精細化有限元模擬的案例
【JY】砌體的精細化有限元模擬
在剪應力達到臨界剪應力之前，摩擦面之間不會發生相對滑動，達到臨界剪應力后，由原來的粘結摩擦變成滑移摩擦，摩擦面之間開始出現相對滑動（摩擦行為全過程見圖5），其計算表達式如下：
式中，τcrit為臨界剪應力；μ為摩擦系數；σ為正應力
圖5 庫倫摩擦行為全過程
精細化砌體有限元研究
根據以上精細化砌體有限元分析基本思路，建立精細化砌體有限元模型，并通過有限元算例分析加深對砌體精細化模型分析的理解。算例為砌體的受剪有限元模擬。
展開 【JY】橡膠支座精細化模擬與有限元分析注意要點
典型的橡膠單軸拉伸應力應變曲線如下圖所示，我們可以通過宏觀單元對于橡膠支座進行模擬，詳情請看（【JY】基于Rmberg-Osgood 本構模型的雙線性計算），為了探究支座的細部構造與性能，今天給大家帶來橡膠支座精細化模擬，以及有限元分析中相關的注意要點。
名義應力是指未變形單位面積上的力，名義應變是指每單位未變形長度的伸長。
ABAQUS精細化有限元建模答疑
博士期間和工作期間專攻ABAQUS精細化有限元建模技術，主要用于土木建筑結構的靜力、擬靜力、擬動力、地震波、碰撞和耗能分析。 茲成立了自己的建筑結構精細化仿真研究所，擁有自己的計算工作站（高性能CPU+GPU+多內存+大容量硬盤存儲，可一次性計算10個以上模型），并在CSCD核心期刊發表多篇有限元分析的論文，包括傳統鋼筋混凝土結構、鋼-混凝土組合結構、型鋼混凝土結構、約束混凝土結構等抗震耗能有限元分析。 歡迎各位學者和研究生交流，微信：shenhua820，收到信息必回復！
WB13.0球罐有限元分析（精細化模型，六面體網格，雪載，風
球罐有限元分析.doc
球罐是化工設備中常用的壓力容器，以往分析中多以殼單元和梁單元去模擬，然而，細節部位難以精確，本分析以全實體模型，六面體網格，精細化建模，彈簧代替拉桿，模擬出實際的應力最大位置。
特點：全實體建模，六面體網格，彈簧代替拉桿，精細化模型，雪災和鳳載。
由于報告整體設計企業隱私，同時也是我在單位的隱私，所以隱去企業名稱以及模型的尺寸和載荷數據，望大家理解和見諒，歡迎大家討論。
不銹鋼梁柱高強度螺栓摩擦型連接節點精細化有限元分析
（注：本帖數值模擬部分均為原創，接觸分析一直是模擬能否計算準確的關鍵，很難收斂，在此希望本帖能對研究接觸分析的有所幫助，從中有所收獲，希望大家能夠為該帖多多支持，為該帖投上一票，不勝感激！）
1. 引言
本文目的是通過對不銹鋼梁柱高強螺栓摩擦型連接節點進行精細化有限元分析，以確定該節點破壞機制、延性以及抗震性能。為此，本文對單調和循環荷載下不銹鋼梁柱高強度螺栓摩擦型連接節點進行真實精細化數值模擬，并與試驗結果對比來驗證數值模型的準確性，在此基礎上分析不銹鋼材料非線性、梁翼緣厚度、不銹鋼高強螺栓預緊力和不銹鋼抗滑移系數對該節點破壞機制、承載力、延性以及抗震性能的影響，為合理設計不銹鋼梁柱高強度螺栓摩擦型連接節點提供依據。
2. 不銹鋼梁柱高強度螺栓摩擦型連接節點精細化有限元模型建立
如表1所示，節點中柱尺寸均為450×250×16×12，有效長度為2.3m，梁尺寸有400×150×12×8（JW-1、JC-1和JC-3）和400×150×14×8（JC-2），有效長度為1.65m，其它尺寸見圖1。節點所用不銹鋼以及不銹鋼螺栓和不銹鋼鉚釘的真實應力應變曲線通過試驗得到的名義應力應變關系得到，其主要材料參數見表2和3，泊松比均為0.3，鋼材本構在單調加載和循環加載下分別采用等向強化模型和雙線性隨動強化模型，屈服準則采用Von Mises準則。柱端施加500kN軸力，其軸壓比為0.13，柱腳固定約束。梁端平面外約束，梁端單調位移加載（JW-1）或循環位移加載（JC-1、JC-2和JC-3），循環加載方式見圖2。不銹鋼的抗滑移系數設定為0.4，不銹鋼高強螺栓預緊力為170kN，不銹鋼環槽鉚釘預緊力為205.6kN，不考慮焊縫的影響。
展開 abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細化模擬分享
為了更真實準確地反應荷載作用下支座內部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構橡膠采用超彈性模(Arruda-Boyce模型)，鋼材采用雙折線線模型，鉛芯采用理想彈塑性模型。封板、鋼板和連接板的彈性模量E=200GPa，泊松比取0.3。鉛芯彈性模量E=18GPa，泊松比取0.42。下圖為橡膠的本構選取示意圖。
（3）分析步設置：均采用靜力通用，其中Step1為面壓荷載，Step2為水平荷載加載。
（4）邊界條件及荷載：
支座下連接板固結、橡膠與鋼板和上下封板均采用Tie連接方式，
上連接板施加支座面壓和位移
。
（5）單元類型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內部橡膠與鋼板建議開啟混合變形選項；選擇縮減積分可加快計算速度。
