預(yù)應(yīng)力仿真的案例
Ansys Workbench初始變形+預(yù)應(yīng)力釋放仿真（含ACT插件） ￥20
問題：
在工作過程中有時會遇到某些仿真類型，是需要進(jìn)行帶有預(yù)應(yīng)力的仿真。但是WB中預(yù)應(yīng)力在模塊之間的傳遞，似乎預(yù)應(yīng)力模態(tài)可以直接傳遞。而兩個靜力模塊可以傳遞變形后的幾何，但是不能傳遞預(yù)應(yīng)力。
問題示例大致如下：
板子初始是平板狀態(tài)，安裝后工作狀態(tài)是貼合一個弧面，并通過四個支點進(jìn)行連接固定，板子安裝后存在回彈力。
現(xiàn)在需要評估板子安裝變形預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，連接面的回彈力。
仿真思路：
仿真對象是一個有初始應(yīng)力的彎曲板，但是曲面形狀實際可能不是正常弧線而是曲面。
因此仿真步驟大致需要兩步：
第一、初始平板變形為曲面形狀，提取板子的應(yīng)力狀態(tài)；
第二、板子在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生彈性回復(fù)力，查看彈性回復(fù)力在連接位置的大小。
第一步的仿真方法：
模擬擠壓形式，在初始平板兩側(cè)使用變形后的彎曲板進(jìn)行擠壓變形。
擠壓變形
第二步的仿真方法：
加載板子的變形預(yù)應(yīng)力，按裝配狀態(tài)連接，計算連接處的彈性變形力。
但是：在第一步加載的時候就不是很容易實現(xiàn)。兩個夾層面需要設(shè)定接觸面進(jìn)行接觸非線性仿真，經(jīng)常發(fā)生接觸面穿透現(xiàn)象，需要小載荷步，多次調(diào)試。
即使擠壓方式?jīng)]有穿透，應(yīng)力分布也不是很均勻。
此處先擱置擠壓法的計算過程不提，假設(shè)已經(jīng)獲得預(yù)期的初始變形應(yīng)力。
繼續(xù)進(jìn)行第二仿真步，傳遞板子的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)；
預(yù)應(yīng)力的傳遞方法在微信公眾號文章：“ansys分析中如何考慮殘余應(yīng)力影響？”中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應(yīng)力分布的結(jié)果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。
展開 Abaqus import預(yù)應(yīng)力跌落仿真測試
導(dǎo)讀
跌落測試除了單次跌落外，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)需求，還有多次跌落或者預(yù)應(yīng)力跌落，上次我們進(jìn)行了單次跌落在Abaqus中的實現(xiàn)過程，今天我們使用Abaqus Import功能，進(jìn)行卡扣的預(yù)應(yīng)力跌落。
首先進(jìn)行卡扣的裝配仿真，在step模塊中開啟重啟動功能，如下：
分析結(jié)果如下：
新建分析模塊導(dǎo)入結(jié)果文件作為跌落測試的零件，如下：
設(shè)置導(dǎo)入為變形后模型，注意，把“-1”刪除，如下：
確保導(dǎo)入后模型名字如下：
其余操作請參考眼鏡跌落測試部分，進(jìn)入load模塊，設(shè)置預(yù)定義場，如下：
提交計算，查看跌落后應(yīng)力如下：
ABAQUS銷軸/銷孔過盈接觸預(yù)應(yīng)力仿真案例講解
[圖片]
動荷載作用下預(yù)應(yīng)力混凝土樁裂縫的仿真分析
問題描述
樁身截面為27.5cm×27.5cm，樁身長度為500cm。
位移邊界條件：樁底固定，樁頂簡支（限制水平位移）。
樁體有箍筋
樁體有橫截面配筋
船體模型：由于船體擠靠靠船樁時，船體變形要遠(yuǎn)小于樁身變形，且我們這里主要考慮靠船樁的變形性質(zhì)。所以船體變形忽略，可以把船體看成一個剛性體。
船體的簡化模型為：300cm×300cm×30cm，彈性模量30×10的4次方兆帕 ，密度7800（暫定）。
請問各位 ，這個要怎么實現(xiàn)，或者說誰有一個明確的思路啊
基于ANSYS命令流的懸索橋的仿真分析（帶預(yù)應(yīng)力的link10單元） ￥30
通過節(jié)點法建立的橋梁模型
靜力分析的前12階模態(tài)
基于comsol進(jìn)行共振薄膜聲學(xué)超材料的模態(tài)分析
對有無附加質(zhì)量塊的薄膜型結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，探討振型模態(tài)與吸聲系數(shù)曲線的對應(yīng)關(guān)系。
研究內(nèi)容：
由吸聲系數(shù)理論模型可知，薄膜型結(jié)構(gòu)的吸聲性能與振型模態(tài)、相對聲阻抗率有關(guān)，對有無附加質(zhì)量塊的薄膜型結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，探討振型模態(tài)與吸聲系數(shù)曲線的對應(yīng)關(guān)系。
圖1.薄膜型結(jié)構(gòu)
圖2.無中心質(zhì)量塊薄膜型結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)分析
圖3. 含中心質(zhì)量塊薄膜型結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)分析
數(shù)值模擬：
分別對有無附加質(zhì)量塊的薄膜型結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，預(yù)應(yīng)力模態(tài)仿真選取的聚酰亞胺薄膜彈性模量為 2.35GPa，泊松比為 0.38，選取的結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)量塊彈性模量為 200GPa，泊松比為 0.30。進(jìn)行COMSOL 預(yù)應(yīng)力模態(tài)仿真時，圓形薄膜結(jié)構(gòu)采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行添加質(zhì)量處理，除邊界條件的設(shè)置外，還需在薄膜表面施加初始面應(yīng)力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖4.幾何模型的構(gòu)建
