局部分析的案例
LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹10—局部分析
今天帶來(lái)LMS Virtual.Lab Durability局部分析
內(nèi)容主要包括熱點(diǎn)分析，局部時(shí)域系列，網(wǎng)格分組，高級(jí)后處理等
10LMS Virtual.Lab Durability局部分析.pdf
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LMS Virtual.Lab Durability交流群，群號(hào)：捌叁捌伍叁柒捌零 歡迎各位入群討論交流。
展開 剛構(gòu)橋0號(hào)塊局部分析
幾個(gè)應(yīng)力偏大的位置均出現(xiàn)在梗腋、塊體相交的棱角處和頂、底板的局部表層。但分布的面積不廣，深度較淺。施工中可以考慮適當(dāng)增加普通鋼筋含量，降低開裂風(fēng)險(xiǎn)。
臍帶纜局部abaqus建模及分析
采用abaqus對(duì)帶鎧裝鋼絲或異形填充的臍帶纜進(jìn)行局部強(qiáng)度和剛度分析校核，咨詢問題可私信聯(lián)系
一起35kV開關(guān)柜局部放電故障分析及處理
35kVⅡ母PT開關(guān)柜前上部（母線倉(cāng)部位）超聲波值達(dá)到28dB，暫態(tài)地電壓相對(duì)值最大為44dB，根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司帶電測(cè)試技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備暫態(tài)地電壓局部放電帶電測(cè)試技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》及《變電設(shè)備帶電檢測(cè)工作指導(dǎo)意見》運(yùn)檢一【2014】108號(hào)文件，超聲波數(shù)值≤8dB 時(shí)為正常，>8dB且≤15dB為異常，超聲波數(shù)值>15dB為缺陷；暫態(tài)地電壓相對(duì)值≤20dB為正常，>20dB為異常，在30dB為嚴(yán)重，因此判斷此開關(guān)柜存在局部放電缺陷。
原因分析
經(jīng)過與超聲波及暫態(tài)地電壓局部放電檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩種方法判斷的放電位置基本吻合，都存在于35kVⅡ母PT開關(guān)柜前部，通過平分面法對(duì)該缺陷進(jìn)行定位，結(jié)合缺陷部位局部放電特征的分析，定位結(jié)果顯示該缺陷可能位于35kVⅡ母PT開關(guān)柜上部母線倉(cāng)母線排A相支柱絕緣子附近，由于開關(guān)柜內(nèi)視線受阻，未能確認(rèn)具體放電部位，為此，對(duì)存在缺陷的開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境及周邊環(huán)境進(jìn)行了進(jìn)一步觀察分析，發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：
1、因北方春季氣候特點(diǎn)，110kV該變電站位于山頂上，與同類變電站相比海拔較高，晝夜溫差大，開關(guān)室電纜溝內(nèi)也有潮氣上升，開關(guān)柜內(nèi)潮氣不易散去，且5月10日發(fā)生大范圍降雨，造成柜內(nèi)絕緣介質(zhì)受潮，致使絕緣介質(zhì)絕緣性能下降。
展開 
隧道光面爆破局部建模損傷分析 ￥50
鉆孔區(qū)域采用映射網(wǎng)格劃分，鉆孔外巖石區(qū)域采用掃掠劃分方式，單元類型為solid164單元，模型厚度方向擴(kuò)展200cm，采用三維建模方法進(jìn)行分析。模型網(wǎng)格劃分好后導(dǎo)出k文件，后續(xù)操作通過k文件導(dǎo)入ls-prepost中進(jìn)行炸藥，堵塞及空氣的分區(qū)及材料參數(shù)、邊界條件、求解等設(shè)置。
3.巖石采用RHT模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述，空氣的狀態(tài)方程采用*EOS- LINEAR-POLYNOMAIAL 描述。
4.計(jì)算結(jié)果如下：
損傷破壞圖
活塞壓縮動(dòng)網(wǎng)格分析（彈性光順與局部重構(gòu)）
問題描述：活塞壓縮
01 分析模塊
02 建立模型
03 劃分網(wǎng)格
04 定義物理模型
05 定義材料
06 定義流場(chǎng)材料類型
07 定義邊界條件
08 定義速度和動(dòng)網(wǎng)格
09 求解方法，求解控制，監(jiān)控，都按默認(rèn)設(shè)置
10 初始化
11 求解
12 后處理
設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran Global Local分析技術(shù)
MSC Nastran具備靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、非線性、優(yōu)化、氣彈等功能全面的結(jié)構(gòu)分析功能，在航空航天、汽車、船舶等各個(gè)行業(yè)均有廣泛的應(yīng)用。
