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關注創建者:匿名 創建時間:2026-01-04
結構載荷識別的視頻教程
HyperMesh+ABAQUS(接觸 /螺栓預緊力/載荷步等)結構件分析教程
保證作為一個設計工程師你能學會一個結構件如何進行有限元分析,知其然,還能夠知其所以然,能夠和CAE工程師進行對話,打通上下游知識,成為一個合格的設計工程師,而不是單純的CAD工程師!
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結構載荷識別的實例教程
圖 3 等效點聲源識別
以上各種聲源識別方法都能幫助仿真工程師構建從聲源定義到振動噪聲傳播路徑模擬再到響應計算的完整流程。上述流程中,也可以使用仿真得到的振動或者噪聲結果進行等效聲源的推導。
基于振動測試結果反推結構載荷
這一期,我們將介紹第一種振動識別方法:基于振動測試結果反推結構載荷。其他識別方法將在后續的文章中加以介紹。
當我們遇到產品振動或輻射噪聲超標,需要進行優化設計時,在載荷未知而只有結構有限元模型的情況下,很難定量的評估結構優化的效果。如果能夠獲得實際的載荷,并用于新的設計方案的仿真分析和驗算,是非常有工程意義的。
自Actran 2023.2版本以來,新增了Equivalent BC analysis分析功能,旨在根據振動或噪聲的測量值求解結構力或聲源載荷強度。這種分析包括兩個步驟,整合了Actran常規分析功能與載荷反推功能:
(1)提取每一種載荷(contributor)對目標測點響應的傳遞函數。
(2)根據目標測點響應的輸入值,利用反推算法基于上述傳遞函數計算等效載荷的幅值和相位信息。
因此,在使用這一種振動識別方法時,需要已知結構的有限元模型或模態,并能準確的定義結構在工作狀態下的載荷形式(集中力/分布力/壓力等),但載荷大小未知。通過結構振動表面的測試結果反推載荷強度。反推出的載荷可用于進一步的結構優化和噪聲評估。
詳細的流程如下:
(1)獲得實驗測試的加速度數據。
(2)基于振動有限元模型定義(Equivalent BC)等效載荷反推模型,為每個結構載荷設定一個“假”的數值并添加至對應的contributor中。
(3)Actran將計算每一個contributor到加速度測點之間的傳遞函數,并結合實驗測試數據計算每個貢獻者的載荷強度,同時輸出所有結構單元的振動響應及模態參與因子。
展開 極限分析假定結構所用材料為理想彈塑性材料。在某一載荷下結構進入整體或局部區域的全域屈服后,變形將無限制地增大,結構達到了它的極限承載能力,這種狀態即為塑性失效的極限狀態,這一載荷即為塑性失效時的極限載荷。
一、問題描述
軸的直徑為D = 10 mm,長度L = 40 mm。假設材料為理想彈塑性材料,扭轉剪切屈服強度200 MPa,彈性模量E = 200 GPa,泊松比μ = 0.3。計算圓軸扭轉的極限扭矩。
二、塑性極限扭矩的解析解
參考文獻:劉鴻文. 材料力學 II (第6版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2017: 241-244.
