貨箱應力分析的案例
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 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 
邊坡穩定分析的總應力法與有效應力法
土體的抗剪強度參數的恰當選取是影響土坡穩定分析成果可靠性的主要因素。原則: (1)盡可能采用有效應力方法；(2)試驗條件盡量符合土體的實際受力和排水條件。
一. 兩種分析方法
有效應力法：計算過程中，采用有效應力進行分析，使用有效應力強度指標、
總應力法：計算過程中，采用總應力進行分析，使用總應力強度指標或、以土石壩邊坡穩定分析中的控制時期介紹兩種方法的應用。
二. 穩定滲流期土壩堤防抗滑安全系數
穩定滲流期壩體內形成穩定的滲透流網，如圖2.30所示。各點孔隙水壓力能夠確定，因此，原則上應該采用有效應力法分析。因為沒有一種實驗方法能夠模擬這種狀態下土體中的有效應力和孔隙水壓力分配。
展開 邊坡穩定分析的總應力法與有效應力法
土體的抗剪強度參數的恰當選取是影響土坡穩定分析成果可靠性的主要因素。原則: (1)盡可能采用有效應力方法；(2)試驗條件盡量符合土體的實際受力和排水條件。
一. 兩種分析方法
有效應力法：計算過程中，采用有效應力進行分析，使用有效應力強度指標、
總應力法：計算過程中，采用總應力進行分析，使用總應力強度指標或、以土石壩邊坡穩定分析中的控制時期介紹兩種方法的應用。
二. 穩定滲流期土壩堤防抗滑安全系數
穩定滲流期壩體內形成穩定的滲透流網，如圖2.30所示。各點孔隙水壓力能夠確定，因此，原則上應該采用有效應力法分析。因為沒有一種實驗方法能夠模擬這種狀態下土體中的有效應力和孔隙水壓力分配。
展開 熱應力專題 | 間接法熱應力分析-以保溫管道為例
導讀：利用間接法計算熱應力，首先進行熱分析，然后將求得的節點溫度作為體載荷施加在結構應力分析中。熱分析可以是瞬態的，也可以是穩態的，當熱分析是瞬態時，需要找到溫度梯度最大的時間點，并將該時間點的結構溫度場作為體載荷施加到結構上。
由于間接法可以使用所有熱分析和結構分析的功能，所以對大多數情況都推薦使用該方法。
一、問題描述
某液體管路內部通有液體，外部包有保溫層，保溫層與空氣接觸，圖中尺寸單位mm。已知管路由鑄鐵制造，其導熱系數為70 W/(m·℃)，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；保溫層的導熱系數為0.02 W/(m·℃)，彈性模量為20 GPa，泊松比為0.4，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；管路內液體壓力0.3 MPa，溫度為70 ℃，對流換熱系數為1 W/(m2·℃)；空氣溫度為-40 ℃，對流換熱系數為0.5 W/(m2·℃)。試分析管路內熱應力情況。
問題分析：根據結構的對稱性，采用軸對稱單元計算。軸對稱模型在第一象限建模，對稱軸是Y軸，XYZ分別表示徑向、軸向和周向（環向）。熱分析用PLANE77熱單元，結構應力分析用PLANE183單元。
計算結果：有保溫層，熱分析后管道的溫度為45.1℃。內壓與溫差作用下，應力見各向應力云圖、第三強度和第四強度相當應力云圖。
展開 熱應力專題 | 間接法熱應力分析-以保溫管道為例
導讀：利用間接法計算熱應力，首先進行熱分析，然后將求得的節點溫度作為體載荷施加在結構應力分析中。熱分析可以是瞬態的，也可以是穩態的，當熱分析是瞬態時，需要找到溫度梯度最大的時間點，并將該時間點的結構溫度場作為體載荷施加到結構上。
由于間接法可以使用所有熱分析和結構分析的功能，所以對大多數情況都推薦使用該方法。
一、問題描述
某液體管路內部通有液體，外部包有保溫層，保溫層與空氣接觸，圖中尺寸單位mm。已知管路由鑄鐵制造，其導熱系數為70 W/(m·℃)，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；保溫層的導熱系數為0.02 W/(m·℃)，彈性模量為20 GPa，泊松比為0.4，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；管路內液體壓力0.3 MPa，溫度為70 ℃，對流換熱系數為1 W/(m2·℃)；空氣溫度為-40 ℃，對流換熱系數為0.5 W/(m2·℃)。試分析管路內熱應力情況。