（6）本構正確性驗證：選取支座上表面中心點繪制荷載-位移圖如下圖所示。
如圖所示，滯回曲線呈明顯“旗幟”形。
（7）應力云圖和模擬動畫。
由于作者水平和時間有限，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請批評指正！
文章來源：廣東省院結構安全顧問
展開 iSteelStructure｜結構部件有限元精細模型建模案例合集 2023年版
復雜鋼結構節點滯回性能有限元參數化計算案例
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高鐵3×100 m連續鋼桁橋主桁架計算MATLAB程序
建筑、結構、機電設計事務所資質政策與甲級事務所名錄
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平行雙線盾構隧道下穿地鐵車站連續掘進施工精細化模擬 ￥100
平行雙線盾構隧道下穿地鐵車站連續掘進施工精細化模擬
視頻內容包含5部分（附inp文件）：
（1）前期準備工作
（2）創建模型幾何部件
（3）材料屬性設置
（4）連續施工模擬（分析步、接觸、荷載設置）
（5）網格劃分及地應力平衡
基于有限元法和響應面優化的的通訊電源鈑金件精細設計
此文為本人原創，首發于2018年4月安世亞太微信公眾號。個人微信公眾號（贏仿設計，二維碼在文末）亦有轉載。
===============分割線，以下為正文===================
某型通訊電源如圖1，機箱為鈑金件，主功率PCB質量1.5kg。主功率PCB支撐鈑金件如圖2，原設計質量為0.72kg。
圖3為機箱和PCB支撐的下料展開圖，因為是相同厚度，而且材料均為熱鍍鋅板，加工時可以用一張原始板材。下料面積為952X573=545,495mm2。按圖4的排列方式，下料面積為876X573=501,948mm2。注意到圖4右上角還有空白區域，開始考慮改變PCB支撐的結構，使PCB支撐的下料面積可以完全落入機箱的展開面積。
PCB支撐新設計如圖5，加工階段拆成4件，使用狀態為焊接后的整體件。前支撐如圖6，U型橫梁如圖7，后支撐如圖8。
在PRO/E中定義4個傳遞給ANSYS WORKBENCH的尺寸參數，分別是：后支撐切斷長度(圖9標記A)，前支撐切斷長度(圖10標記B)，橫梁截面寬度和高度如圖11。
在DESIGN MODELLER中導入PRO/E模型后，可見4個尺寸參數也被導入如圖12。抽取中間面，在橫梁上建立4個印記面作為PCB重量的作用面。在MECHANICAL內指定邊界條件和載荷如圖13，并設置輸出參數：前支撐質量、后支撐質量、橫梁質量、最大變形量、最大等效應力。
如圖14，Parameter Set中設置總質量參數P101，數值等于前支撐、后支撐、2個橫梁的質量之和。建立響應面優化任務如圖15。根據主功率PCB安裝情況，指定尺寸參數的變化范圍如圖16：前支撐切斷長度50~120，后支撐切斷長度240~312，橫梁截面寬度14~30，橫梁截面高度6~13。
展開 基于ABAQUS的地下室樁筏基礎抗沖切精細有限元分析
采用ABAQUS軟件對樁筏基礎進行小震及等效中、大震作用下的有限分析，驗證該處理方式的安全性，分析不考慮土的有利作用，計算結果偏安全。
圖1 樁筏基礎布置圖
2 有限元模型
圖2 樁筏基礎有限元分析模型
根據圖1的結構樁筏基礎布置圖，分析模型取矩形虛線范圍內3個柱范圍筏板基礎為研究對象，模型平面尺寸為27mX9m。在ABAUQS軟件中建立有限元模型，模型如圖2所示，為排除邊界約束的影響，有限元分析結果以中間柱筏板為準。
2.1 混凝土及型鋼單元
混凝土及型鋼單元采用C3D4實體單元，中心區混凝土材料本構采用ABAQUS提供的損傷塑性(Concrete Damage Plasticity)模型，如圖3所示，考慮混凝土受壓和受拉損傷，材料參數根據《混凝土結構設計規范》取值。其余范圍混凝土采用彈性模型，僅考慮材料剛度對分析區域的影響，不考慮該部分混凝土進入塑性。其中，樁基及筏板混凝土材料C40，框架柱混凝土材料C60。
型鋼鋼管采用彈性模型，材料Q345。
圖3 ABAQUS混凝土損傷塑性模型
參考上海現代建筑設計（集團）有限公司技術中心編著的《動力彈塑性時程分析技術在建筑結構設計中的應用》，混凝土損傷程度可用混凝土損傷系數dc表征。C40混凝土損傷程度與對應的dc值關系如表1所示。
展開 ANSYS APDL參數化有限元分析技術 附有限元分析ANSYS理論與應用下載
來源：安世亞太
APDL即ANSYS參數化設計語言（ANSYS Parametric Design Language），它是一種解釋性語言，可以利用參數創建模型，并自動實現分析任務。ANSYS的APDL實質上是由類似于FORTRAN77的程序設計語言部分和1000多條ANSYS命令組成的。
圖1 ANSYS命令使用
