ansys 波浪載荷的案例
ANSYS AQWA計(jì)算案例 | 海洋平臺(tái)波浪載荷的計(jì)算和傳遞
波浪載荷是半潛平臺(tái)所遭遇的環(huán)境載荷的主要部分，對(duì)船體的總強(qiáng)度校核起決定性的作用。因此在極限海況下對(duì)半潛平臺(tái)的波浪載荷特性進(jìn)行分析以及對(duì)其運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)報(bào)是平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是平臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。各大船級(jí)社規(guī)范對(duì)此也有要求。
ANSYS系列產(chǎn)品主要專注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺(tái)等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設(shè)計(jì)階段就把設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低，并充分掌握海洋平臺(tái)在各種惡劣載荷條件下的響應(yīng)和工作狀態(tài)。
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分析方法
波浪運(yùn)動(dòng)是一個(gè)隨機(jī)過程，而通常結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度計(jì)算校核需要得到確定的結(jié)果，所以需要采取一定的分析方法對(duì)波浪載荷進(jìn)行處理。目前規(guī)范中的使用方法主要是設(shè)計(jì)波方法。設(shè)計(jì)波通常是簡(jiǎn)化的規(guī)則波，可以采用水動(dòng)力軟件直接計(jì)算波浪對(duì)平臺(tái)的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動(dòng)力結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型和強(qiáng)度校核模塊的網(wǎng)格模型的差異，包括單元類型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過程中，需要考慮網(wǎng)格的匹配。
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波浪載荷計(jì)算與傳遞
一般來說，海洋平臺(tái)在海面上受到的與波浪相關(guān)的載荷包括靜水壓力、動(dòng)水壓力和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動(dòng)水壓力和運(yùn)動(dòng)的慣性載荷需要采用水動(dòng)力軟件計(jì)算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計(jì)算出波浪的動(dòng)水壓力以及海洋平臺(tái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計(jì)算的波浪載荷傳遞給Mechanical進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過ANSYS AQWA-WAVE計(jì)算加載的APDL命令傳遞；
（2）通過中間格式文件采用OC系列命令傳遞。
文章來源：安世亞太
展開 Abaqus 波浪載荷計(jì)算 Step by Step ￥3
Abaqus波浪載荷計(jì)算-01-15.pdf
極端波浪放大及其對(duì)海上結(jié)構(gòu)的沖擊載荷
在之前對(duì)FPSO的綠水載荷研究中，該工具取得了有前景的結(jié)果。
圖10. 數(shù)值波浪水槽中波高為22米、周期為12秒時(shí)柱體的放大視圖
圖11. 中心平面的速度場(chǎng)。
圖12. 速度場(chǎng)快照，二維波浪沖擊甲板研究。
圖13. 甲板沖擊力時(shí)間歷程示例
六、結(jié)論
針對(duì)四種不同結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了圍繞和穿過柱體的自由液面波高的線性和二階數(shù)值建模案例研究。通過系統(tǒng)的收斂性研究，選擇了最終的數(shù)值模型。結(jié)果顯示，自由液面上的空間面板分辨率比在結(jié)構(gòu)體上的更為關(guān)鍵。將不同位置和不同波陡度下的最大波峰高度預(yù)測(cè)值與模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。
線性預(yù)測(cè)明顯偏低，而二階校正值在許多情況下與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相符。然而，仍在陡峭波浪中發(fā)現(xiàn)了一些差異。特別是在距迎波側(cè)柱體幾米范圍內(nèi)，模型預(yù)測(cè)低于測(cè)量值，這被認(rèn)為是基本諧波放大預(yù)測(cè)不足所致。而在更遠(yuǎn)位置以及半潛船尾部柱體附近，則出現(xiàn)了二次諧波分量預(yù)測(cè)過高的現(xiàn)象。
描述了簡(jiǎn)化的甲板波浪沖擊載荷模型，該模型基于Kaplan方法（動(dòng)量守恒原理）和因船體結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的入射波的二階放大。計(jì)算得出隨時(shí)間變化的綜合載荷。由于采用了有效的附加質(zhì)量隨時(shí)間變化的近似計(jì)算方法，該方法運(yùn)行速度較快。結(jié)果顯示，與GBS平臺(tái)的甲板載荷測(cè)量值總體上吻合良好。