所謂Global Local分析指的是進(jìn)行兩次分析，第一次是針對(duì)于整體模型的分析，第二次是針對(duì)局部模型的分析。對(duì)于整體模型的分析一般來(lái)說網(wǎng)格相對(duì)較粗，這樣可以迅速的了解結(jié)構(gòu)整體在各種工況條件下的傳力和載荷情況。而對(duì)關(guān)鍵零部件的局部分析，根據(jù)實(shí)際分析需求，網(wǎng)格可能相對(duì)更細(xì)（也可能不變）。但是由于局部分析所針對(duì)的模型尺寸較小，所以即使更細(xì)的網(wǎng)格，其模型整體的規(guī)模也有限，這樣可以更加準(zhǔn)確的掌握這些關(guān)鍵零部件在各種工況條件下的表現(xiàn)。而這兩次分析之所以是一套完整的分析技術(shù)，其關(guān)鍵在于第二次分析所使用的邊界條件和載荷條件是來(lái)源于第一次分析，這樣可以確保通過兩次分析，快速而準(zhǔn)確地達(dá)到各自的分析目標(biāo)。
本篇內(nèi)容就來(lái)介紹一下MSC Nastran的Global Local分析技術(shù)，主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
方法一：空間插值實(shí)現(xiàn)邊界條件的傳遞
方法二：借助外部超單元
方法三：CARVE（MSC Nastran 2024.2新功能）
方法四：網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化
01 空間插值實(shí)現(xiàn)邊界條件的傳遞
這種方法是目前應(yīng)用較為廣泛的方法，借助Patran的FEM場(chǎng)映射工具，將整體模型分析得到的位移數(shù)據(jù)或者載荷數(shù)據(jù)插值映射到局部模型上去，從而可以完成局部模型邊界或者載荷條件的定義。詳細(xì)的操作流程請(qǐng)參考附件[1]。
此方法的操作流程大致如下：
1) 進(jìn)行全局模型分析；
2) 將全局模型的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入Patran，查看其位移的矢量場(chǎng)；
3) 在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建位移的FEM場(chǎng)；
4) 通過此FEM場(chǎng)來(lái)定義局部模型的邊界條件；
5) 定義局部模型的其它載荷條件，提交計(jì)算完成分析。
展開 Moldex3D模流分析之德國(guó)卡塞爾大學(xué)以模擬方法驗(yàn)證發(fā)泡射出之局部抽芯技術(shù)
圖四 膨脹區(qū)域A (SN5)及非膨脹區(qū)域B (SN7)感應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的壓力和氣泡尺寸之XY曲線
透過模擬分析，能夠清楚調(diào)查發(fā)泡射出成型抽芯技術(shù)的效果。因此包括SCF含量(發(fā)泡劑含量)、膨脹率(抽芯距離)、延遲時(shí)間、保壓壓力和保壓時(shí)間等參數(shù)的變，都能夠掌握。
圖五是不同制程設(shè)定的模擬結(jié)果，以SCF含量(發(fā)泡劑含量)與實(shí)際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)為例，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都顯示，SCF含量越多，氣泡就越小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也證明了Moldex3D預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
圖五 SCF含量與氣泡大小的關(guān)聯(lián)
結(jié)果
透過Moldex3D的協(xié)助，卡塞爾大學(xué)對(duì)發(fā)泡射出成型的局部抽芯技術(shù)能有更深入的了解，藉由可視化了解氣泡形成過程，并成功以Moldex3D模擬及驗(yàn)證定性實(shí)驗(yàn)。
展開 FLAC3D動(dòng)力分析功能的幾點(diǎn)改進(jìn) 附講一下Flac3D的局部坐標(biāo)下載
波動(dòng)信號(hào)處理
動(dòng)力分析中因分析方法的不同通常對(duì)待輸入波動(dòng)信號(hào)的成分組成有規(guī)定要求，因此在分析之初有必要依據(jù)頻譜分析方法對(duì)信號(hào)做預(yù)處理，處理方法以濾波和基線修正為主：
濾波：目前動(dòng)力分析方法主要包括頻域法和時(shí)域法兩種，基于中心差分算法的時(shí)域方法的FLAC3D動(dòng)力分析要求數(shù)值模型中單元最大邊長(zhǎng)不超過待輸入波動(dòng)信號(hào)在其中傳播最小波長(zhǎng)的1/10。因此，分析中常對(duì)波動(dòng)信號(hào)最大頻率作截?cái)嗵幚恚云谇蟮糜?jì)算效率與求解精度兩者間的合理平衡；
基線修正：波動(dòng)信號(hào)頻繁特征復(fù)雜，其中的長(zhǎng)周期成分可能會(huì)導(dǎo)致地基模型整體出現(xiàn)平動(dòng)漂移現(xiàn)象，這部分對(duì)工程安全無(wú)影響的位移應(yīng)予以剔除，此即為基線修正的基本原理。
