循環加載變形分析的案例
ANSYS加載預變形的分析例子
本文檔以多層板彎曲問題為例，目的為解決下列問題：
1）2層板在某工況下產生預翹曲變形；
2）第3層板貼合之后，導入前2層板的預變形，仿真最終的變形結果。
步驟：
一、首先創建常規的兩層板仿真模型
二、設置邊界條件及加載條件，求解得出變形結果
三、復制工程A到工程B，并將Solution鏈接到Setup中
四、進入B的geometry中，建立第3層板
五、進入Setup中，利用Submodeling 導入前兩層板的變形結果
六、針對第3層板的邊界條件及加載條件，重新計算。
七、至此，完成。
展開 基于LAMMPS模擬Cu單晶疲勞循環加載過程
圖1 (a)循環載荷加載曲線；(b)分子動力學模型
模型采用第三章中的 (100) 取向立方結構模型，X、Y、Z 三個方向分別對應于 [100]、[010]、[001] 取向,三個方向均采用周期性邊界條件以消除邊界效應。通過控制應變，采用拉壓循環的方式進行加載，應變比為 R =?1 ( R 為每次循環的最小應變與最大應變之比)。加載示意圖如圖1（a）所示。為了研究循環加載下溫度和應變率對疲勞力學性能和變形機理的影響，分別在300K溫度下和應變率為1×109s-1的條件下進行了模擬計算，此外，還考慮了正弦形波循環加載對力學性能和變形機制的影響。
圖2 循壞載荷下的應力應變曲線
300 K 時的循環應力-應變曲線如圖2所示，當高溫合金受到循環加載時，最大應力隨循環次數的增加而增大，即首先發生應力循環硬化，這主要是由于初始缺陷的積累，如位錯、堆垛層錯等。隨著加載的進行，循環應力-應變曲線在最后幾個循環中基本一致。隨著循環次數的增加，最大應力趨于穩定并達到循環飽和狀態，這符合金屬的循環變形特征。
圖3 (a)循壞載荷下Cu模型；(b)剪切應變；(c)循環載荷下位錯分析；(d)公共鄰域分析
圖4 (a)循壞載荷下Cu模型；(b)剪切應變；(c)循環載荷下位錯分析；(d)公共鄰域分析
圖3和圖4分別為不同應變下Cu單晶的循環載荷、剪切應變、位錯分析、公共鄰域分析的可視化圖，通過ovito可視化后，可以發現循環載荷下Cu單晶存在明顯的應力集中現象，同時發生均勻相變，在Cu單晶內部可以發現存在少量的bcc以及Other原子，這對Cu單晶的變形和力學性能有顯著的影響。
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展開 試驗洞悉工程 | 考察海洋樁基的循環加載裝置
圖6為J1激光位移計測到的循環荷載下樁身累積殘余變形，可知：在單個周期內，泥面處的樁身位移呈近似于周期性變化，每次循環后，樁身會發生一定量的殘余變形，而監測點處的樁身累積殘余變形隨循環次數的增加而增加。在循環荷載的前幾個周期內，泥面處的樁身位移發展速度很快，累積殘余變形很大，且波動值較大；隨著循環次數的不斷增加，泥面處的累積位移增長速度逐漸減小并趨于穩定，波動幅度有所減小。
圖6 樁身殘余變形隨循環加載次數的變化情況
圖7 給出的是在循環荷載作用下樁前、后距樁1D位置處的變形隨循環次數的變化規律，可以發現：
① 在循環最初約50個周期內，樁周土基本還未與樁發生明顯分離，因此樁前后相同位置處的土體變形基本一致；
② 約50個循環周期后，模型樁與土體開始逐漸分離，表現為樁前后土體變形不一致，樁前土體位移逐漸大于樁后土體位移；
③ 循環加載次數600次后樁前后的變形已經逐漸趨于穩定。
圖7 樁前后1D處土表累積變形隨循環次數的變化
圖8 給出的是在循環荷載結束后樁周土體的破壞情況。由圖可知：樁后土體與模型樁明顯分離形成較大的間隙，間隙寬度約為4.5mm，同時樁側土體拉伸裂紋明顯擴大，延伸距離約為0.3D深，樁前土體受壓隆起，并產生擠壓泥漿出現，此外還分布有寬度約2mm、長度約為20mm 的擠壓裂紋。
展開 ANSYS中的循環載荷加載，最易理解的案例來了！
本文的主要目的就是展示在ANSYS中循環加載是如何實現的。
計算結果
橡膠塊循環拉伸變形結果（可以看到有四次循環變形）
本文以一個正方形橡膠塊為例說明，橡膠塊如圖約束（約束XY面節點Z自由度，約束XZ面節點Y自由度，約束YZ面節點X自由度）,在側面施加循環載荷。
