預(yù)應(yīng)力模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
預(yù)應(yīng)力模擬的視頻教程
基于LS-DYNA的預(yù)應(yīng)力錨桿數(shù)值模擬
課程內(nèi)容： 給大家?guī)砘贚S-DYNA的預(yù)應(yīng)力錨桿的數(shù)值模擬，首先科普預(yù)應(yīng)力錨桿的背景知識，然后講解綁定接觸和面面接觸，并用Workbench進(jìn)行演示，最后演示預(yù)應(yīng)力錨桿的計算分析。
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基于abaqus的直線型、折線形、曲線型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力模擬
本課程主要講解了利用ABAQUS對直線型、折線形、曲線型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了模擬分析。目前，對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的模擬主要有設(shè)置剛性彈簧和Coupling的方法。
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ABAQUS考慮粘結(jié)滑移的PCCP（預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管） 螺旋預(yù)應(yīng)力筋斷絲模擬
預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）由混凝土、鋼管、預(yù)應(yīng)力筋、砂漿等組成。在包裹鋼管的混凝土外側(cè)通過張拉螺旋預(yù)應(yīng)力來避免混凝土的開裂，張拉后在筋外側(cè)涂抹砂漿以增大筋與砂漿層的粘結(jié)力。其中預(yù)應(yīng)力筋斷裂是PCCP失效的主要原因之一。本期教程采用連接器單元建立了螺旋預(yù)應(yīng)力筋與PCCP的粘結(jié)滑移作用，同時筋與內(nèi)部混凝土考慮摩擦力。與實際工況相同，對PCCP施加水壓后割斷內(nèi)部預(yù)應(yīng)力筋以模擬斷絲現(xiàn)象。
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預(yù)應(yīng)力模擬的實例教程
我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式，根據(jù)文獻(xiàn)[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻(xiàn)工程案例），旨在分享學(xué)習(xí)，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對鋼索進(jìn)行降溫，模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過程隨溫度荷載的變化。采用等效溫降法對施工過程進(jìn)行有限元模擬時原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預(yù)應(yīng)力的施加轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟鹊慕档停?dāng)需要計算環(huán)境溫度的影響時，會產(chǎn)生一定的概念性混亂，“溫度降低”與“預(yù)應(yīng)力施加”之間不是線性對應(yīng)關(guān)系，溫度荷載的確定要經(jīng)過多次反復(fù)試驗。此外，降溫法不能應(yīng)用于有限元高溫模擬。
（2）初始預(yù)應(yīng)力場
初始預(yù)應(yīng)力場可以直接模擬先張法，獲得拉索預(yù)應(yīng)力后期應(yīng)力增量。初始預(yù)應(yīng)力場法直觀方便，但是所施加的預(yù)應(yīng)力不能隨結(jié)構(gòu)響應(yīng)發(fā)生改變，從而無法模擬真實的工況。
（3）生死單元法
生死單元只需一次計算即可以準(zhǔn)確地模擬所要施加的預(yù)應(yīng)力，但是有限元模擬過程復(fù)雜。相對于等效降溫法和初始應(yīng)變法，生死單元法一次計算就能準(zhǔn)確模擬施加預(yù)應(yīng)力，從而避免了等效降溫法和初始應(yīng)變法在試驗過程中因預(yù)應(yīng)力損失而帶來的麻煩。
（4）裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)靜力狀態(tài)下施加預(yù)應(yīng)力的過程，原理是將擰緊預(yù)應(yīng)力螺栓的過程用來模擬張拉并錨固預(yù)應(yīng)力拉索。一旦定義了合理的邊界條件，有限元軟件ABAQUS就可以模擬索力隨長度變化的過程。裝配荷載法適用于連續(xù)體單元和線單元，通常可以采用桿單元模擬預(yù)應(yīng)力拉索。
與生死單元法相比，裝配荷載法更加直觀方便，與降溫法和初始應(yīng)力場法相比，裝配荷載法更加貼近工程實際，傳統(tǒng)的降溫法和初始應(yīng)力法不能適用于高溫模擬預(yù)應(yīng)力隨外部荷載的變化而改變的過程，本人認(rèn)為荷載裝置法更適合作為張弦梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施加方式。
