ansys拉應(yīng)力與壓應(yīng)力的案例
如何使用ANSYS繪制拉（壓）桿的軸力圖？
一．材料力學(xué)解法：
假定拉力為正軸力，根據(jù)材料力學(xué)中提供的解法——截面法：
1.求支反力：根據(jù)平衡關(guān)系，可得支反力FR=10kN;
2.截面法：
根據(jù)每段桿件的平衡關(guān)系，可得：
FN1=10kN；FN2=50kN；FN3=-5kN；FN4=20kN，軸力圖如下：
二．ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時(shí)，我們從以下幾個(gè)方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2. 確定單元類型：該結(jié)構(gòu)為拉壓桿，結(jié)果需要輸出軸力圖，因此分析時(shí)使用beam單元；
Step1:在SCDM中創(chuàng)建線體模型：
1.將草繪平面設(shè)置為Z面（根據(jù)自己習(xí)慣，選擇草繪平面）；
2.根據(jù)題目所示幾何尺寸，草繪四條線（草繪四條線，產(chǎn)生五個(gè)點(diǎn)，方便在后續(xù)步驟中施加四個(gè)載荷和一個(gè)約束）；
3.為線賦予截面，完成線體建模（由于主要計(jì)算軸力，因此截面形狀和幾何尺寸我們可以隨意設(shè)置一種，筆者在此使用默認(rèn)圓截面）；
4.為了保證四個(gè)線體連接處的節(jié)點(diǎn)連續(xù)，需要在選擇share命令進(jìn)行重合拓?fù)涔蚕恚?Step2：在WB中創(chuàng)建載荷及約束：
1.搭建分析流程：
2.網(wǎng)格劃分：自由網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸設(shè)置為10mm。
展開 Abaqus鋼管混凝土塑性受拉及受壓應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型及損傷因子 ￥5
<p class="ql-align-justify">本內(nèi)容基于韓林海的約束混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立鋼管約束混凝土型，具體如下：</p><p class="ql-align-justify">模型介紹：</p><p class="ql-align-justify">本模型基于<span style="color: rgb(25, 27, 31);">韓林海</span>所開發(fā)的約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型，以及損傷因子，其中受壓本構(gòu)以及受拉本構(gòu)以及其損傷因子均有，且附帶鋼材料的二次流塑模型，可直接輸入abaqus進(jìn)行分析，均具有完美下降段。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png?
展開 ABAQUS怎么提取扣件支反力和結(jié)構(gòu)層壓應(yīng)力
軌道結(jié)構(gòu)各結(jié)構(gòu)層壓應(yīng)力是提取S22還是最大主拉應(yīng)力
ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構(gòu)、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時(shí)受拉短柱的應(yīng)力分布 ￥50
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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(lái)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(shí)，孔邊環(huán)向正應(yīng)力的大小是無(wú)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(zhǎng)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(duì)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(píng)估
目的是評(píng)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(píng)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(wàn)能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們?cè)?em>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(duì)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(lái)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(wú)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 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(wàn)能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們?cè)?em>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(duì)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(lái)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(wú)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(duì)微元體來(lái)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(wàn)能壓力機(jī)進(jìn)行的單軸破壞試驗(yàn)吧。也就是說，我們?cè)?em>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(duì)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(lái)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(wú)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(duì)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(jiǎn)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(hào)生活中的力學(xué)仿真，然后后臺(tái)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(duì)我最好的支持。
展開 SW SIMULATION與ANSYS靜應(yīng)力對(duì)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。
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(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壓力容器應(yīng)力分析報(bào)告
在封頭與筒體連接處，存在不連續(xù)應(yīng)力，但其值較小，對(duì)整個(gè)封頭及其接管的應(yīng)力分布影響較小，故予以忽略。上封頭及其接管的三維實(shí)體模型如圖1 所示：
(2)下封頭部分
根據(jù)下封頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學(xué)模型。如圖2 所示：
3.2 單元選擇
在結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析中，采用ANSYS11.0 軟件提供的Solid 95 單元進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分。圖3、4 為上、下部封頭的網(wǎng)格劃分模型。
3.3 邊界條件
(1) 位移邊界條件
對(duì)上、下部封頭模型的筒節(jié)的外端面Z 方向進(jìn)行約束，同時(shí)對(duì)模型的對(duì)稱面施加對(duì)稱約束。為了限制模型的剛體位移，對(duì)模型筒節(jié)的外端面上，X＝0 處對(duì)稱兩點(diǎn)約束的X 方向進(jìn)行約束，δX＝0；Y＝0 處對(duì)稱兩點(diǎn)約束的Y 方向進(jìn)行約束，δY＝0。
(2) 力的邊界條件
在設(shè)備的筒節(jié)內(nèi)壁、各接管的內(nèi)壁以及封頭內(nèi)壁施加內(nèi)壓載荷，在補(bǔ)強(qiáng)管的外端面上施加等效平衡面載荷。因是1/2 模型，則接管上的彎矩為一半M=4.5e7 N.mm。
平衡載荷計(jì)算公式為：
設(shè)計(jì)工況接管平衡面載荷大小見表6。
表6 設(shè)計(jì)工況下接管平衡面載荷（MPa）
設(shè)計(jì)工況（2.97MPa）載荷作用下，下部封頭部分的邊界條件施加情況如圖4 所示。
四. 應(yīng)力分析及評(píng)定
4.1 應(yīng)力分析
設(shè)計(jì)工況（2.97MPa）載荷作用下，上、下部封頭的應(yīng)力強(qiáng)度分布如圖5、6 所示。
4.2 應(yīng)力強(qiáng)度校核
對(duì)設(shè)計(jì)載荷作用下進(jìn)行有限元分析，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定。評(píng)定的依據(jù)為JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。
應(yīng)力線性化路徑的選擇原則為：(1) 通過應(yīng)力強(qiáng)度最大節(jié)點(diǎn)，并沿壁厚方向的最短距離設(shè)定線性化路徑；(2) 對(duì)于相對(duì)高應(yīng)力強(qiáng)度區(qū)，沿壁厚方向設(shè)定路徑。
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