應力波分析的案例
機翼應力波傳播有限元分析教程 ￥50
換句話說，振動以波動的形式向周圍傳播，這種波稱為彈性波或應力波。對于結構分析來說，最為關注的是應力波的傳播過程。本教程以機翼為模型，研究機翼在周期載荷下的應力波傳播情況。
機翼應力波傳播有限元分析教程
一． 材料參數
密度ρ(kg/m3)
彈性模量E(GPa)
泊松比ν
7800
210
0.3
二． 機翼模型
a(mm)
b(mm)
c(mm)
d(mm)
e(mm)
f(mm)
750
410
140
690
102
95
注：以上尺寸非精確值，均為大約值。
展開 一維線彈性應力波在有限長桿中傳播（一維應力波模擬仿真；應力波在桿中傳播；應力波基礎；固體中的應力波） ￥49.99
一維線彈性應力波在有限長桿中傳播（應力波基礎；固體中的應力波）
波動是一種常見的物質運動形式。波動是質點群聯合起來表現出的周而復始的運動現象。其成因是介質中質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動，并將振動形式由遠及近的傳播開來，各質點間存在相互作用的力。在可變形固體介質中，對力學平衡狀態的擾動表現為質點速度的變化和相應的應力、應變狀態的變化。由于可變形介質的特性，當固體中的某些部分受到擾動因而處于力學上的不平衡狀態時，固體中的其他部分需要一定的時間才能感受到這種不平衡。當固體發生振動時，這種因應力和應變的變化而引起的擾動以波的形式在固體中傳播。
展開 應力波在棒中傳播分析
振動與波是自然界中常見的現象.當固體發生振動時,波就在固體中傳播.而對于結構分析而言,我們最為關注的是應力波的傳播過程.
本例子是考察在一個瞬態激勵的作用下,應力波是如何在一個矩形截面棒中傳播的。
【問題描述】
一根長1米的矩形棒，截面尺寸是0.2*0.2米。其一端面固定，另外四個側面是滾動支撐，在自由端面施加一爆炸載荷。
已知：該爆炸載荷的強度是1e5pa,爆炸持續時間是3.88e-5秒。
【問題分析】
1. 分析類型：瞬態動力學問題。使用顯式動力學分析。
2. 非線性考慮：無接觸，無材料非線性，無幾何非線性。總之是簡單的線彈性。
3. 幾何建模：可以用桿件建模，不過這里為了直觀起見，使用三維實體模型。
4. 邊界條件：固定端面，四個側面滾動支撐。自由面施加爆炸載荷。
【求解過程】
1. 創建部件
創建三維實體，尺寸是0.2*0.2*1如下圖
2. 創建材料和截面屬性
設置密度，彈性模量和泊松比
將上述材料性質賦予給均值實體截面
進一步將截面屬性賦予給前面實體。
3. 定義裝配體
直接導入前面的部件即可。
4. 設置分析步
添加一個顯式動力學分析步，持續時間是2e-4秒。這大致是爆炸持續時間（3.88e-5秒）的5倍。
并設置要導出Z方向的正應力，因為后處理就是要觀察該正應力在棒中的傳播。
5. 定義載荷和邊界條件
固定一個端面，另外四個側面施加滾動支座約束。
展開 《應力波基礎》王禮立著
為適合初學者，本書由淺入深地論述了五方面內容:首先從桿中一維應力彈性波、塑性波、沖擊波、卸載波等，逐步討論到線性粘彈性波、非線性粘彈性波和彈粘塑性波，其中，尤其以塑性加載波與彈性卸載波的相互作用，即加載—卸載邊界的傳播進行全面而深入的分析為特色；然后討論三維應力作用下的一維應變平面波、球面波和柱面波，其中包含彈性波、塑性波、固體在高壓下的激波（高壓下流體動力學分）和粘塑性波等內容；第三部分討論了橫向沖擊載荷作用下柔性弦中彈塑性波和梁中彈塑性波的傳播理論，先后涉及弦中互相耦合的縱波與橫波的傳播和梁中互相搞合的彎矩擾動與切力擾動的傳播；接著介紹了一般的彈性波理論；最后為適應當前計算機數值模擬的迅速發展和廣泛應用，概括地介紹了應力波的數值方法，包括特征線法、有限差分法和有限元法。全書以固體中的非線性波傳播為重點。
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展開 
流固耦合爆炸應力波傳播
流固耦合模擬爆炸，壓力只在炸藥的part里面傳播，不向被爆結構傳播？
DYNA數值模擬TNT無限空域應力波傳遞 ￥20
使用了*INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY關鍵字將炸藥填充在空氣域中，該關鍵字的使用方法見lsdyna軟件使用手冊，詳細設置可參考手冊上的例子
?