計算模型示意圖
循環載荷施加正弦形狀的位移載荷，分為4個正弦周期，四個正弦周期載荷幅值分別為0.1，0.2，0.3，0.4，4個周期加載過后，橡膠內部積累的應力釋放。具體定義分為幾個步驟：
步驟一：首先定義4個周期載荷幅值向量。
*DIM,AMPL,ARRAY,4 ! Amplitude Vector Definition
AMPL(1)=0.01
AMPL(2)=0.02
AMPL(3)=0.03
AMPL(4)=0.04
步驟二：定義離散時間加載點
*DIM,SOLTIME,ARRAY,161 ! Time Vector Definition
SOLTIME(1)=0.0
*DO,I,2,161,1
SOLTIME(I)=SOLTIME(I-1)+0.1
*ENDDO
步驟三：計算每個時間點下的位移激勵大小,也就是正弦曲線上的y值大小。
*DIM,BC_X,ARRAY,161 !
展開 
anasys將數組中的載荷循環加載問題 急！
模型是已經建好的，還有溫度載荷已知，現在需要將這些溫度載荷加載到相對應的節點上，節點很多，而且有24個時刻，每個時刻，節點的溫度都不同，想用循環語句去加載，但是出現的問題很多，下面是我的命令流文件，會的大神幫幫忙啊!
FINI
/CLE
/TITLE,ANALYSIS OF A ANTENNA
MODEL03
*dim,aaa,,7968,1,1
*dim,bbb,,432,1,1
*CREAT,MM
*VREAD,aaa(1),E:\ansys\model-3\temp1,txt,,7968,,,,,,
(1PE16.7)
*END/INPUT,MM
*CREAT,..
*VREAD,bbb(1),E:\ansys\model-3\temp2,txt,,432,,,,,,
(1PE16.7)
*END
/INPUT,MM
NSEL,ALL ！
展開 基礎循環作用下變形新算法
新方法，歡迎指正 https://doi.org/10.1002/nag.3542
《Acta Mater》：多組分熵合金在高頻動態加載下的獨特變形機制！
對變形區域的晶粒取向分布進行分析發現，高頻超聲加載使多組分合金的晶粒內部發生了多軸、大角度的轉動，顯著改變了局部區域晶粒的優先取向，有助于容納變形過程的位錯胞，并有利于晶粒細化、形成亞晶，而常規加載下晶粒內部的歐拉取向角沒有發生顯著變化；高頻動態加載下變形區域的幾何必要位錯密度（9.39×1013 m-2）大于常規加載（6.17×1013 m-2），但是超聲加載的應力均化效應使位錯發生擴散并分布更加均勻，從而減少了位錯塞積，有利于提升塑性極限，相比之下常規加載產生的位錯主要集中分布于晶界區域，更易萌生裂紋。
圖3 不同加載模式下的微觀組織結構演變：a 超聲加載變形區域的透射電鏡（TEM）圖，b、c 常規加載（CC）和超聲加載（UC）模式下的晶體轉動和晶粒取向，d、e不同加載模式下變形區域的局部取向差分布及對應的幾何必要位錯（GND）密度。
高頻動態加載下，反射應力波的釋放對位錯塞積產生松弛效應，促進位錯擴散，抑制位錯在局部區域的纏結和塞積，因此，多次加載循環后，變形區域的位錯密度高、分布均勻，可有效減少裂紋萌生，提升加載變形的塑性極限。同時，動態加載優先激活向低阻力方向滑移的位錯，并在變形區域產生更多可動位錯，這種擴散效應也有利于伯氏矢量相反位錯的湮滅，使合金在變形過程中加工硬化行為顯著減少。此外，硬脆的IMCs相在高瞬時應變率下更易發生顯著細化，可消除FCC晶粒之間的粗大硬脆相，有利于多晶粒的協調變形。
展開 基于ABAQUS的CONWEP爆炸荷載動態加載下蜂窩狀網狀夾層結構變形數值模擬
ABAQUS通過CONWEP模型提供的經驗數據結合入射波加載定義，可以定義這種由于空氣爆炸引起的荷載效應，其中入射波可分為：球形入射波（空氣爆炸）或半球入射波（表面爆炸），本例采用球形入射波定義。