圖2 ANSYS命令說明
APDL允許復雜的數據輸入，使用戶對任何設計或分析屬性有控制權（例如：幾何尺寸、材料、邊界條件和網格密度等），擴展了傳統有限元分析范圍以外的能力，并擴充了更高級運算（包括零件參數化建模、設計優化等），為用戶控制復雜計算的過程提供了極大的方便。
從ANSYS命令的功能上講，它們分別對應ANSYS分析過程中的建立幾何模型、劃分單元網格、材料定義、施加載荷、定義邊界條件、分析控制、執行求解以及后處理計算結果等指令。利用APDL的程序語言與宏技術組織管理ANSYS的有限元分析命令，就可以實現參數化建模、參數化的網格劃分與控制、參數化的材料定義、參數化載荷和邊界條件定義、參數化的分析控制和求解以及參數化后處理結果的顯示，從而實現參數化有限元分析的全過程。
/post1
*get,sx25,node,25,s,x
!節點25處X方向應力
*get,uz44,node,44,u,z
!節點44處的Z方向位移
nsort,s,eqv
!通過米塞斯應力排序節點數據
*get,smax,sort,,max
!
展開 
三維CAD／CAE一體化的參數化動態有限元建模
提出了一種基于CAD參數化技術與CAD／CAE一體化技術的參數化動態有限元建模方法，該方法解決了三維實體有限元建模中幾何模型的描述與驅動、參數聯動、模型自動更新等一系列問題，為先進的參數化有限元分析與優化設計提供了關鍵技術基礎；闡述了三維參數化動態有限元建模方法中的若干關鍵技術，包括具有典型意義的基于AutoCAD／MDT二次開發環境ObjeetARX的CAD／CAE集成方法、復雜三維組合曲面網格全自動生成算法、復雜三維實體的四面體網格全自動生成算法、面向對象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的參數驅動方法等；建立了一個三維參數化形狀優化設計應用原型系統。
三維CAD／CAE一體化的參數化動態有限元建模.pdf
展開 ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
1.部件創建
1.1.1選擇模塊，點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點擊創建線，輸入如下坐標
1.1.3.點擊鼠標中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，1000）。點擊鼠標中鍵，得到CFRP模型。
1.3點擊（創建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，54）點擊鼠標中鍵，點擊鼠標中鍵，拉伸深度為30.
2.材料定義與指派
2選擇模塊，定義材料屬性
2.1.1點擊創建材料，輸入材料名稱Q235.點擊【Mechanical】，再點擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點擊【Mechanical】，再點擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數。（
展開 晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
后處理界面
應力應變分布：
圖7.3 后處理應力應變分布
圖7.4 后處理一些SDV結果的分布
本文不涉及材料參數應如何獲得，材料參數是參考了一些論文的數據還有自己的理解進行的設置，旨在構建一個能順利模擬的模型。下面給出所有參考文獻和在附件給出所有源文件，歡迎交流指正。
8. 參考資料
Ti3Al單晶和雙相片層TiAl合金塑性行為的CPFEM模擬
Ti-6Al-4V合金納米壓痕變形與高周疲勞行為CPFEM研究
On Predicting the Channel Die Compression Behavior of HCP Magnesium AM30
兩相鈦合金拉伸力學行為的研究
密排六方金屬鎂的晶體塑性力學性能研究
HCP多晶體塑性的數值模擬
TA15鈦合金高溫變形多晶體塑性有限元模擬
γ-TiAl多晶體壓縮變形機制的晶體塑性有限元研究
純鈦單道次ECAP變形織構演化的細觀有限元模擬
純鈦晶體塑性力學性能研究
純鈦塑性變形行為的晶體塑性有限元模擬
純鈦壓縮變形下的晶體塑性有限元分析
考慮滑移與孿晶的鎂塑性本構研究
鈦合金雙態組織高溫拉伸行為的晶體塑性有限元研究
展開 基于有限元仿真的某車門輕量化分析
[4] 萬德安,趙建才.轎車車門剛度有限元分析及結構優化[J].汽車工程,2001(6):385-388.
[5] 朱江森,郭艷茹,陳劍.某車門碰撞性能分析及結構優化研究[J].汽車科技,2011(5):16-19.
[6] 徐飛云,謝斌,成艾國.車門靜態強度的有限元分析模擬[J].機械工程師,2010(3):104-106.
文章來源 汽車實用技術. 2023,48(01)
