng)力
負(fù)2層梁Mises應(yīng)力
墻體MISES應(yīng)力
關(guān)鍵部位切片效果1
關(guān)鍵部位切片效果2
負(fù)1層500天Mises應(yīng)力云圖
地下三層頂板500天時(shí)S11應(yīng)力
展開 ANSYS后處理中的應(yīng)力與屈服準(zhǔn)則！
ansys后處理該看的那些應(yīng)力
01
應(yīng)力
材料發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力 (Stress)，應(yīng)力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。我們分析后查看應(yīng)力，目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應(yīng)該就是用萬能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們在ANSYS計(jì)算中得到的應(yīng)力，總是要和單軸破壞試驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行比對的。所以，當(dāng)有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時(shí)，通過查看某一個(gè)方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實(shí)體結(jié)構(gòu)中，應(yīng)力分布要復(fù)雜得多，不能僅用單一方向上的應(yīng)力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應(yīng)力值——就出現(xiàn)了強(qiáng)度理論學(xué)說。
材料力學(xué)中的四種強(qiáng)度理論
01
最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論
該理論認(rèn)為，材料破壞的主要因素是最大拉應(yīng)力，無論何種狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的單向拉伸斷裂時(shí)的最大拉應(yīng)力，則材料斷裂。其中，某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力數(shù)值，就是其第一主應(yīng)力數(shù)值。
展開 應(yīng)力集中問題與ANSYS驗(yàn)證
在工程上，應(yīng)力集中的程度用局部最大應(yīng)力σmax與該截面上的名義應(yīng)力σnom的比值來表示，即
Ktσ=σmax/σnom
Ktσ稱為理論應(yīng)力集中系數(shù)。下面，我們將通過一個(gè)典型應(yīng)力集中問題——帶孔平板，使用ANSYS軟件求出最大應(yīng)力和應(yīng)力分布圖，并與彈性理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較：
根據(jù)彈性力學(xué)知識，孔邊環(huán)向正應(yīng)力的大小是無孔時(shí)的3倍，隨著遠(yuǎn)離孔邊而極速趨近于q。
ANSYS求解：
Step1：在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
由于我們使用平面應(yīng)力模型計(jì)算，所以建模時(shí)必須要將橫截面建立在xy平面上。建立一個(gè)邊長為20mm×10mm的平面模型，中間孔的直徑為2mm。我們將模型分為四部分，方便在每部分的邊界上設(shè)置Path，從而繪制應(yīng)力曲線。由于該模型同時(shí)關(guān)于X軸和Y軸對稱，我們也可以使用四分之一模型建模。此處筆者使用完整模型。建立完成以后，使用share命令共享拓?fù)洌缓簏c(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：設(shè)置分析類型（2D）。
在Project Schematic中的空白處點(diǎn)擊右鍵，選擇Properties，打開Properties of Project Schematic。單擊項(xiàng)目中的A3（Geometry）欄，在Propertiesof Project Schematic A3: Geometry中將AnalysisType切換為2D。（若Analysis Type為3D，則導(dǎo)入平面幾何后軟件將使用殼單元計(jì)算。）
展開 
ANSYS正齒輪組 - 應(yīng)力評估
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應(yīng)力。根據(jù)工程判斷，最大應(yīng)力發(fā)生在接觸點(diǎn)或由于
齒彎曲而導(dǎo)致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應(yīng)力問題。
步驟 1：概述
正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行，在平行軸之間傳輸動(dòng)力。為了保持恒定的角速度比，兩個(gè)嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動(dòng)的基本定律：齒的形狀必須使得兩個(gè)齒接觸點(diǎn)的共同法線必須始終通過中心線上的固定點(diǎn)。接觸點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應(yīng)力。根據(jù)工程判斷，最大應(yīng)力發(fā)生在接觸點(diǎn)或由于齒彎曲而導(dǎo)致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應(yīng)力問題。
第 2 步：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程選定的材料是“結(jié)構(gòu)鋼”，它是 ANSYS Workbench 中的默認(rèn)材料。
展開 ANSYS后處理中的應(yīng)力與屈服準(zhǔn)則
ansys后處理該看的那些應(yīng)力
01
應(yīng)力
材料發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力 (Stress)，應(yīng)力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。我們分析后查看應(yīng)力，目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應(yīng)該就是用萬能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們在ANSYS計(jì)算中得到的應(yīng)力，總是要和單軸破壞試驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行比對的。所以，當(dāng)有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時(shí)，通過查看某一個(gè)方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實(shí)體結(jié)構(gòu)中，應(yīng)力分布要復(fù)雜得多，不能僅用單一方向上的應(yīng)力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應(yīng)力值——就出現(xiàn)了強(qiáng)度理論學(xué)說。
材料力學(xué)中的四種強(qiáng)度理論
01
最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論
該理論認(rèn)為，材料破壞的主要因素是最大拉應(yīng)力，無論何種狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的單向拉伸斷裂時(shí)的最大拉應(yīng)力，則材料斷裂。
展開 吊艙掛載應(yīng)力分析SW和ansys分析對比
吊艙掛載應(yīng)力分析
吊艙掛載方式細(xì)節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應(yīng)力分析