CONWEP是來源于美國軍方實驗數據的爆炸載荷計算方法，用于自由空氣場中爆炸和近距離爆炸計算。在ABAQUS中，當給定的起爆點、加載面、爆炸類型和TNT當量，即確定了CONWEP模型的爆炸沖擊壓力歷程曲線如圖1所示，可見該曲線包含以下經驗參數：由入射壓力和反射壓力構成的的最大超壓（高于大氣壓），沖擊壓力到達時間，超壓持續時間和指數衰減系數。
圖1 爆炸產生的沖擊波壓力時程曲線
由于沖擊波產生的超壓即總壓力是入射壓力，反射壓力和入射角的函數，被定義為加載表面的法線與加載面任意點指向爆炸點的矢量之間的角度。因此總壓力定義為：
本例將以空氣爆炸產生沖擊波對蜂窩狀網狀夾層結構的影響為例展示其非線性分析能力。
幾何模型與網格劃分:
蜂窩狀網狀夾層結構幾何模型如圖2所示，夾層結構由方形蜂窩芯組成，垂直腹板焊接在頂板和底板上。整個夾層板結構的尺寸為610×610×61mm。 夾層結構位于X-Y平面中，而爆炸源在夾層結構的頂板的中心垂直上方（沿z方向）100mm。頂板和底板厚5毫米，方形蜂窩芯板厚0.76毫米，蜂窩網之間的間距為30.5mm。
由對稱性取四分之一進行建模，使用31×31×5個C3D8R單元將頂底兩個板離散化，蜂窩芯沿著芯的高度使用30層S4R殼單元，如圖3所示。
展開 高熵合金、中熵合金低周疲勞加載下的變形機理
在低周疲勞加載下，等原子面心立方 (FCC) CoCrFeMnNi 高熵合金的塑性變形由位錯結構（如位錯墻，位錯胞）的形成而累積，進而導致裂紋萌生。雖然已有文章報道過這些位錯結構，但關于它們的形成機制還存在爭議。此外，應變幅度、循環加載次數和晶粒取向對位錯結構的影響還未見報道。
德國卡爾斯魯厄理工學院的研究人員通過開展室溫下低周疲勞試驗，結合透射電鏡顯微結構研究，闡述了兩種不同晶粒尺寸的CoCrFeMnNi合金的循環變形行為和相應的微觀結構變化，并系統探討了不同位錯結構的形成機理。相關論文以題為 ‘Deformation mechanisms of CoCrFeMnNi high-entropy alloy under low-cycle-fatigue loading’ 發表在《Acta Materialia》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117089
本文通過透射電鏡研究表明，在低應變幅（0.3%）下，位錯結構主要由平面滑移帶（planar slip bands）組成，而在較高應變幅（0.5%和0.7%）下，位錯主要形成墻、迷宮和胞結構（wall， labyrinth and cell）等。這一結果也揭示了位錯的運動由低應變幅下的平面滑移向高應變幅下的交滑移的轉變。
展開 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發生網格畸變，網格畸變區的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘的變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
展開 ANSYS workbench 循環對稱壓力容器靜力分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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基于循環譜的隱蔽通信性能分析
對DSSS信號和隨機跳碼擴頻信號的二階循環平穩特性進行了理論分析，并通過仿真證明了循環平穩特性可用于隱蔽通信波形循環譜分析。首先，理論分析揭示DSSS信號的循環譜在與數據符號速率和碼片速率相關的循環頻率上，具有由信號的循環平穩性所產生的一系列特征峰值；然而，在隨機跳碼直擴信號中，擴頻碼帶來的循環平穩性被破壞，導致其循環譜僅在與碼片速率相關的循環頻率上存在特征峰值；最后，利用循環平穩特性，結合判決門限進行隱蔽信號檢測的仿真和分析。
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主要內容
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1
隱蔽波形設計