Abaqus一維桿應力波傳遞模擬（轉）
因此本例劃分的載荷如下圖所示：
這里我們利用不同時刻桿件軸線應力的分布來研究應力波沿桿件軸向的傳遞，執行Tools/Path/Create命令，在Create path對話框將path的名字設置為center,在type中選擇Point list，輸入桿件頂面和底面中心點的坐標，完成路徑的設置。執行Tools/XYData/Create命令，在Create XY Data對話框選擇Path作為Source,選中S33作為輸出結果，如下圖所示：
從圖中可以發現，曲線上的應力波的寬度大概都是0.2m，這和之前我們分析的在載荷作用時間內應力波的傳遞距離是一致的。每條應力波的形狀并不像輸入的載荷形狀那樣是完美方波，尤其是在應力忽然改變的情況下有回復和擺動。
展開 小波分析，小波變換的解釋
現今，信號處理已經成為當代科學技術工作的重要部分，信號處理的目的就是：準確的分析、診斷、編碼壓縮和量化、快速傳遞或存儲、精確地重構（或恢復）。從數學地角度來看，信號與影像處理可以統一看作是信號處理（影像可以看作是二維信號），在小波分析地許多分析的許多應用中，都可以歸結為信號處理問題。現在，對於其性質隨實踐是穩定不變的信號，處理的理想工具仍然是傅立葉分析。但是在實際應用中的絕大多數信號是非穩定的，而特別適用於非穩定信號的工具就是小波分析。
事實上小波分析的應用領網域十分廣泛，它包括：數學領網域的許多學科；信號分析、影像處理；量子力學、理論物理；軍事電子對抗與武器的智能化；電腦分類與識別；音樂與語言的人工合成；醫學成像與診斷；地震勘探數據處理；大型機械的故障診斷等方面；例如，在數學方面，它已用於數值分析、構造快速數值方法、曲線曲面構造、微分方程求解、控制論等。在信號分析方面的濾波、去噪聲、壓縮、傳遞等。在影像處理方面的影像壓縮、分類、識別與診斷，去污等。在醫學成像方面的減少B超、CT、核磁共振成像的時間，提高解析度等。
(1)小波分析用於信號與影像壓縮是小波分析應用的一個重要方面。它的特點是壓縮比高，壓縮速度快，壓縮后能保持信號與影像的特征不變，且在傳遞中可以抗干擾。基於小波分析的壓縮方法很多，比較成功的有小波包最好基方法，小波網域紋理模型方法，小波變換零樹壓縮，小波變換向量壓縮等。
(2)小波在信號分析中的應用也十分廣泛。它可以用於邊界的處理與濾波、時頻分析、信噪分離與提取弱信號、求分形指數、信號的識別與診斷以及多尺度邊緣偵測等。
(3)在工程技術等方面的應用。包括電腦視覺、電腦圖形學、曲線設計、湍流、遠端宇宙的研究與生物醫學方面。
展開 談談飛機結構細節應力分析技術 附實用飛機結構應力分析及尺寸設計下載
由于早期計算機軟硬件的限制，早期的有限元方法使用繁瑣，功能有效，只能進行小規模的簡單分析。
早期有限元分析前后置處理極為繁瑣，建網格模型靠手工，獲得結果靠打印，真可以說是“有限元，無限煩”。上世紀90年代逐步發展起來了自動網格劃分技術，大大提高了建模效率，使以準確獲得局部細節應力應變狀態為目的的細節分析成為可能。
4結構細節分析概述
結構細節分析相對于以獲得諸如飛機結構的復雜結構總體受力與傳力為目的的總體分析有以下特點：
以獲得受力結構局部細節準確的變形、應力/應變等力學特性為目的；
相對總體分析，細節分析關注局部細節，一般是在總體分析的基礎上，采用相對較細的網格，來考慮總體分析中無法考慮的局部因素；所用單元一般是3D，但也可以是2D的，甚至是1D；
由于分析能力的提高，現在細化分析范圍越來越大，簡單結構可以做到全結構級的仿真分析。