（2）設(shè)置物理場
圖5.物理場的設(shè)置
（3）模態(tài)分析
無附加質(zhì)量塊張緊圓膜結(jié)構(gòu)和附加圓形質(zhì)量塊薄膜型結(jié)構(gòu)的前6階固有頻率和模態(tài)振型仿真結(jié)果如圖。可以看出在comsol中利用膜單元對薄膜型結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)分析結(jié)果與原文中對應(yīng)的十分準(zhǔn)確。
圖6. 復(fù)現(xiàn)無中心質(zhì)量塊薄膜型結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)
圖7. 復(fù)現(xiàn)含中心質(zhì)量塊薄膜型結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)
分
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展開 ANSYS beam梁模態(tài)分析，包括考慮預(yù)應(yīng)力和大變形下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 ￥5
一邊固定考慮預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 1.9673 1 1 1
2 40.145 1 2 2
3 118.74 1 3 3
3.考慮到幾何大變形情況下的模態(tài)分析
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 4.7743 1 1 1
2 37.859 1 2 2
3 110.28 1 3 3
看出來，有預(yù)應(yīng)力情況下，第一階頻率會變小，這是因為，在另一端點的力作用下，有預(yù)應(yīng)力的情況下，端點位移變大 ，剛度減小，考慮幾何大變情況下，端點作用力下，位移增加了，但是比單純線性考慮時，較小。所以剛度居中。
具體命令流見beam.txt、beam_pstres.txt和beam_pstres_modal_nlgeom.txt
展開 結(jié)構(gòu)動力學(xué)中的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 ——預(yù)應(yīng)力模態(tài) 附模態(tài)應(yīng)力、頻響應(yīng)力和PSD應(yīng)力下載
需要指出的是，這種預(yù)應(yīng)力(pstress)的效果和幾何非線性分析中的“應(yīng)力剛化”(stress stiffeness)是相同的來源。
以上闡述就是預(yù)應(yīng)力模態(tài)產(chǎn)生的基本原理，讀者可以思考一下：模態(tài)分析在什么情況下需要考慮預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)。
算例
考慮一根簡支梁，兩邊施加拉力和壓力(通過初始應(yīng)變實現(xiàn))，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，對比二者和無載荷作用時的模態(tài)分析結(jié)果。
無預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的結(jié)果：
拉預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的結(jié)果：
壓預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析的結(jié)果：
對比無預(yù)應(yīng)力模態(tài)、拉預(yù)應(yīng)力模態(tài)、壓預(yù)應(yīng)力模態(tài)三者的固有頻率結(jié)果發(fā)現(xiàn)：前
6階模態(tài)，相比于無預(yù)應(yīng)力工況，拉預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)模態(tài)分析產(chǎn)生的原理進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹，對拉/壓預(yù)應(yīng)力模態(tài)進(jìn)行了分析，并和無預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行了對比。
現(xiàn)以ANSYS為例，結(jié)合前文介紹的理論和要點，實現(xiàn)具體分析。在“基于ANSYS的響應(yīng)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(xiàn)結(jié)構(gòu)動力學(xué)中的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析
對于薄壁結(jié)構(gòu)，如細(xì)長梁和薄板，由于彎曲剛度比軸向拉壓剛度小很多，當(dāng)結(jié)構(gòu)受外載作用時，由于應(yīng)力剛化(SSTIF)效應(yīng)，在進(jìn)行模態(tài)分析時，一般需要考慮預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的影響，即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
展開 abaqus索體預(yù)應(yīng)力的施加方式 ￥10
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)力錨栓式陸上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)ABAQUS彈塑性模型建模（包含主要鋼筋建模） ￥179
其中，陸上風(fēng)機(jī)一般采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨栓作為塔筒-基礎(chǔ)間連接件的方式以滿足整體結(jié)構(gòu)承載安全要求，本內(nèi)容包含該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在ABAQUS中的建模方法、主要鋼筋的建模方法及混凝土CDP本構(gòu)等的內(nèi)容。
預(yù)應(yīng)力的實現(xiàn)