展開 預(yù)應(yīng)力筋張拉模擬采用降溫法模擬預(yù)應(yīng)力張拉.對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土,一次降溫可模擬張拉過程;對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土,由于降溫模擬張拉過程中結(jié)構(gòu)會發(fā)生相應(yīng)變化,因此一次降溫模擬難以達(dá)到預(yù)期張拉力,可以通過降溫迭代方法來達(dá)到預(yù)期值.而對于彈性壓縮損失,則可利用單元生死技術(shù)模擬分批張拉有效計入
個人愚見：
等效荷載做分析，對于直線筋，模型整體分析顯然是適用的，做局部分析也可以；對于曲線筋無法模擬損失及應(yīng)力分布情況，不適用。
溫度模擬預(yù)應(yīng)力實際上是有問題的，從計算理論上可知，即使對于不考慮摩察損失的直線筋，若鋼筋與梁體分離僅僅梁端耦合，本質(zhì)上與等效荷載法完全一致；若不只是梁端耦合，那么降溫過程，無法模擬張拉鋼筋的滑移，對于曲線筋，無法模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋的損失及梁體受到切向摩察的應(yīng)力分布情況，所以應(yīng)該說用溫度模擬預(yù)應(yīng)力是有很大的問題的。
初應(yīng)變模擬鋼筋與溫度類似，若要研究梁體局部應(yīng)力分布情況，與降溫法一樣無法模擬。模擬出的結(jié)論對梁的跨中截面而言可能正確的，但離開跨中，有摩察和滑移地方不正確，并且越離跨中遠(yuǎn)誤差越大。
所以很多分析都是針對跨中數(shù)據(jù)的檢驗，好像正確（跨中剛好對稱），若對離開跨中一段距離進(jìn)行分析，就會發(fā)現(xiàn)不正確。所以若要對梁體進(jìn)行局部應(yīng)力分布分析，要考慮滑移和摩察的切向影響后，就會發(fā)現(xiàn)問題。
所以實際用ANSYS計算的預(yù)應(yīng)力效果不如用結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和規(guī)范計算結(jié)果準(zhǔn)確。橋梁博士是采用設(shè)計原理和規(guī)范計算方法，所以比較準(zhǔn)確。
展開 案例中承受爆炸荷載構(gòu)件為剪力墻-預(yù)應(yīng)力寬連梁鋼筋混凝土構(gòu)件，構(gòu)件有限元模型應(yīng)用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節(jié)點，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊響應(yīng)，需要分兩步處理：第一步，對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，模擬構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力分布；第二步，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分布穩(wěn)定時的構(gòu)件抗爆模擬。其中，第二步針對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行的爆炸相關(guān)設(shè)置，見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>，本文章主要介紹預(yù)應(yīng)力，即預(yù)緊力的施加，及重啟動的相關(guān)設(shè)置。空氣及炸藥網(wǎng)格可用TCE工具處理（TCE使用方法見我的技術(shù)鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）。
Part1預(yù)緊力的施加-預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件建立：
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k（搭建的模型文件導(dǎo)出Mode.k中）。復(fù)制材料卡片（提前寫好，或聯(lián)系博主索要）及計算控制卡片（聯(lián)系博主索要）到計算文件夾中，形成文件內(nèi)容如圖2。文件解析見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>。
第二步，將MAIN.k文件導(dǎo)入HyperMesh中（模型搭建如若不會，可以向博主索要學(xué)習(xí)資料），操作步驟見圖3。
第三步，為模型分配材料及屬性。
本例中構(gòu)件模型及單元屬性按表1采用，混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關(guān)鍵字*MAT_ADD_EROSION，材料與屬性需要依照圖4操作圖示，依次完成賦值。
第四步，生成預(yù)應(yīng)力鋼筋截面上幾何點，操作步驟見圖5。
