非對稱加載
關注創建者：功不唐捐. 創建時間：2023-08-26
非對稱加載的實例教程
將澆鑄的溶液浸入水中進行非溶劑誘導相分離(NIPS)，這是一種非平衡過程。固化雙層超濾膜由位于不對稱多孔均聚物亞結構上的薄層多孔BCP自組裝而成。另一方面，本文成功實現BCP表面分離的關鍵是在仔細考慮溶劑表面能和聚合物-溶劑相互作用參數的基礎上選擇二元溶劑體系。此外，通過二價金屬添加劑穩定BCP膠束結構也是必不可少的。該方法提供了一種低成本制備雙層非對稱超濾膜的方法，該膜基于均勻的雙環戊二烯自組裝的選擇性頂面孔層，只需一次澆鑄步驟即可完成。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202009387
圖1.由SV BCP自組裝的多孔表面分離層組成的雙層膜的一步S2NIPS工藝，該膜位于由混合溶液澆鑄而成的非對稱PSF子結構的頂部。
圖2.SV：(PSf+PVP)基于SV分數的二元混合S2NIPS派生膜示意圖
圖3.不同摩爾質量的PEGs的尺寸選擇性滲透示意圖
總的來說，本文描述了一種在非平衡過程中控制表面偏析的策略，該策略被用于制備雙層NIPS衍生膜，該膜由BCP自組裝衍生的表面分離層組成，在無序的非對稱多孔均聚物亞結構上具有均勻的孔徑。我們稱之為表面剪切(S2NIPS)的工藝允許極少量的BCP(低至2wt%)顯著改善分離應用中的膜性能，確保高通量和尺寸選擇性分辨率。這一策略的關鍵是采用表面能非常不同的二元溶劑，每種溶劑分別優先被兩種組成的聚合物中的一種吸附。
總體而言，本文所提出的策略提供了一種控制表面分離的方法，特別是在導致超濾膜的非平衡方法中。
展開 材料力學中，我們主要研究的是對稱彎曲下純彎曲梁橫截面上的正應力計算，并推廣到橫力彎曲的情況。
當梁不具有對稱平面（如下圖1）
，或者梁雖具有縱向對稱平面，但外力不作用在該平面時
（如下圖2
）
，梁將發生
非對稱彎曲。
當梁發生非對稱彎曲時，對稱彎曲的正應力計算公式將
不再適用
。經過推導，廣義上的彎曲正應力計算公式為：
非對稱彎曲問題求解
以下題為例，討論非對稱彎曲正應力的材料力學解法與ANSYS解法：
例題：跨長
L=4m的簡支梁，由工字梁鋼制成，橫截面尺寸如下圖。作用在梁跨中點處的集中力
F=50kN，
力F的作用線與橫截面鉛垂對稱軸間的夾角Φ=15°，且通過截面的形心，求梁的最大正應力。
一、基于廣義彎曲正應力公式的計算：
根據題意：力F的作用線與橫截面鉛垂對稱軸間的夾角Φ=15°，可知該問題為梁的非對稱彎曲問題，我們首先繪制出該梁的總彎矩圖如下：
總彎矩Mmax = 50000 N·m
總彎矩在
兩形心主慣性平面xz和xy內的分量分別為：
My,max = Mmax × sinΦ = 12940.95 N·m
Mz,max = Mmax × cosΦ = 48296.29 N·m
工字梁截面的y、z軸均為形心主慣性矩，截面對y、z 軸的慣性積Iyz=0。
展開 之前做了一段時間，藥型罩的不對稱性影響最大，看了藥型罩偏移距離和材料的影響
上一篇文章我們討論了梁非對稱彎曲的第一種情況，即梁具有縱向對稱平面，但外力不作用在該平面內的情況。這篇文章，我們將討論梁非對稱彎曲的第二種情況——梁不具有縱向對稱平面。
例題：一Z型型鋼制成的兩端外伸梁在
z平面內承受均布載荷
q = 20kN/m，其計算簡圖如下。已知梁截面對形心軸y、z的慣性矩和慣性積分別為
Iy=2.8283×106mm
4
，
Iz=
1.9313
×107
mm4
，
Ixy=5.32×106 mm4
。
求梁的最大正應力。
一、基于廣義彎曲正應力公式的計算：
根據題意，該梁為Z型型鋼，不具備縱向對稱平面，可知該問題為梁的非對稱彎曲問題，我們首先繪制出該梁的總彎矩圖如下：
經過計算，最大彎矩：
Mmax = 12500 N·m
根據廣義上的彎曲正應力計算公式可得最大正應力：
σmax
= 146.95 MPa
二、基于ANSYS的計算：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據例題所示結構，確定分析類型為
靜力學分析；
2. 確定單元類型：該結構為梁結構，結果需要輸出彎矩圖，因此分析時使用Beam單元；
Step1
梁模型建模
根據例題中提供的梁模型尺寸，我們在SCDM中建立梁模型。建模時應注意把受力點建出來，方便我們施加載荷。
展開 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了在非對稱二維擴散器中流體逐漸分離和再附著的湍流流動。擴散器以10°的角度發散，并擴大到入口高度的4.7倍左右。
計算域：入口高度2m，出口高度為4.7倍入口高度，發散角為10°，發散后的直線段長度為21倍入口高度
物質屬性：密度1kg/m3，粘度0.0001kg/m-s
邊界條件：入口平均流速為0.7041m/s
網格劃分
采用矩形網格，網格數量為7872
計算設置
本次計算為穩態湍流計算。