問題分析：根據結構的對稱性，采用軸對稱單元計算。軸對稱模型在第一象限建模，對稱軸是Y軸，XYZ分別表示徑向、軸向和周向（環向）。熱分析用PLANE77熱單元，結構應力分析用PLANE183單元。
計算結果：有保溫層，熱分析后管道的溫度為45.1℃。內壓與溫差作用下，應力見各向應力云圖、第三強度和第四強度相當應力云圖。
展開 ABAQUS熱應力分析 附ABAQUS中初始地應力的施加下載
熱應力分析過程
ABAQUS 提供三種熱應力分析程序：
1. 順序耦合熱應力分析，最常用的方法
? 當應力是由熱量場存在造成的，并且熱求解過程與應力狀態無關，也就是說應力依賴于熱產生，而熱并不依賴位移。
? 需要跑兩個分析: 先分析熱傳導，再將溫度結果導熱應力分析
? 熱分析的結果，如溫度(位置，時間的函數)被讀入應力分析，作為一個預定義場。
2. 完全耦合熱應力分析，最常用的方法
? 應力依賴于溫度場并且溫度也依賴于應力場。
? 只需要跑一個析。
3.
展開 Moldex3D模流分析之應力分析模組
應力分析簡介
應力分析是CAE應用中最重要的模擬分析之一。材料與結構中的應力與應變是在一些邊界條件（Boundary Condition, B.C.）下計算，例如：力、負載及位移。使用應力分析，可了解在一定的外力如溫度或位移等情況下，產品機械行為如變形或強度等，將如何變化。塑料產品的機械行為不僅取決于材料的機械性質，也大幅受到制造過程的影響。在射出成型塑件中，因射出過程而產生的一些現象或缺陷，應在后續的應力分析中加以考慮與估算。這些現象或缺陷包含所謂的流動殘留應力（例如：纖維配向效果、分子配向效果等）、熱殘留應力、縫合線、翹曲等等。塑料產品的應力分析若不考慮制程引發的因素，將無法產生正確的分析結果。
Moldex3D提供Moldex3D應力分析模塊，能考慮與計算上述由制程引發之因素，也提供型芯偏移與模座變形分析，能模擬塑件嵌件（或模具嵌件）與模座組件在充填時因壓力不平衡所造成的偏移。由于同時考慮型芯偏移、模穴與模座網格的變形結果，因此能準確預測在成型制程中嵌件的偏移問題，更全面評估具塑件嵌件的模型充填條件設定。這些分析結果能決定最佳澆口位置與射壓，以減少模仁的移動并強化型芯偏移的控制。當應力與變形的分析結果是在不同的成型條件下，模座組件將會列入考慮之中，進而能改善模具結構以減少變形程度。
Moldex3D應力分析模塊功能導覽
Moldex3D應力分析模塊能讓用戶在射出成型分析之前或之后立即執行線性應力分析。應力分析不需要其他分析結果即可執行。然而，如果有其他分析結果，一些數據如流動殘留應力等能在應力分析中被考慮為初始內應力。Moldex3D應力分析模塊提供三種穩態邊界條件的類型：力、壓力及位移。
針對型芯偏移，Moldex3D能讓使用者快速且準確分析不同組件的交互行為，進而優化產品設計。
展開 Catia靜應力分析and模態分析
靜應力分析
1.首先導入模型并賦予材料屬性
2.進入分析與模擬的Generative Structural Analysis，選擇第一個Static Anslysis
3.劃分網格，雙擊OCTREE Tetrahedron Mesh.1:Part1，進入OCTREE Tetrahedron Mesh窗口，選擇喜歡的Size和Absolute sag：
4.右鍵Nodes and Elements，Mesh Visualization，點擊YES，劃分網格完成
5.將網格抑制一下，才能看到幾何模型并添加支撐和受力
6.點擊Clamp并選擇要固定的點線面
7.點擊Distributed Force創建一個受力面，并設置受力在XYZ方向的大小，坐標系可以自己定義
8.選中Static Case Solution.1，點擊Compute，確定計算
9.完成后點擊YES
10.選中Static Case Solution.1右鍵選擇General Image，然后選擇自己想要的結果
11.著色方式和動畫顯示可看箭頭方式生成
模態分析
1.導入模型，設置材質
2.劃分網格，按需設置
3.設置支撐位置
4.