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為了有效地應對各類非合作信號截獲技術，本文研究了隱蔽通信波形設計方法，采用大信號掩蓋技術和跳碼擴頻技術，其中大信號的“大”是指具有強功率直擴星座映射特征，該信號由直接序列擴頻方式產生，將隱蔽信號與大信號疊加獲得輸出的隱蔽通信波形。
展開 《基于 ＡＢＡＱＵＳ 的單向循環荷載簡支梁損傷分析》
３. ３ 荷載 － 位移特征
從荷載 － 位移曲線來看加載來看（如圖 ６ 所示）， 每級加載時， 位移荷載最大值基本發生在第 １ 次循 環， 隨后的 ２ 次循環所需的施加的力逐步遞減， 以 第二級荷載為例， 達到１２. ５ｍｍ 位移的第１、 ２、 ３ 次 循環荷載依次為（位移荷載向上為正， 向下為負）：１４５. ６６９、 １２６. ０８、 １１１. １７５ｋＮ。這是由于荷載第 １ 次 作用于梁體時， 梁體先產生彈性變形， 此時梁體由 上部受壓， 下部受拉， 當梁體變形積累到特定量級時， 梁體進入塑性變形，部分單元喪失工作能力。
當進行第二級第 １ 次循環位移時， 位移荷載達 到整個模擬試驗的最大值——１４５. ６６９ｋＮ， 結合損 傷特征（如圖 ５ 所示）得知， 第二級荷載對促進損傷 發展最為明顯， 說明荷載促進了更多的單元參與工 作的同時也使得部分單元失去一定的工作能力。此外， 在后續的循環荷載中， 位移荷載的大小基本保 持在 － １１０ｋＮ 左右， 說明盡管損傷不斷累積， 梁體 依然能保持一定的工作能力。
在室內試驗或原位測試中， 這樣的受力和變形特性往往難以獲取， 這就體現了數值模擬分析方法 相較于模型試驗的優勢， 即在分析結構受力、變形 等方面具有的更高的便捷性、直觀性。
４ 結論
（１）鋼 － 混凝土簡支梁在跨中單向循環荷載作 用下， 底部受拉鋼筋及荷載兩端的受剪部件應力集 中程度最為明顯， 應重視該區域的施工、 設計， 提 升施工安全性， 降低安全隱患；
（２）隨著位移荷載增大， 混凝土簡支梁的拉壓 損傷特征差異明顯。
展開 高級仿真－－循環對稱分析
1.如圖所示，取一基本區域作為分析對象
2.進入fem環境，劃分網格。
首先，設置網格匹配：2d dependent mesh,具體設置如圖所示
注意：Type:Symmetric
3.劃分主面2d網格
4.劃分從面2d網格
5.可看到主面和從面上節點的個數和位置是對應的
6.劃分體，用tet10單元
7.設置材料屬性，這些不詳述，材料為鋁
8.進入sim環境
9.點 automatic coupling，具體設置如圖所示
這步的目的主要是設置從而的節點的位移與主面上節點的位移保持一致
10.施加邊界條件：
約束主面的節點第二自由度為0，即旋轉自由度為0
循環對稱結構模態分析
對于葉輪機，螺旋槳，電機等這一類具有循環對稱結構的機械來說，其建模分析應充分利用此類結構的特點—重復性和軸對稱性，只需通過對基本扇區的建模分析并對結果加以擴展即可得到整體結構的結果。對于模型復雜、扇區較多的結構利用循環對稱分析可以極大的降低計算規模，減少求解時間。
1.基本理論
通常結構的動力學基本模型可以表示為：
式中M、C、K分別為結構的質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣。
U代表各節點的位移，f為結構的外力。
結構的循環對稱邊界條件可表示為：
ua，ub分別為低角度邊的基本扇區位移和復制扇區位移
Ua`，Ub`分別為高角度邊的基本扇區位移和復制扇區位移
k表示諧波指數，α為扇區角度，N為扇區數量。
2.算例模型
模型的基本參數如下表所示：
材料參數
幾何參數
彈性模量
2E11 Pa
扇區數量
18
泊松比
0.3
葉片長度
1 m
密度
8000 kg/m3
葉片厚度
0.05 m
算例模型及模型的對稱邊界區域如左圖所示，擴展后的模型如右圖：
在實際操作中需保證對稱邊界上幾何體的一致和網格節點的一一對應。設置好模型的邊界條件后還需要施加模型的轉速并先進行預應力求解，本例施加的轉速為1500r/min。最后再進行常規的模態分析。
3.結果分析
由于分析對象是循環對稱結構，所以最終模態結果是按照節徑數排列的。
展開 