在常用的軟件系統(tǒng)中，預(yù)應(yīng)力混凝土分析根據(jù)作用不妨分為兩類：即分離式和整體式，所謂分離式就是將混凝土和力筋的作用分別考慮（脫離體），以荷載的形式取代預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用，典型的如等效荷載法；而整體式則是將二者的作用一起考慮，典型的如ANSYS中用LINK單元模擬力筋的方法。
1 線性或非線性的考慮
對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，只要是開裂前階段的應(yīng)力分析，完全可以將混凝土視為彈性材料，當(dāng)然鋼筋也是彈性材料；這主要在使用荷載階段(Ⅱ類預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)除外)的應(yīng)力分析。假如要進(jìn)行開裂和極限分析，則必須考慮二者的非線性特性。
2 分離式方法（等效荷載法）的特點
主要優(yōu)點是建模簡單，不必考慮力筋的位置而可直接建模，當(dāng)然網(wǎng)格劃分也簡單；對結(jié)構(gòu)的在預(yù)應(yīng)力作用下的整體效應(yīng)可比較快捷的掌握。
其缺點是比較明顯的：
①不便模擬細(xì)部，例如力筋所在位置對結(jié)構(gòu)的影響顯然是不同的；假如一定要模擬，則荷載必須施加在力筋的位置上，故其建模的方便性就消失了；
②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，而等效荷載法則沒有計及此點；
③對張拉過程無法模擬；
④在其它外荷載作用下的共同作用不便考慮，否則要加入力筋(其建模則同整體式)，不能確定力筋在外荷載作用下的應(yīng)力增量；
⑤無法模擬應(yīng)力損失引起的力筋各處應(yīng)力不等的因素。
大凡不少專家學(xué)者認(rèn)為可以采用等效荷載法，無非是對于按桿系結(jié)構(gòu)分析時方便而言的。而對于考慮實體，反而不考慮上述的某些因素，顯然不合理。
綜上：對于只關(guān)注預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本性能時，可以考慮采用等效荷載法。
3 整體式方法的特點
將混凝土和力筋劃分為不同的單元一起考慮，而模擬預(yù)應(yīng)力可以采用降溫方法和初應(yīng)變方法。
展開 
預(yù)應(yīng)力分析
我想用NASTRAN Sol106做結(jié)構(gòu)彈塑性非線性分析, 但需要先預(yù)加初始荷載,如何處理, 哪位高手有經(jīng)驗請給指點一下, 有BDF文件更好,多謝了.
ANSYS workbench機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)飛機(jī)機(jī)翼三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力模態(tài)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(jī)機(jī)翼預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
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預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的概念(Prestressed Concrete)
為了設(shè)計的方便，《公路橋規(guī)》又將在作用(荷載)短期效應(yīng)組合下控制的正截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件分為以下兩類：
A類：當(dāng)對構(gòu)件控制截面受拉邊緣的拉應(yīng)力加以限制時，為A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；
B類：當(dāng)構(gòu)件控制截面受拉邊緣拉應(yīng)力超過限值，直到出現(xiàn)不超過限值寬度的裂縫時，為B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。
Arthur H. Nilson et al. (2010) Design of Concrete Structures (14th edition) 813p.
5 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點
優(yōu)點: (1) 提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。(2) 可以節(jié)省材料，減少自重。(3) 可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。(4) 預(yù)應(yīng)力可做為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段，促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展。預(yù)應(yīng)力還可以提高結(jié)構(gòu)的耐疲勞性能,這對承受動荷載的橋梁結(jié)構(gòu)來說是很有利的。
缺點: 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝較復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求甚高，同時需要有專門設(shè)備，如張拉機(jī)具、孔道壓漿設(shè)備等，先張法需要有張拉臺座，因而需要配備技術(shù)較熟練的專業(yè)隊伍。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)主要缺點有：(1) 預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制。預(yù)制梁存梁時間過久再進(jìn)行安裝，就可能因預(yù)應(yīng)力作用使上拱度很大，造成橋面不平順。(2) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費用較大，對于跨徑小、構(gòu)件數(shù)量少的工程，成本較高。
展開 Truss單元預(yù)應(yīng)力施加
[圖片]