使用商用的Volume-of-Fluid方法進(jìn)行的全非線性建模初步研究取得了有前景的結(jié)果。所得波浪運(yùn)動(dòng)學(xué)和甲板載荷在合理范圍內(nèi)，盡管仍有改進(jìn)空間。由于邊界反射，大型數(shù)值波浪域與計(jì)算機(jī)性能之間的平衡目前是一個(gè)挑戰(zhàn)。
建議進(jìn)一步研究自由液面升高的解釋和實(shí)際應(yīng)用，尤其是在工程應(yīng)用中結(jié)果的穩(wěn)健性。建議對(duì)甲板波浪模型進(jìn)行更多驗(yàn)證案例，包括局部沖擊事件，并探討該方法的實(shí)用性。
展開 基于S-ALE方法波浪載荷作用下的船舶運(yùn)動(dòng) ￥300
相關(guān)動(dòng)畫：
涉及到如下三個(gè)方面的關(guān)鍵設(shè)置
（1）S-ALE方法對(duì)滲漏的控制
（2）采用*INITIAL_HYDROSTATIC_ALE 和*ALE_AMBIENT_HYDROSTATIC 對(duì)初始靜壓的控制
（3）無板造波的方法
核心關(guān)鍵字
*ALE_STRUCTURED_MESH
$# mshid dpid nbid ebid
1 103 30000 30000
$# cpidx cpidy cpidz nid0 lcsid
10001 10002 10003 0 0
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$# cpid unused unused sfo unused offo
10001 1.0 0.0
$# n x ratio
1 0.0 0.0
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展開 
ANSYS AQWA波浪力分析案例：絞吸挖泥船波浪力分析
假定波浪與船體夾角為45°，波高為1m，波的頻率為0.167.通過AQWA軟件模擬船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行受力分析，其結(jié)果如下：
圖4 壓力和運(yùn)動(dòng)云圖
圖5 作用在船體上的縱向波浪載荷
圖6 樁底反力
由上圖可以的受力分析可以看出，鋼樁在船體和土體的共同作用下，鋼樁底部受力較大，在該工況下，鋼樁底部的作用反力最大為1.05*106N。
4、鋼樁應(yīng)力計(jì)算
根據(jù)天驥船鋼樁的實(shí)際結(jié)構(gòu)和尺寸建立三維模型，樁尖入泥部分簡(jiǎn)化為實(shí)體（如圖8），利用ANSYS軟件計(jì)算在以上鋼樁作用力的情況下，鋼樁能否承受該壓力。
隨機(jī)波浪載荷作用下導(dǎo)管架平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞可靠性分析
摘要：主要針對(duì)波浪載荷作用下導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞可靠性進(jìn)行研究。采用Airy線性波浪理論，將導(dǎo)
管架結(jié)構(gòu)離散成空間梁有限單元結(jié)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上采用結(jié)構(gòu)模態(tài)分析方法，編程計(jì)算了平臺(tái)結(jié)構(gòu)在隨機(jī)波浪載
荷作用下的位移、速度、加速度和應(yīng)力隨機(jī)響應(yīng)及其概率統(tǒng)計(jì)量。導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析建立在頻域響應(yīng)的
基礎(chǔ)上，假設(shè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的應(yīng)力范圍服從Rayleigh分布，利用結(jié)構(gòu)應(yīng)力傳遞函數(shù)得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)譜，然后利用
Miner線性累積損傷準(zhǔn)則推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)疲勞壽命的概率分布函數(shù)，并考慮結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度影響系數(shù)的隨機(jī)性，求得結(jié)
構(gòu)在隨機(jī)應(yīng)力譜下給定疲勞壽命時(shí)的疲勞可靠性指標(biāo)。文中所建立方法可用于導(dǎo)管架式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞安全評(píng)
估。
隨機(jī)波浪載荷作用下導(dǎo)管架平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞可靠性分析.pdf
展開 使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化
使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Waver Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)3 W# ?6 r* p$ g; o4 |& ]
本期之電子報(bào), 介紹結(jié)合SmartDO與ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Wave Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 在本例中, 原始設(shè)計(jì)之最大應(yīng)力遠(yuǎn)大于容許應(yīng)力, 重量約為三噸. 經(jīng)SmartDO優(yōu)化設(shè)計(jì)后, 其應(yīng)力降至容許應(yīng)力以下, 其波浪能量轉(zhuǎn)換能力不受影響, 而其重量減少約 19%.
