ansys如何考慮自重
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys如何考慮自重的實例教程
很多朋友在用ANSYS做地震時程分析時，一直苦于如何在地震時程分析中考慮結構的恒載。
目前兩種比較典型的錯誤做法是：
一、先做靜力恒載工況分析，打開預應力pstres開關；然后轉到時程分析
結果：該做法結構恒載對后續時程分析毫無作用，結構時程分析的初始狀態依然是0。
二、直接將重力加速度加在地震波上，例如，acel,9.8+aceq(i)
結果：該做法相當于將重力加速度帶入了積分，相當于放大了地震波。
正確做法：在地震時程計算前，通過關閉與打開時間積分效應，來模擬結構恒載對地震時程分析的影響，一個典型的考慮結構恒載的地震時程分析步驟如下：
/solu
antype,trans
trnopt,full
timint,off !關閉時間積分效應
time,1e-6 !設置極小的時間荷載步
acel,,9.8 !施加重力加速度
solve !恒載求解
kbc,1 !階躍荷載
timint,on !打開時間積分效應
!==========
!讀取地震波
!==========
alphad,a
betad,b !阻尼定義
nsubst,1 !子步數定義
*do,i,1,N
time,0.02*i !時間點
acel,,aceq(i)
solve
*enddo
!========
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展開 例如在模擬汽車在公路或者機車在軌道上行駛時，此時就需要考慮車輛本身的自重，因為實際情況下車輛是由下面的承載物體支撐的，而咋們建模時機車和軌道是有間隙的或者說零距離接觸~此時就需要考慮結構的自重。。。當然有人會講直接施加重力不就得了，何必整得這么復雜呢？但假設你對車體施加初速度的話，在車體和地面接觸時車體已經走過了一段距離，我想這應該會對后面的結果有一定的影響。。。
接著談談考慮自重產生的預應力的方法，一般有3種方法可以用來考慮結構自重產生的預應力：[p=30, 2, left]1、動態松弛法：包括explicit_dynamic_relaxation和implicit_dynamic_relaxation兩種；[/p]
[p=30, 2, left]2、顯隱轉換法：就是在顯示分析之前先做一個隱士分析，可以用ANSYS或dyna自帶的隱士求解器，再用dyna自帶的隱士求解器時最后采用雙精度版本；[/p][p=30, 2, left]
[/p][p=30, 2, left]3、阻尼法：就是在顯示分析中施加重力加速度是施加一個大的阻尼，使其動能逐漸趨向于0，待其穩定之后將阻尼刪除繼續下一步分析。[/p]
[p=30, 2, left] 接下來，用一個例子來說明如何用阻尼法來考慮結構自重產生的預應力，如下圖所示，圖中圓柱為50*400的45#鋼，模型采用*simplified_johnson_cook模型，長方體為100*100*15的剛體，兩者之間的距離為0.2mm...[/p][p=30, 2, left]具體分析請見附件[/p][p=30, 2, left]
[/p][p=30, 2, left]
gv.k.rar
LS-DYNA如何考慮結構自重所產生的預應力.pdf
[/p]
展開 我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁，混凝土用SOLID65單元，鋼筋用Link8單元（1），采用以下命令流定義：
......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
........
大致碰到以下幾個問題：
（1）：混凝土的幾個參數，剪切縮減系數不知如何取值，系數對結果有何影響？
（2）：混凝土采用以上定義方式是不是就可以了，需不需要定義屈服準則，以及輸入
混凝土的應力應變曲線，如何輸入？如以上定義可以，不知道ANSYS是如何定義混凝土的
特性的，因為我想混凝土種類很多，就用以上幾個參數就可以定義嗎？我心里沒有譜；
（3）：采用以上定義，我計算了一根梁，分為考慮混凝土壓碎和不考慮混凝土壓碎。考慮混凝土壓碎時，得出的極限荷載比實際的要小，但混凝土的壓應力不超過抗壓強度；不考慮混凝土壓碎，得到的極限荷載較為接近實際值，但混凝土的最大壓應力遠遠大于其抗壓強度；并且得不到開裂破碎圖。我就不知道，如何得到極限荷載又可以得到開裂破碎圖？
1）：分析混凝土結構，選擇合理的材料特性是建立模型的關鍵，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和壓縮特性。典型混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的8％-15%。
展開 注意：加強筋單元僅用于占比整體模型很低的情況，另外和梁單元不同，不考慮彎曲，扭轉和橫向剪切剛度，只考慮軸向剛度。
圖5 梁實體共節點方法結果
圖6 新版本reinforcement設置方法（REINF264單元）結果