三、剪切強度與第三、第四強度理論的關系
四、從不收斂的結果中識別塑性極限載荷
五、操作步驟
1.進入ANSYS
程序 → ANSYS → ANSYS ProductLauncher → 改變working directory到指定文件夾 → 在job name輸入:file → Run。
2.定義單元屬性
(1)單元類型:Main Menu >Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete→Add→在左列表框中選擇Beam,在右列表框中選擇2 node 188→OK。
(2)橫截面截面:Main Menu >Preprocessor>Sections >Beam >CommonSections →ID:輸入1;Sub-Type:選擇實心圓形截面;R:輸入5;N:輸入24;T:輸入12 →Meshview →OK。單位采用mm、N和MPa。
展開 今天給大家分享一個很有意思的劃分網格工具:可以根據圖像進行非結構化劃分網格。
代碼來源:https://github.com/otvam/mesh_from_bitmap_matlab
若Github訪問速度較慢,也可以在公眾號后臺回復:圖像識別劃分網格,便可自動獲取壓縮包。
示例效果
先看看一些效果圖吧:
代碼介紹
主函數文件
用戶可通過調節結構體里面的參數進行圖像的拾取及單元尺寸的控制,需要注意有以下幾點:
在進行選擇圖像時,只能選擇黑、白兩種顏色的圖像,即黑色區域為劃分網格的區域;
圖像通過
imread函數進行讀取,支持
bmp、
png、
jpg格式;
h_min與
h_max分別控制單元的最小尺寸與最大尺寸;
h_growth表示單元尺寸的增長率,具體含義我解釋不清楚,反正,h_growth越大,網格越稀疏,h_growth越小,網格越密集;
scale與
simplify_tol也是控制網格局部加密的函數,會根據內外輪廓進行適當局部加密。
展開 我當時在考慮一個事兒:這么高大上的新科技,應當不僅僅用在人臉識別、語音識別、智能助手、自動駕駛等生活、工作輔助類的科技中,也應當在我們土木工程領域有所體現——土木工程是一個“古老”的行業不假,但我們的終極使命是改善人類的生活環境啊,這自然是不應當與最新科技絕緣的。
于是,我從去年下半年開始做了一些數據和資料方面的準備,get了一些新技能,用一些小代碼做了些嘗試,覺得把智能算法用在橋梁領域,做一個“分類器”是完全可行的。但放眼各大數據庫,竟沒能找到任何關于“新智能算法”(我的意思是以前用的神經網絡等不算)文章。。。
然而就在今天早上,我很驚喜地看到了一篇發表在《Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering》上的文章:《Deep Learning-Based Crack Damage Detection Using Convolutional Neural Networks》!
如果我沒看錯,這應該是“新智能算法”在土木工程領域的第一篇paper,加拿大曼尼托巴大學(University of Manitoba)的Young-Jin Cha和Wooram Choi教授,以及麻省理工的Oral Buyukozturk教授給我們講述了這么一個事兒:
以橋梁健康監測為主要研究方向的Young-Jin Cha副教授指出,對于橋梁結構性能隨時間變化的監測是十分重要的,過去常用的手段是在橋梁上布置大量的傳感器,硬件成本較高,后期數據處理較為復雜。近年來又興起了基于視覺識別的結構損傷識別技術,即image processing techniques(IPTs)。
展開 平衡固-固界面的原子結構借助單色消像差矯正的掃描透射電子顯微鏡(STEM)使用不同技術來確定。結果顯示由于Ni和YSZ重構界面之間發生了大的晶格錯配,形成了一種包含高密度失配位錯的特殊結構。然而,盡管有大的晶格錯配,界面也不是非共格的。界面由陽離子終止,這可能是由于低氧偏壓下達到平衡導致的。
【圖文導讀】
圖1:通過固態潤濕方法制備,平衡態Ni顆粒在YSZ基底上的二次電子HRSEM圖像。
顆粒的(111)面與YSZ基底表面的(111)面平行。點劃線矩形為FIB選擇的區域,用于TEM分析。