由于通常人們主要關心應力，細節分析又常稱為細節應力分析。隨著計算機軟硬件的發展，細節分析在功能和規模上得到了很大發展。
下面是細節分析示例。
展開 一個模型學習Workbench應力分析（不含壓力容器應力分析）
本文所指的應力分析是指如下：
本文要細致解釋的欄目如下：
本文用一根圓截面梁示例，截面直徑為10mm，固定一端，另一端受100N作用力：
01 提取跨中正應力，根據理論計算為101.86MPa；
仿真結果如下：
02 提取跨中切應力，根據理論計算為1.698MPa；
仿真結果如下：
03 跨中截面的另一個切應力，理論上為零；
仿真結果如下：
04 跨中等效應力（切應力都不大，主要是彎曲正應力）
仿真結果如下：
05 第一主應力，也就是彎曲正應力（主應力沒有標示方向）
仿真結果如下：
固定一端，另一端受1000N.mm的力矩：
06 提取跨中切應力，仿真結果如下：
最大切應力為5.13MPa是沒有問題的，但是用整體直角坐標系來查看切應力是不方便的，需要改成極坐標系。如下圖所示：
07 正應力，仿真如下：
展開 基于MATLAB的系統分析與設計——小波分析
基于MATLAB的系統分析與設計——小波分析.part1
基于MATLAB的系統分析與設計——小波分析.part1.rar
基于MATLAB的系統分析與設計——小波分析.part2.rar
基于MATLAB的系統分析與設計——小波分析.part3.rar
針對某袋除塵器整體進行ABAQUS有限元分析，考慮九項載荷工況，分析設備靜應力、熱應力、變形及熱膨脹數值 ￥15
某袋除塵殼體結構選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結構示意圖
2、 建立模型
按照殼體結構示意圖建立幾何模型如圖2所示。
圖2 建立幾何模型
三、約束條件及載荷
立柱底部約束如圖3所示。
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標系）：FX=4700N，FY=3500N，FZ=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
在實際情況下，很多結構都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對連接螺栓的分析計算是個難點。目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 通過仿真分析電磁表面波
結束語
如前所述，表面等離激元只是眾多特殊類別的表面波之一。電磁表面波仍在進行深入研究，其可觀察到的現象超出了本文的范圍。例如，一些各向異性材料，如 MoO3，可支持單向表面聲子偏振子。這是因為在某個頻率下，只有一個面內方向的介電常數為負。在下面的動畫中，我們可以看到這樣的情況，其中 MoO3SiO2 上的板坯襯底由電點偶極子激勵。表面聲子偏振以表面等離激元特有的“蝴蝶”模式傳播，例如石墨烯，其中發射的表面等離激元各向同性地傳播。
各向異性表面聲子偏振子在 MoO3 中的傳播板坯由電點偶極子激勵。
通過利用 COMSOL Multiphysics 中的功能，例如電點偶極子節點和 邊界模式分析研究，我們可以通過多種不同的方式對電磁表面波進行建模，并探索相關的豐富現象。
本文內容來自 COMSOL 博客
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