物質屬性
計算物質設置為空氣，設置它的密度和粘性
湍流模型
選擇標準k-epsilon湍流模型
邊界條件
設置入口流速及湍流參數
入口速度由profile文件導入，profile文件下載地址：https://pan.baidu.com/s/1Zpds2BBV76B5cAowAHWdFA 密碼: wtbg
設置壓力出口
計算結果
計算域速度場云圖
計算值與實驗值對比
距離入口24.4m處x方向速度值對比圖表
參考文獻
C. U. Buice, J. K. Eaton. “Experimental Investigation of Flow Through an Asymmetric Plane Diffuser”. Journal of Fluids Engineering. Vol. 122, pp. 433-435, 2000
展開 
非對稱加載的相關專題、標簽、搜索
非對稱加載的最新內容
1引言
在現代船舶設計與運行中，船體的振動問題一直是確保航行安全與乘員舒適的重要課題。船舶在行駛過程中，除了受風浪等外部自然載荷的影響外，船上動力系統、機械設備以及貨物的振動也會對船體結構產生復雜的動態效應。過度振動不僅可能導致船體產生顯著的變形、較高的振動速度和加速度，還會引發噪聲問題，對船上人員的健康構成潛在威脅，嚴重時甚至會引發結構疲勞、裂紋擴展以及安全事故。
近年來，隨著船舶結構形式和工況要求的不斷提高
摘要: 針對一個具有非對稱下浮體結構的新型半潛式起重平臺，基于三維勢流理論，采用水動力計算軟件Aqwa，根據系泊系統設計標準，對該平臺的懸鏈式系泊系統進行布置并進行3h時域系泊模擬。考慮3種不同的風浪流海況，研究此平臺的系泊系統特性。研究發現8根系泊纜方案較12根系泊纜方案更為經濟且能滿足性能要求，最后針對8根系泊纜方案選取了5種懸鏈松弛度，對比找出最佳松弛度，發現最佳松弛度為7.5。
關鍵詞
它考慮了主應力的線性組合，對非軸對稱加載有更好的適應性。
在一些特定的加載情況下，Hill48模型可以提供更準確的預測結果。特別是對于一些具有明顯非軸對稱特性的材料，如纖維復合材料等，Hill48模型可能更適用。
然而相對于Mises準則，Hill48模型的表達式更為復雜，計算和應用上更為繁瑣。
然后，可以通過多幀重啟動，根據需要應用非軸對稱加載，繼續對三維模型進行分析。
問題描述
以下是本示例問題中使用的螺紋連接模型的幾何結構：
分析分為三個步驟：
• 第1步：求解內部壓力和端蓋載荷下的二維軸對稱螺紋連接模型。
• 第2步：將二維軸對稱模型轉換為完整的三維模型。
在前面的文章和中表明共軛梯度法是求解對稱正定線性方程組的一種有效方法，當針對不同的系數矩陣采用不同的預處理方式時，其可以以較少的迭代次數獲得較高精度的解。然而，該方法的一個缺點就是其只能適用于對稱正定系數矩陣，當系數矩陣不再是對稱正定時，此方法可能失效。
以下舉例：
上面矩陣A為非對稱矩陣，采用共軛梯度法求解過程如下：
該方程組采用共軛梯度法迭代
脈沖電容器由于其優異的快速充放電性能，在電動汽車、風力發電、電磁彈射裝置等脈沖能量存儲與轉換系統中具有重要應用。為了滿足電力電子設備的高度集成化發展，近年來，國內外學者針對介電材料的儲能密度提升開展了大量研究。然而，儲能密度的提升通常會導致充放電效率降低，成為限制高儲能密度介電材料發展的瓶頸。
就化學組成、分子遷移率和構象而言，聚合物界面的性質不同于本體狀態。盡管其體積比非常有限，但界面可能主導聚合物材料的整體功能性質。空氣-聚合物界面(表面)對聚合物膜和膜尤其重要，因為它控制著與外部環境的相互作用。共混聚合物薄膜中的表面離析在理論研究和實際應用中都引起了人們的極大興趣。目前已經提出了各種控制表面偏析的方法。然而，它們通常需要較長的退火時間才能達到熱力學平衡。 來自美國康奈爾大學等單位的
多孔聚合物薄膜因具有輕質、高比表面積、易加工和結構設計靈活等優越性能，而被廣泛應用于多個重要領域。隨著多孔聚合物材料的應用場景日益前沿化，如何制備具有復雜三維孔洞形貌的多孔聚合物材料成為該領域研究者的新挑戰。其中具有有序/無序復合型非對稱結構特點的多孔聚合物薄膜，由于其在膜分離等領域所獨有的應用優勢，獲得了越來越多的關注
對稱性是自然界的一個普遍現象，然而自然界中也存在一些對稱性破缺，例如：有些生物兩只眼睛有大有小，而比目魚的眼睛甚至長在同側；細胞膜雙層成分的非對稱性，保證了生命活動的高度有序性（圖1）。因此，研究對稱性破缺具有重要意義。
圖1. 眼睛長在同側的比目魚（A）和細胞膜的非對稱結構（B）1
關注公眾號：“CAE之道”，享受專屬答疑服務，精彩文章不錯過。
上一篇文章我們討論了梁非對稱彎曲的第一種情況，即梁具有縱向對稱平面，但外力不作用在該平面內的情況。這篇文章，我們將討論梁非對稱彎曲的第二種情況——梁不具有縱向對稱平面。
例題：一Z型型鋼制成的兩端外伸梁在
z平面內承受均布載荷
q = 20kN/m，其計算簡圖如下。已知梁截面對形心軸y、z的慣性矩和慣性積分別為
Iy