FLAC3D V7.0含向?qū)讲寮ぞ逥ynamic Input Wizard來(lái)滿足對(duì)波動(dòng)信號(hào)開展上述處理的要求，該工具通過程序菜單選項(xiàng)Tools->Dynamic Input Wizard實(shí)現(xiàn)調(diào)用，起始界面如圖3所示。考慮篇幅原因，此處不對(duì)其使用方法作進(jìn)一步介紹。
圖3 波動(dòng)信號(hào)處理工具Dynamic Input Wizard
下載地址：講一下Flac3D的局部坐標(biāo)
展開 預(yù)應(yīng)變對(duì)奧氏體不銹鋼焊接接頭微觀組織和氫脆的影響
圖
12 20%預(yù)應(yīng)變接頭
斷裂后
組織
成分分析
（a）EBSD晶粒取向分布圖
（b）EBSD相圖
（c）EDS局部成分分析
圖
13 20%預(yù)應(yīng)變接頭
斷裂后
EBSD
分析
（a）晶粒取向分布圖
（b）相圖
圖
14
10%預(yù)應(yīng)變-充氫接頭
斷裂后TEM分析
（斷于焊縫）
（a）不均勻位錯(cuò)分布
（b）局部高密度位錯(cuò)
（c）孿晶附近局部高密度位錯(cuò)
（d）晶界附近局部高密度位錯(cuò)
圖
15 20%預(yù)應(yīng)變-充氫接頭
斷裂后TEM分析
（斷于母材）
圖1
6不同
預(yù)應(yīng)變接頭氫脆失效機(jī)理圖
【小結(jié)】
通過對(duì)經(jīng)預(yù)應(yīng)變的AISI 304L奧氏體不銹鋼焊接接頭氫脆失效機(jī)制的研究，討論了接頭氫脆失效位置和預(yù)應(yīng)變誘發(fā)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，主要得到如下結(jié)論：
（1）接頭預(yù)應(yīng)變幾乎不會(huì)導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)α′馬氏體轉(zhuǎn)變，但母材中α′馬氏體含量隨接頭預(yù)應(yīng)變?cè)黾佣黾樱@與母材化學(xué)成分不均勻有關(guān)。
展開 無(wú)錫西互通鋼箱梁橋 結(jié)構(gòu)計(jì)算書(ANSYS) ￥2
綜上，局部應(yīng)力分析結(jié)果表明結(jié)構(gòu)具有較好的受力性能及較高的安全性。
詳細(xì)的報(bào)告感興趣的可以查看附件！
預(yù)應(yīng)力施加方法各家匯集分類:ANSYS應(yīng)用
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(duì)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土,一次降溫可模擬張拉過程;對(duì)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(huì)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(lái)達(dá)到預(yù)期值.而對(duì)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(jì)入
個(gè)人愚見：
等效荷載做分析，對(duì)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(duì)于曲線筋無(wú)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(shí)際上是有問題的，從計(jì)算理論上可知，即使對(duì)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(wú)法模擬張拉鋼筋的滑移，對(duì)于曲線筋，無(wú)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(wú)法模擬。模擬出的結(jié)論對(duì)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(duì)跨中數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)，好像正確（跨中剛好對(duì)稱），若對(duì)離開跨中一段距離進(jìn)行分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)不正確。所以若要對(duì)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(huì)發(fā)現(xiàn)問題。
所以實(shí)際用ANSYS計(jì)算的預(yù)應(yīng)力效果不如用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和規(guī)范計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。橋梁博士是采用設(shè)計(jì)原理和規(guī)范計(jì)算方法，所以比較準(zhǔn)確。
展開 ABAQUS子模型簡(jiǎn)介
