預應力分析
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
預應力分析的視頻教程
基于workbench含預應力的模態分析
本課程考慮預應力下的模態結構分析，該預應力主要為慣量盤高速旋轉時離心力導致的預應力。其他預應力分析過程同理，課程從模型建立、模型導入到最后結果分析均有詳細講解
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基于workbench波形彈簧不同壓縮量力值計算與不同預應力模態分析
solidworks 波形彈簧繪制； spaceclaim中模型處理（邊分割）以及mesh（beta）網格劃分； 基于workbench波形彈簧不同壓縮量力值計算與真實試驗對比（含彈塑性材料的參數添加）（在mechanical中繪制圖表，定義x、y軸坐標參數）； 預應力下模態分析； 注，含三維模型，方便練習
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Altair OptiStruct? 結構動力學分析
Altair OptiStruct? 結構動力學分析 培訓內容包括： Part 1（動力學概述、模態分析、預應力模態分析、單自由度系統、阻尼建模）， Part 2（瞬態響應分析、頻響分析、動力學后處理、強迫運動分析、隨機振動、模型檢查與分析設置）。
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預應力分析的實例教程
需要指出的是，這種預應力(pstress)的效果和幾何非線性分析中的“應力剛化”(stress stiffeness)是相同的來源。
以上闡述就是預應力模態產生的基本原理，讀者可以思考一下：模態分析在什么情況下需要考慮預應力的效應。
算例
考慮一根簡支梁，兩邊施加拉力和壓力(通過初始應變實現)，進行預應力模態分析，對比二者和無載荷作用時的模態分析結果。
無預應力模態分析的結果：
拉預應力模態分析的結果：
壓預應力模態分析的結果：
對比無預應力模態、拉預應力模態、壓預應力模態三者的固有頻率結果發現：前
6階模態，相比于無預應力工況，拉預應力工況的頻率有所提高，因為拉力載荷使梁的橫向剛度提高了；而壓預應力工況的頻率有所降低，因為壓力載荷使梁的橫向剛度降低了。
前文對預應模態分析產生的原理進行了較詳細的介紹，對拉/壓預應力模態進行了分析，并和無預應力模態分析結果進行了對比。
現以ANSYS為例，結合前文介紹的理論和要點，實現具體分析。在“基于ANSYS的響應譜分析”一文中介紹了APDL和Workbench的特點，在此，本文以APDL為例，同時兼顧Workbench，介紹ANSYS如何實現結構動力學中的預應力模態分析。
預應力模態分析
對于薄壁結構，如細長梁和薄板，由于彎曲剛度比軸向拉壓剛度小很多，當結構受外載作用時，由于應力剛化(SSTIF)效應，在進行模態分析時，一般需要考慮預應力效應的影響，即進行預應力模態分析。
展開 ④施加邊界條件和預應力載荷
⑤求解后查看結果
MeshFree靜力學分析結果—變形
MeshFree靜力學分析結果—應力
MeshFree預應力模態分析結果—模態表格
隨后，利用ANSYS對該模型進行了預應力模態分析，得到了對應的結果，并進行對比。
在本課中將主要介紹如何在LMS Virtual.Lab中進行預應力結構模態分析。眾所周知，對于振動噪聲分析來說，做好模態分析、振動分析是進行噪聲分析的前提。對于普通的結構模態分析，在視頻教程第一課中已經有了詳細講解，但是對于一些特殊的結構，例如壓力容器、考慮張力的結構（如琴弦）、以及考慮自身重力引起內部應力的結構來說由于預應力的存在將增加結構的整體剛度，從而影響結構模態，提高模態頻率。在本課視頻中就詳細講解了如何進行預應力結構的模態分析。在LMS Virtual.Lab 12中，已經將LMS Samcef結構求解器中的線性結構求解器部分全部融入到了Virtual.Lab平臺，因此LMS Virtual.Lab中的結構求解器進一步加強，包括了線性靜力求解器、模態疊加、模態映射、基于模態映射的聲振耦合、直接NTF計算、瞬態振動響應求解等全新內容，本課在使用LMS Virtual.Lab自帶結構求解器進行預應力模態分析的同時，還向大家展示了如何使用LMS Virtual.Lab的前后處理功能，調用Nastran進行分析。LMS Virtual.Lab不僅支持Nastran，還可以對ANSYS、Radioss、LS-DYNA等求解器進行前后處理，極大地方便了用戶。（注意：本視頻課程中第二部分為使用Virtual.Lab調用Nastran進行預應力模態分析，旨在進行LMS Virtual.Lab 求解器與Nastran求解器的分析結果對比，學習者重點掌握如何使用LMS Virtual.Lab進行預應力模態分析即可！）
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展開 考慮預應力的機械沖擊分析 ￥10
預應力的影響
帶預應力的結構一般都會有效提高結構的機械性能，如消除結構的局部模態，提高結構整體或局部剛度，提高結構的疲勞性能等。電池包結構中常見的預應力載荷如壓板預壓力，綁帶式模組綁帶的預張力，緩沖墊的預壓縮（過盈配合裝配）及螺栓預緊力等。
在仿真分析中如果不考慮預應力的影響，得到的結果往往是偏保守的，甚至會得到錯誤的結果和結論。
如何考慮帶預應力的機械沖擊分析
在有限元分析中，預應力的加載一般都是靜態分析模擬，而機械沖擊是一個動態分析，我們需要在預應力分析的基礎上進行一個動態分析，這樣便能實現帶預應力的機械沖擊分析。