Reinforcement應用擴展：增強單元除了應用于鋼筋混凝土中的鋼筋增強，也可用于輪胎中的尼龍類纖維增強（幫助文件：Model the Tire Reinforcing）和復合材料中的碳纖維增強。除此，還可應用PCB板中的trace增強。
圖7 輪胎中的尼龍類纖維增強
圖8 PCB板中的trace增強
目前，Ansys中有四種方法可以考慮PCB中trace模型對PCB板進行仿真，分別是簡化模型等效法、trace mapping法、Trace增強方法和精確建模法。其中，Trace增強方法精度介于trace精確建模和trace mapping之間。如圖所示：
圖9 四種PCB板中考慮trace的仿真方法
總結
2020R2新版本中通過設置梁模型或者殼體模型為reinforcement，可以非常方便地考慮工程中加強筋或者加強膜結構對整體模型的影響，提高仿真精度的同時也提升了不熟悉APDL用戶的仿真效率。該功能可以應用于土木行業中鋼筋混凝土中的鋼筋增強、汽車行業中輪胎的尼龍纖維增強、復合材料中的碳纖維增強、電子行業中PCB板中的trace增強以及其他可能會用到材料增強的行業。
本文作者：李桂花，上海安世亞太結構應用工程師。寧波大學工程力學碩士，8年CAE行業應用技術經驗。
展開 注意：加強筋單元僅用于占比整體模型很低的情況，另外和梁單元不同，不考慮彎曲，扭轉和橫向剪切剛度，只考慮軸向剛度。
梁實體共節點方法結果
新版本reinforcement設置方法（REINF264單元）結果
Reinforcement應用擴展：增強單元除了應用于鋼筋混凝土中的鋼筋增強，也可用于輪胎中的尼龍類纖維增強（幫助文件：Model the Tire Reinforcing）和復合材料中的碳纖維增強。除此，還可應用PCB板中的trace增強。
輪胎中的尼龍類纖維增強
PCB板中的trace增強
目前，Ansys中有四種方法可以考慮PCB中trace模型對PCB板進行仿真，分別是簡化模型等效法、trace mapping法、Trace增強方法和精確建模法。其中，Trace增強方法精度介于trace精確建模和trace mapping之間。如圖所示：
四種PCB板中考慮trace的仿真方法
總結：2020R2新版本中通過設置梁模型或者殼體模型為reinforcement，可以非常方便地考慮工程中加強筋或者加強膜結構對整體模型的影響，提高仿真精度的同時也提升了不熟悉APDL用戶的仿真效率。該功能可以應用于土木行業中鋼筋混凝土中的鋼筋增強、汽車行業中輪胎的尼龍纖維增強、復合材料中的碳纖維增強、電子行業中PCB板中的trace增強以及其他可能會用到材料增強的行業。
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李桂花
上海安世亞太公司
鋼筋混凝土結構廣泛應用于橋梁、建筑和外墻等領域。在仿真當中如何考慮混凝土結構中的加強筋作用呢？
作者：李桂花，上海安世亞太結構應用工程師
來源：本文為上海安世亞太原創作品
前言
鋼筋混凝土結構廣泛應用于橋梁、建筑和外墻等領域。在仿真當中如何考慮混凝土結構中的加強筋作用呢？
第一種方法，直觀上使用實體對混凝土和鋼筋進行完全幾何建模。在這種方法中，鋼筋所在的混凝土體有空隙，鋼筋本身填充這些空隙。這種方法鋼筋和混凝土之間的網格共節點（或接觸關系）比較好處理，
請問一下，像這種需要同時考慮受拉和受壓，且屈服強度不同的材料本構，如何在ansys輸入？謝謝~
在去耦電容優化中如何考慮直流偏置與溫度的影響
（圖為視頻截圖）
視頻簡介：
去耦電容的優化對電源完整性和電磁輻射的控制有巨大影響，而傳統的電容優化仿真無法考慮電容直流偏置以及環境溫度對電容性能的影響的
很多朋友在用ANSYS做地震時程分析時，一直苦于如何在地震時程分析中考慮結構的恒載。
目前兩種比較典型的錯誤做法是：
一、先做靜力恒載工況分析，打開預應力pstres開關；然后轉到時程分析
結果：該做法結構恒載對后續時程分析毫無作用，結構時程分析的初始狀態依然是0。
二、直接將重力加速度加在地震波上，例如，acel,9.8+aceq(i)
結果：該做法相當于將重力加速度帶入了積分
例如在模擬汽車在公路或者機車在軌道上行駛時，此時就需要考慮車輛本身的自重，因為實際情況下車輛是由下面的承載物體支撐的，而咋們建模時機車和軌道是有間隙的或者說零距離接觸~此時就需要考慮結構的自重。。。當然有人會講直接施加重力不就得了，何必整得這么復雜呢？但假設你對車體施加初速度的話，在車體和地面接觸時車體已經走過了一段距離，我想這應該會對后面的結果有一定的影響。。。
接著談談考慮自重產生的預應力的方法
我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁，混凝土用SOLID65單元，鋼筋用Link8單元（1），采用以下命令流定義：
......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
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