展開 
吊艙掛載應力分析SW和ansys分析對比
吊艙掛載應力分析
吊艙掛載方式細節圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應力分析
吊艙掛載后的吊艙架應力分析模型。材質選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個孔位處懸掛吊艙。(選擇總數，而非按條目）
③網格化后，運行應力分析得下圖結果。紅色處為最大形變量結果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強度足夠。
ANSYS靜應力分析結果，材質選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 管道應力分析規范更新影響ASME B31.3 應力范圍及其對管道設計的影響
B31.3 附錄 W 規則引用了更復雜的 ASME 第 VIII 部分，Div 2 焊接疲勞曲線（因為 B31 參考方程是環向對接焊縫），但產生的斜率和平均曲線與 “Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化因子的實驗評估”以及上面的公式 3。
準確確定高循環管道系統中的許用應力
斜率從 5 更改為 3，正確降低了許用應力，并消除了循環次數超過 40,000 次的循環管道系統的不保守性質。
應力范圍系數的更改基于“Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化系數的實驗評估”論文，該論文通過 Paulin 研究小組實驗室使用懸臂梁和非加固預制三通進行的大量疲勞測試進行了驗證。 目的是確定更廣泛的循環范圍以建立更好的曲線擬合。 結果表明曲線的斜率與 A.R.C. 的斜率不同。 馬克最初是通過疲勞測試在他的發現中做出預測的。
圖 2： 環焊縫與 Markl 曲線之間的平均曲線比較
因此，確定了最佳曲線擬合，并表明應力范圍曲線擬合應為 Sf = 2330N-0.335，以獲得最準確的許用應力預測。 這些更新的斜率進一步符合 ASME 第 VIII 部分第 2 部分第 5 部分焊接疲勞曲線以及世界各地使用的大多數其他焊接疲勞曲線。
START管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力軟件和 B31 一致
START 管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力分析軟件解決方案實施了 2022 年 B31.3 版本規范中現已發布的斜率更改，用戶可以在 ASME B31.3 和 ASME B31.1 的各種管道規范版本之間切換 。
展開 結構動力學中的預應力模態分析 ——預應力模態 附模態應力、頻響應力和PSD應力下載
算例
考慮一個扇葉結構，以一定的角速度勻速旋轉時，由于慣性力作用，結構剛度會有所提高，現對其進行模態分析和預應力模態分析。
有無預應力模態分析的前6階結果對比如下：
對比結果看出：由于扇葉旋轉，產生慣性力
(拉力)，提高了結構的剛度，進而提高了模態頻率。旋轉減速度越高，剛度提高越多，模態頻率就提高得越多。
下載地址：模態應力、頻響應力和PSD應力
二次溫差應力的危害不容小覷-高溫反應器裙座與下封頭連接結構熱應力分析
【6】機械場熱力耦合分析結果分析
通過應力強度分布云圖可看出：在裙座與下封頭連接處的h形鍛件內壁處產生最大總應力為461.38MPa，此處應力的較大的原因主要是總體結構不連續產生的二次彎曲應力和溫度梯度產生的二次溫差應力共同導致的；另外，可看出在裙座保溫層分界處裙座上也產生較大的應力，此處主要是因保溫段與未保溫段溫差梯度產生的二次溫差應力導致的，由變形因子放大后的云圖可清晰的看出，裙座上半段因溫度較高向外熱膨脹，而下段溫度較低限制上段的熱膨脹，故因滿足分界處變形協調形而產生了相對較大的溫差應力。
最終按彈性名義應力分類法對高應力區域的不連續部位進行了路徑劃分并進行相應的應力劃類，共定義4條路徑，每條路徑上的局部薄膜應力及一次+二次應力分別小于1.5Sm和3Sm，按JB/T4732標準的判定則本模型強度計算合格，評定結果通過。
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