SmartDO_eNews_20120620.pdf
展開 ansys Workbench螺栓載荷提取時(shí)，如何計(jì)算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問題：
VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)算中對(duì)于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對(duì)偏心載荷的提取問題進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。
VDI2230中，對(duì)于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點(diǎn)之間的距離。
對(duì)于實(shí)際螺栓連接問題，幾何結(jié)構(gòu)和載荷狀態(tài)復(fù)雜多變，使用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，依據(jù)案例5的幾何信息創(chuàng)建仿真模型。
約束筒體底面，在內(nèi)表面施加20Mpa壓力載荷，同時(shí)給螺栓施加約150KN的預(yù)緊力（加不加結(jié)果變化不大），連接面設(shè)定為摩擦面。
將兩個(gè)側(cè)面設(shè)定為，frictionless Support，等效對(duì)稱邊界。（這里沒有使用圓周循環(huán)對(duì)稱邊界，是因?yàn)閳A周對(duì)稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計(jì)算完成后，在結(jié)果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類型進(jìn)行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關(guān)注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進(jìn)一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個(gè)人認(rèn)為仿真結(jié)果17.535，除了在循環(huán)對(duì)稱設(shè)置上與案例給出條件不同外，其余均能反應(yīng)案例邊界。
補(bǔ)充案例：
以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點(diǎn)計(jì)算模型為例進(jìn)行驗(yàn)證。
仿真結(jié)果
公式計(jì)算值42.2mm，仿真結(jié)果42.23mm。
展開 關(guān)于ANSYS載荷的考慮
關(guān)于ANSYS載荷的考慮，包括載荷的種類， 添加載荷應(yīng)遵循的原則還可以！
載荷考慮.rar
Ansys Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問題：
在使用理論方法對(duì)螺栓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要輸入螺栓所受的載荷作為計(jì)算輸入。螺栓載荷在復(fù)雜工況下，通常使用有限元仿真的方式進(jìn)行模擬。此時(shí)需要準(zhǔn)確提取螺栓位置的載荷大小用后續(xù)理論校核。
示例：
如下圖所示，兩個(gè)零件一端鉸接一端使用螺栓連接。在螺栓側(cè)端面施加2000N載荷（無螺栓預(yù)緊力）。需要提取螺栓在連接面處所受到的載荷包括：力和力矩。
載荷提取結(jié)果：
1.螺栓連接面位置作用力
2.螺栓連接面位置因載荷分布不均產(chǎn)生的彎矩
詳細(xì)步驟：
1.螺栓連接面位置的載荷提取，需要在結(jié)果輸出中打開節(jié)點(diǎn)力輸出項(xiàng)“Nodal Forces-Yes”
2.需要在螺栓連接面位置創(chuàng)建局部坐標(biāo)系和虛擬結(jié)構(gòu)面
展開 ANSYS知識(shí)普及4——如何施加函數(shù)變化的表面載荷 （ANSYS專家編輯，非原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)摘）
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
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ANSYS具有函數(shù)加載功能，可以很方便地在模型表面施加函數(shù)變化的各種載荷，在ANSYS中，也可以通過變通的方式來實(shí)現(xiàn)此功能，其思路是：
首先選定所要施加函數(shù)變化表面載荷的表面上的節(jié)點(diǎn)，利用ANSYS的參數(shù)數(shù)組和嵌入函數(shù)知識(shí)寫一簡(jiǎn)單的命令流，定義好相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置的面載荷值，然后通過在節(jié)點(diǎn)上施加面載荷來完成。
下面以在一圓柱表面施加函數(shù)變化載荷為例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
展開 
Ansys Wrokbench分段復(fù)雜函數(shù)載荷，加載方式記錄 ￥10
問題：
Ansys Workbench的載荷加載形式有三種，constant/table/function。Constant是在載荷步內(nèi)給定恒定值；table形式較為便捷，可以在定義每個(gè)子步的載荷大小； function形式可以輸入以time/X/Y/Z為變量的簡(jiǎn)單方程。
但是仍有某些形式的載荷較難輸入，例如分段復(fù)雜函數(shù)載荷等。
解決方法：
需要使用Ansys經(jīng)典界面的function功能編輯分段載荷獲得ADPL載荷命令；再利用Workbench中command的形式施加載荷。
操作方式：
1. Ansys經(jīng)典中function公式編輯器輸入分段函數(shù)。
在function頁卡中選著變量time，在Regime頁卡中逐個(gè)定義分段函數(shù)；
定義完成后點(diǎn)擊保存，并輸入函數(shù)名“TEST3.func”
2. 再次點(diǎn)擊標(biāo)題欄的Parameters>Functions>Read From files>找到剛才保存的TEST3.func。并在Table Parameter Name中給編輯導(dǎo)入的分段函數(shù)命名PForce。此后分段函數(shù)即被公式編輯器編譯為表格數(shù)組形式，數(shù)組的名稱為：PForce。
3. 提取分段函數(shù)數(shù)值的ADPL命令形式，用于Workbench使用。
完成分段函數(shù)導(dǎo)入和命名后，在下拉列表中的File>List>Log file中可以查看經(jīng)典界面GUI操作對(duì)應(yīng)的ADPL命令。在這里可以將上述function公式編輯器導(dǎo)入的分段函數(shù)數(shù)組對(duì)應(yīng)ADPL命令顯示出來。（有時(shí)log file顯示不及時(shí)，再重復(fù)一次即可）
4. 在Workbench內(nèi)創(chuàng)建加載remote point點(diǎn)，并設(shè)定加載點(diǎn)的ADPL name為“LoadPoint“，用于加載。
展開 Ansys中的載荷定義
請(qǐng)問一下，在前處理中定義載荷與在求解器中定義載荷有什么不同？
各位高手對(duì)這個(gè)一定很其給出吧，指點(diǎn)一下，謝謝！
ANSYS復(fù)合材料施加軸承載荷
我用acp模塊創(chuàng)建的復(fù)材實(shí)體模型，在瞬態(tài)分析模塊里想施加軸承載荷，但是點(diǎn)選作用面后不能添加
在ansys中怎么施加對(duì)稱載荷
比如一個(gè)圓柱體如圖所示怎施加對(duì)稱載荷呢？