第五步，創(chuàng)建施加預(yù)應(yīng)力的截面，二根鋼筋分別建立，操作步驟見圖6，注意進(jìn)行預(yù)應(yīng)力截面創(chuàng)建前，使Boundary.k文件置于當(dāng)前，方法見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>圖6。
展開 最近看文獻(xiàn)，偶然看到了長沙大學(xué)黃文雄的一篇文章《混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析中預(yù)應(yīng)力筋模擬的新思考》，挺有意思，在此拆解分享，點擊上面的文章標(biāo)題可以去CNKI下載(沒有數(shù)據(jù)庫支持的朋友可以給我發(fā)郵件)。
問題描述
用ANSYS計算預(yù)應(yīng)力混凝土非線性有限元問題時，混凝土采用三維Solid單元，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用線性的Link單元。常規(guī)做法是分別建模，用耦合的方法使鋼筋和混凝土單元協(xié)調(diào)工作。
于是，問題出現(xiàn)了，當(dāng)二維單元和三維單元進(jìn)行耦合的時候，在耦合點處“天然出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象”，而且應(yīng)力集中對整體有限元計算精度的影響隨著單元尺度劃分的不同而不同。
作者還提供的對比計算結(jié)果如下：
原因分析
1.沿梁縱向，恰好也是鋼筋線性單元的布置方向，所以此方向上的應(yīng)力和跨中撓度受單元劃分尺度影響很小；
2.沿梁豎向，曲線預(yù)應(yīng)力有豎彎構(gòu)造時，單元劃分尺度對豎向應(yīng)力影響較大；
3.沿梁橫向，曲線預(yù)應(yīng)力有橫彎構(gòu)造時，單元劃分尺度對豎向應(yīng)力影響較大；
4.當(dāng)曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎折半徑較小時，彎折區(qū)域應(yīng)力集中可能會對計算結(jié)果有較大影響。
解決方案
作者提出了一個解決方案：用三維Solid單元代替二維單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋。并且通過對比計算得出以下結(jié)論：
1.沿跨度縱向方向”當(dāng)單元劃分尺度適宜時”單元劃分尺度變化對于特征應(yīng)力影響微乎其微；
2.沿截面豎向方向”單元劃分尺度變化時”其應(yīng)力相對變化率約在5%以內(nèi)；
3.沿截面橫向方向”單元劃分尺度變化時”其應(yīng)力相對變化率約在10%以內(nèi)，當(dāng)單元劃分尺度選取適宜時”其應(yīng)力相對變化率可控制在
5%左右。
至此，耦合產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題基本解決。
展開 眾所周知，在ANSYS中，預(yù)應(yīng)力混凝土分析(有粘結(jié))可采用等效荷載法和實體力筋法。所謂等效荷載法，就是將力筋的作用以荷載的形式作用于混凝土結(jié)構(gòu)；所謂實體力筋法就是用solid模擬混凝土，而link模擬力筋。
1 等效荷載法的優(yōu)缺點
優(yōu)點是建模簡單，不必考慮力筋的具體位置而可直接建模，網(wǎng)格劃分簡單；對結(jié)構(gòu)的在預(yù)應(yīng)力作用下的整體效應(yīng)比較容易求得。
其主要缺點是：
①等效荷載法沒有考慮力筋對混凝土的作用分布和方向，力筋對混凝土作用顯然在各處是不同的，等效荷載法則無法考慮；水平均布分量沒有考慮。
②對某些線形的力筋模擬困難，例如通常采用的是直線(較短)＋曲線＋直線(很長)＋曲線＋直線(較短)，這種形式的布筋等效起來麻煩，且可能不合理。
③難以求得結(jié)構(gòu)細(xì)部受力反映，否則荷載必須施加在力筋的位置上，這又失去建模的方便性。
④在外荷載作用下的共同作用難以考慮，不能確定力筋在外荷載作用下的應(yīng)力增量。
⑤對張拉過程無法模擬。
⑥無法模擬應(yīng)力損失引起的力筋各處應(yīng)力不等的因素。
其最大的一個缺點是：較粗！得到的結(jié)果與實際情況誤差較大！最近做了點實際計算，經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，結(jié)果與實際的誤差相差較多(可能是特例)，所以采用該方法需要謹(jǐn)慎和校驗一下。
2 實體力筋法的優(yōu)缺點
將混凝土和力筋劃分為不同的單元，預(yù)應(yīng)力的模擬可以采用降溫方法和初應(yīng)變方法。降溫方法比較簡單，同時可以模擬力筋的損失，單元和實常數(shù)幾種即可；初應(yīng)變通常不能考慮預(yù)應(yīng)力損失，否則每個單元的實常數(shù)各不相等，工作量較大。
可消滅等效荷載法的缺點。但建模工作量似乎要大些。
展開 
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預(yù)應(yīng)力模擬的最新內(nèi)容
文章名稱《Concurrent multi-scale crush simulations with a crystal plasticity model》