圖2:同時獲得的平衡態Ni顆粒沿Ni[-110]軸向的界面區域STEM圖像。
(a)高角度環形暗場STEM圖像;
(b)環形明場STEM圖像。
圖3:界面區域的iDPC-STEM表征。
(a)平衡態Ni顆粒沿Ni[-110]軸向的界面區域的iDPC-STEM圖像,界面處Ni原子和Zr原子之間的電荷轉移明顯可見;
(b)將(a)圖使用高通濾波器進行過濾后的圖像,原子柱位置可在界面兩側都看到;
(c)白色方框劃定的沿界面交替排布的重復單元定義為A和B,一個剩余連續平面(B單元)在一列結構單元之間分離。
圖4:界面區域的EDS分布圖。
(A)界面的環形暗場STEM圖像;
(B-F)同一區域的EDS能譜分布圖。
【小結】
本工作借助IDPC STEM和EDS能譜分布圖確定平衡Ni[-110]||YSZ[1-10](111)界面的局域原子結構。實驗圖像顯示界面采用一種含有高密度失配位錯的特殊結構,這是由于兩相具有特殊的取向關系,產生大的晶格失配導致的。然而,盡管具有較大的晶格失配,界面仍不是非共格的。觀察到的位錯序列定義了界面的重構結構,通過吸收錯配應變能使得界面能最小化。
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20250320083024620.pdf
上期文章我們介紹了基于振動測試結果反推結構載荷,點擊可查看《Actran聲源識別方法連載(一):結構載荷識別》。這一期,我們將介紹第二種聲源識別方法:基于噪聲測試的薄膜模態表面振動識別方法。通過實際工作狀態下的聲音測量數據結合聲源結構表面的空氣薄膜模態,反推出各階薄膜模態的參與因子,從而了解聲源表面的真實振動情況。
基于振動測試結果反推結構載荷
這一期,我們將介紹第一種振動識別方法:基于振動測試結果反推結構載荷。其他識別方法將在后續的文章中加以介紹。
當我們遇到產品振動或輻射噪聲超標,需要進行優化設計時,在載荷未知而只有結構有限元模型的情況下,很難定量的評估結構優化的效果。如果能夠獲得實際的載荷,并用于新的設計方案的仿真分析和驗算,是非常有工程意義的。
本文譯自2005年海上技術會議
C.T. Stansberg; R. Baarholm; T. Kristiansen; E.W.M. Hansen; G. Rortveit
一、前言
本文研究了在陡峭和高波浪條件下,氣隙和甲板沖擊對柱基平臺的影響。基于線性和二階衍射-輻射分析的數值模型通過模型試驗數據進行了驗證,涵蓋了固定結構和浮動結構的多種情況。通過系統性調整波浪陡度
0引言
最近,我關注到一款名為iSolver的自主開發有限元軟件,并發現已經有許多技術鄰社區的用戶使用它進行了案例分析,結果與商業軟件的計算結果相當吻合。同時,iSolver的研發團隊也在不斷更新版本,豐富其功能,并熱心地解答用戶在使用過程中遇到的問題,表現非常出色。
之前,我用iSolver做過兩個案例研究。第一個是《水下爆炸實驗常用結構-簡化船體梁的模態計算與對比(Abaqus、文獻
今天給大家分享一個很有意思的劃分網格工具:可以根據圖像進行非結構化劃分網格。
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01
概述
系統工程師或經理必須從不同的標準和關注點綜合設計。關注的領域之一是荷載和結構。任何飛機系統,特別是那些有外部部件如操縱面的飛機系統,都會受到設計系統必須適應的許多外部和內部載荷和應力源的影響
1問題引出
在工程應用中,建筑材料多是以單層單一框架復合的多層多框架結構,因此僅僅針對單一框架進行受力分析并不能得到與實際情況相匹配的結果,那么針對多層多框架結果的受力分析就顯得尤為必要。
2問題描述
文中主要模擬在水平載荷作用下多層多框架結構的受力狀況,具體框架尺寸如圖1所示,圖中A點為水平載荷受力點,框架使用的材料為鋼鐵材質,材料參數特性如表1所示。
圖1 框架模型及相關尺寸
True-Load軟件基于該性質對線性響應的結構進行載荷識別,如果整體結構中存在局部非線性行為,如螺栓連接和焊縫區域局部塑形變形、結構中存在橡膠件等,該載荷識別方法仍然適用。
圖2 True-Load載荷識別原理
2、載荷識別流程
采用True-Load軟件實現工程機械中連桿載荷識別的過程,如圖3所示。