吊艙掛載后的吊艙架應(yīng)力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強(qiáng)度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個(gè)孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個(gè)孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運(yùn)行應(yīng)力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強(qiáng)度足夠。
ANSYS靜應(yīng)力分析結(jié)果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計(jì)算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 ANSYS后處理中的應(yīng)力與屈服準(zhǔn)則
ansys后處理該看的那些應(yīng)力
01
應(yīng)力
材料發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力 (Stress)，應(yīng)力與微面積的乘積即微內(nèi)力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。我們分析后查看應(yīng)力，目的就是在于確定該結(jié)構(gòu)的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應(yīng)該就是用萬能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們在ANSYS計(jì)算中得到的應(yīng)力，總是要和單軸破壞試驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行比對的。所以，當(dāng)有限元模型本身是一維或二維結(jié)構(gòu)時(shí)，通過查看某一個(gè)方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實(shí)體結(jié)構(gòu)中，應(yīng)力分布要復(fù)雜得多，不能僅用單一方向上的應(yīng)力來代表結(jié)構(gòu)此處的確切應(yīng)力值——就出現(xiàn)了強(qiáng)度理論學(xué)說。
材料力學(xué)中的四種強(qiáng)度理論
01
最大拉應(yīng)力強(qiáng)度理論
該理論認(rèn)為，材料破壞的主要因素是最大拉應(yīng)力，無論何種狀態(tài)，只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的單向拉伸斷裂時(shí)的最大拉應(yīng)力，則材料斷裂。
展開 ANSYS workbench泵殼熱應(yīng)力分析 ￥10
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
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)泵殼的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ansys中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力
我想知道ansys中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力是如何得到的？因?yàn)槔碚撋现v應(yīng)力應(yīng)該是針對微元體來講的，單純的節(jié)點(diǎn)是不存在應(yīng)力的，那么ansys中結(jié)果所提供的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力是怎樣得到的？與單元表所顯示的應(yīng)力往往存在較大差別，那實(shí)際進(jìn)行強(qiáng)度分析的時(shí)候應(yīng)該以哪個(gè)為準(zhǔn)呢？
ANSYS如何提取某一節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)程 ￥100
首先明確ANSYS的節(jié)點(diǎn)附加在單元上，可以通過選擇單元上節(jié)點(diǎn)的方法提取節(jié)點(diǎn)應(yīng)力。
1 確定節(jié)點(diǎn)所在單元，顯示節(jié)點(diǎn)編號。
例單元號8560，節(jié)點(diǎn)號8678。
2 進(jìn)入TimeHist Postpro, 定義變量。
3變量顯示。
付費(fèi)內(nèi)容為相關(guān)命令流。
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應(yīng)力仿真) ￥10
由于溫度場會影響應(yīng)力分布，因此本示例采用了一個(gè)完全熱機(jī)械耦合模型。該模型由具有結(jié)構(gòu)和熱自由度的耦合場實(shí)體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個(gè)圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機(jī)械和熱邊界條件。模擬分三個(gè)載荷步進(jìn)行，分別代表過程中的壓入、停留和移動(dòng)階段。
計(jì)算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產(chǎn)生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規(guī)定了一個(gè)粘結(jié)溫度，以此來模擬工具后面的焊接過程。當(dāng)接觸表面的溫度超過這個(gè)粘結(jié)溫度時(shí)，接觸狀態(tài)就會轉(zhuǎn)變?yōu)檎辰Y(jié)狀態(tài)
ANSYS workbench錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析 ￥10
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
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)錐形透鏡的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS地應(yīng)力平衡方法
然后我們看一下，地基的豎向應(yīng)力，與初始狀態(tài)是一致，這個(gè)結(jié)果正是我們想要的。（這一步只是便于大家更好的理解這個(gè)過程）如果沒有上部的結(jié)構(gòu)，那么地應(yīng)力平衡就到這里結(jié)束了。考慮地基上面有建筑，還需要激活上部的結(jié)構(gòu)。
3、激活地基上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)
激活柱子（ealive）
/solu
esel,s,mat,,1
ealive,all
allsel
isfile,read,DYL,ist,,2,2
solve
求解之后，得到在自重作用下，地基和結(jié)構(gòu)的總的位移，應(yīng)力分布。
從上面的位移的云圖中可以簡單的看出，地基幾乎沒有豎向位移，上部的結(jié)構(gòu)（柱子）有相應(yīng)的豎向位移。應(yīng)力還是比較的正常的，于是乎平衡到這里就全部結(jié)束了。
上面的過程為了便于整個(gè)過程的完整性，便于理解。其實(shí)可以完全忽略第二個(gè)過程，直接第三步。那么這期ANSYS的地應(yīng)力平衡就到此結(jié)束了。
需要文件的小伙伴，可以關(guān)注公眾號生活中的力學(xué)仿真，然后后臺回復(fù)“ANSYS地應(yīng)力平衡”獲取相應(yīng)的模型文件和命令流。
下期再見~~~~您的關(guān)注是對我最好的支持。
展開 SW SIMULATION與ANSYS靜應(yīng)力對比
按此參數(shù)ANSYS求解端點(diǎn)處的最大變形量，求解參數(shù)圖形如下：
最大位移為：7.8574e-3 mm
以實(shí)例參數(shù)，在SOLIDWORKS中設(shè)定模型及材料參數(shù)，SW simulation中做靜應(yīng)力分析結(jié)果如下：
最大位移：7.861e-3mm。