不同的仿真軟件隱式轉顯式的方法各不相同，但基本思路是一樣的。即先進行預應力工況分析，再通過重啟動技術來實現預應力工況結果的傳遞。
Abaqus實現隱式轉顯式的方法
先用Abaqus standard進行預應力工況分析，并設置重啟動；再通過重啟動及關鍵字*import來完成Abaqus standard到Abaqus explicit的轉換。
Dyna實現隱式轉顯式的方法
Dyna中實現隱式轉顯式的方法很多，有dynain文件法，隱式轉顯式法，臨界阻尼法，動力松弛法，準靜態加載預應力的方法等。考慮到各種方法的局限性和便捷性，建議使用動力松弛法。
Dyna動力松弛
在LS-DYNA中的動力松弛是顯式求解器對線性和非線性的靜態或準靜態問題進行近似求解，其原理是通過增加阻尼使系統的動能降低為零，求解得到問題的近似解。
動力松弛關鍵設置如下：
DRTOL收斂容差，默認為0.001。理論上只要收斂容差設置足夠小，就可以使動力松弛結果與靜態分析的結果一致。但是收斂容差太小會造成動力松弛求解過程耗時過長甚至不收斂，所以在保證收斂的情況下適當調小收斂容差即可。
IDRFLG設為1調用動力松弛。
SIDR項取值不同，其意義也不同。
展開 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、學習飛機機翼三維模型的處理
2、學習預應力模態分析步的建立
3、學習預應力模態分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機機翼預應力模態分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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在工業制造與資源勘探的快節奏環境中，傳統的實驗室送樣檢測因漫長的周期，往往成為制約決策效率的瓶頸，Evident（原奧林巴斯科學解決方案部門）推出的Vanta系列手持式X射線熒光（XRF）分析儀，通過將實驗室級的分析能力集成于堅固便攜的手持設備中，徹底改變了這一現狀，該系列設備不僅實現了對從鎂（Mg）到鈾（U）全元素范圍的精準檢測，更憑借卓越的耐用性和智能化的數據處理能力，成為了工業現場質量控制
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
概述
材料的性能在很大程度上受其微觀結構影響。本文檔使用 Ansys 材料設計器展示四種不同類型的微觀結構及其對應的宏觀尺度材料性能：隨機單向纖維結構、體心立方顆粒結構、金剛石晶格結構和編織結構。
目標
理解微觀結構與宏觀尺度材料性能之間的關系
步驟
案例1：隨機單向纖維（木材）
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個“材料設計器”組件。檢查單位。
2.
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業設備耐候性等復雜現實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產品的效率、可靠性與安全性，從而在研發早期快速調整設計方案，實現產品的最佳性能表現。
Ansys應用類系列網絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
阻尼設置的技巧，以及預應力疊加、疲勞分析等后處理方法。
射頻開關GSR1370S: CMOS SOI SPDT Switch 0.01 – 7.2 GHz
應用領域：WLAN 802.11a/b/g/n/ac/ax l
ISM頻段無線電設備 l
低功耗收發系統
特性： P0.1dB +32dBm typical @+3.3Vl
低插入損耗（2.5GHz頻率下0.50dB，5.8GHz頻率下0.58dB）l
高隔離度（(
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench
成像系統是光學的歷史基石之一，在廣泛的不同技術中有著大量的應用。因此，對成像中常用的透鏡系統進行性能分析是許多光學工程師的一項基本任務。為了幫助光學工程師完成這項工作，VirtualLab Fusion提供了許多強大的工具。
在這份簡報中，我們想特別強調用于分析場曲和畸變的工具。這兩個像差源于這樣一個事實，即大多數探測器是作為平面操作的，而透鏡則是將光線聚焦到一個曲線上。這些像差可以通過VirtualLab
摘要
雖然現代光學的發展導致了不同組件數量的激增，但透鏡仍然在光學系統中扮演著重要的角色。由于它們的彎曲性質，大多數透鏡系統的焦點將位于曲線上，而不是透鏡后面的平面上。這導致在實際焦點位置和光束與位于透鏡后面焦距的平面的交點之間產生角度相關的偏差。然而，大多數用于成像的探測器都是平面的。這種效應被稱為“場曲”，是任何透鏡系統性能分析中需要考慮的一個重要像差。在這個用例中，我們引入一個專門的分析器來研究這種影響
摘要
鏡頭是成像系統設計的一個組成部分。因此，對任何光學工程師來說，能夠詳細分析它們的性能是至關重要的。一個眾所周知的不利影響是畸變，它導致光束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。在這個使用案例中，我們介紹了一個工具，以球面透鏡為例，研究這種效應。
畸變定義
畸變與主光線的球面像差相對應。它被定義為光線束的橫向位置相對于焦平面的參考位置的偏差。使用掃描鏡頭的有效焦距（??'