DOI：10.1016/j.tws.2011.12.019
在汽車防撞梁、吸能盒和薄壁管結(jié)構(gòu)中，壓潰吸能能力直接影響結(jié)構(gòu)安全性。傳統(tǒng)有限元分析通常采用各向同性塑性模型，通過宏觀應(yīng)力–應(yīng)變曲線描述材料響應(yīng)。但實際金屬材料并不是“均勻黑箱
概述
流固耦合問題在工程應(yīng)用中十分常見。其中一種情況是流體（或氣體）被封閉在固體內(nèi)部，并承受各種載荷，例如輪胎、氣墊鞋和流體容器。靜水壓流體單元非常適合此類應(yīng)用。本文介紹了對囊狀氣墊鞋的仿真模擬。鞋內(nèi)空氣遵循理想氣體定律。這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進(jìn)行定義。
目標(biāo)
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應(yīng)的流體體積與壓力之間的關(guān)系
簡介
FRED具有通過光學(xué)系統(tǒng)來模擬光線偏振的能力。光源可以是隨機(jī)、圓或線偏振光。能夠過濾或控制偏振的光學(xué)組件，如雙折射波片和偏振片，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行模擬。FRED中偏振模擬的一些簡單例子包括吸收二向色性和線柵偏振器，方解石半波片和馬耳他十字現(xiàn)象。這些特征的每個都可以應(yīng)用到更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，如液晶顯示器（LCD）、干涉儀以及偏光顯微鏡。
偏振片模型
簡介
激光系統(tǒng)常使用一個稱為空間濾波器的小孔。通過去除光束中的高階模和噪聲，空間濾波器是一種用于提高激光質(zhì)量的技術(shù)。為了在FRED中準(zhǔn)確模擬激光通過一個空間濾波器，光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中，將會闡述Gabor分解的光合成技術(shù)。
相干光的高斯子束模型
通過使用一個稱為高斯光束分解（GBD）的技術(shù)，可以在FRED
模型名稱：Comsol激光加工熔池模擬
物理場：水平集、流體傳熱、層流
其他：模型、詳細(xì)視頻教程、一對一答疑
各位學(xué)友們大家好，今天給大家分享一個非常簡單容易操作的案例。就是利用Rsoft軟件中的beamprop模塊進(jìn)行光纖光柵模擬。
步驟一：進(jìn)行環(huán)境全局變量的設(shè)置，具體如下：
圖1 全局變量設(shè)置
在該模擬中我們設(shè)定入射光的中心波長為1.55微米，背景折射率為空氣。配置相應(yīng)的全局變量如上圖所示。
步驟二：進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。由于光柵設(shè)置中我們需要明確周期長度以及折射率調(diào)制系數(shù)等相關(guān)參數(shù)
簡介
當(dāng)提及模擬激光二極管時，F(xiàn)RED軟件具有極大的靈活性。在這篇應(yīng)用筆記中，將會描述簡單到詳細(xì)的激光光源模型。最基本的模型是高斯TEM0,0模。更高級的模型包括在束腰上偏移和發(fā)散中的像散光束。激光也可以使用其M2因子表示。最后，可以創(chuàng)建一個任意混合模的激光。該模式可以選擇任意TEM模的高斯分布（Hermite, Laguerre, Laguerre Cosine, 及 Laguerre
使用火災(zāi)動力學(xué)模擬器(FDS)完成火災(zāi)CFD模擬課程（英）
發(fā)布于2026年3月
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz, 雙聲道
語言：英語 | 時長：12小時45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實用火災(zāi)建模 — 熱釋放速率、暖通空調(diào)、控制系統(tǒng)及高級CFD
關(guān)鍵詞：GROMACS；小分子；自組裝；分子動力學(xué)；回轉(zhuǎn)半徑
背景介紹
小分子自組裝過程廣泛存在于材料、生命與能源體系中，其微觀機(jī)理關(guān)乎膠束/囊泡形成、層狀有序相的出現(xiàn)以及功能納米結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。相比僅觀察宏觀現(xiàn)象，分子動力學(xué)（MD）能在原子尺度直接揭示小分子的自組裝機(jī)理，直觀體現(xiàn)其自組裝過程，從而為藥物，納米材料設(shè)計提供理論依據(jù)。
本案例基于GROMACS軟件，模擬分析匹格列酮四聚體的分子自組裝過程
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概述
這篇文章介紹了：
如何在序列模式下使用多重結(jié)構(gòu)創(chuàng)建分光棱鏡
如何在布局圖以及分析/計算窗口中同時追跡透射和反射光線
在考慮偏振及鍍膜的影響下如何計算透射和反射光線的總能量
介紹
在OpticStudio中，分光棱鏡可以在序列或非序列追跡模式下模擬。
在非序列中，光線可以在折射表面上分裂為折射和反射光線。這也是非序列模式最主要的優(yōu)勢