子模型是在全局模型分析結(jié)果的基礎(chǔ)上研究局部模型的方法。通過初始的全局模型分析計(jì)算來(lái)確定在激勵(lì)載荷作用下的最大響應(yīng)區(qū)域，子模型方法不需要細(xì)化或重分析整體模型，只需截取局部關(guān)注區(qū)域模型并細(xì)化其網(wǎng)格從而提高分析精度。即采用粗網(wǎng)格模型得到局部關(guān)注區(qū)域周圍的結(jié)果，采用局部區(qū)域網(wǎng)格細(xì)化得到局部分析結(jié)果。如下圖所示。
子模型方法是基于Saint-Venant's 定理，要求子模型邊界足夠遠(yuǎn)離子模型響應(yīng)的關(guān)注區(qū)域。因?yàn)榻⒆幽Ｐ蜁r(shí)沒有一個(gè)明確的限制來(lái)保證結(jié)果有意義，因此需要用戶自己判斷子模型建立的正確性。如何判斷子模型建立的正確性，一般的方法是查看子模型邊界附近的結(jié)果變量值及云圖變化與全局模型是否一致，如果結(jié)果一致，則認(rèn)為該子模型是有效的。
Abaqus提供兩種子模型技術(shù)：基于節(jié)點(diǎn)的子模型技術(shù)與基于面的子模型技術(shù)。基于節(jié)點(diǎn)的子模型技術(shù)是使用全局模型節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果場(chǎng)插值到子模型邊界節(jié)點(diǎn)的技術(shù)，它能夠得到相對(duì)更精確的位移結(jié)果，適用于任何分析類型；基于面的子模型技術(shù)是使用應(yīng)力場(chǎng)值到子模型邊界處的表面積分點(diǎn)上，這種子模型技術(shù)能夠得到相對(duì)更精確的應(yīng)力結(jié)果，但其只能應(yīng)用于體網(wǎng)格模型和靜態(tài)分析中。
子模型法分析流程：
1、定義問題；
2、運(yùn)行全局模型，確定驅(qū)動(dòng)子模型的變量輸出；
3、檢查全局模型結(jié)果，特別要注意用于驅(qū)動(dòng)子模型的區(qū)域周圍不能出現(xiàn)局部不合理現(xiàn)象；
4、定義子模型；
5、根據(jù)全局模型的載荷加載子模型的載荷；
6、應(yīng)用子模型邊界條件；
7、需要時(shí)定義慣性釋放；
8、運(yùn)行子模型分析；
9、查看子模型結(jié)果。
展開 ANSYS薄壁結(jié)構(gòu)模型處理技術(shù) 附王新敏ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析講義下載
（1）對(duì)于整體分析，如整架飛機(jī)的整體受力分析，由于計(jì)算規(guī)模非常大，不考慮局部的連接方式，采用共節(jié)點(diǎn)自由度協(xié)調(diào)進(jìn)行連接；
（2）對(duì)于分段分析，如前機(jī)身的分析，如果焊點(diǎn)或鉚接之間的間距較大，就需要考慮連接方式對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響，需要采用焊縫模擬；
（3）局部零件分析，此時(shí)需要把焊接和鉚接的連接方式，在模型中完整的體現(xiàn)出來(lái)。
對(duì)于分段分析和局部零件分析，ANSYS提供了多種方法建立焊點(diǎn)、焊縫和鉚接。
（1）焊點(diǎn)：通過連接兩個(gè)點(diǎn)直接創(chuàng)建焊點(diǎn)，而且焊點(diǎn)可以獨(dú)立于網(wǎng)格；
（2）焊縫：通過選擇焊縫的邊線，直接設(shè)置焊縫上焊點(diǎn)的間距或焊點(diǎn)數(shù)生成焊縫。而且可以分別設(shè)置焊縫端部焊點(diǎn)與邊線端點(diǎn)的距離、邊沿線與焊縫的距離等來(lái)控制焊縫的位置；
（3）通過讀入坐標(biāo)文件：對(duì)于大量的焊點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)有焊點(diǎn)坐標(biāo)文件。可以直接讀入焊點(diǎn)的坐標(biāo)文件，批量生成焊點(diǎn)。
4網(wǎng)格劃分
忽略細(xì)節(jié)特征設(shè)置可以自動(dòng)跨越幾何缺陷及多余的細(xì)小特征，生成滿意網(wǎng)格。一勞永逸的Replay技術(shù)可以自動(dòng)對(duì)幾何尺寸改變后的幾何模型重劃分網(wǎng)格。
ANSYS提供了全四邊形、四邊形為主、只允許一個(gè)三角形和全三角形等多種網(wǎng)格控制方法、工具來(lái)提高網(wǎng)格質(zhì)量。ANSYS還具備大量的網(wǎng)格質(zhì)量診斷工具，對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并采用不同的顏色表達(dá)質(zhì)量差異。此外，ANSYS還有多種光滑技術(shù)、自動(dòng)網(wǎng)格修補(bǔ)工具、網(wǎng)格轉(zhuǎn)換和局部細(xì)化/粗化等方法。在劃分網(wǎng)格時(shí)，也可以設(shè)置容差，忽略小的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)特征，如小孔、小碎面邊線等，以使單元更均勻，避免因?yàn)橥負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的原因局部過細(xì)。
展開 妙用Icepak特殊流體功能模擬局部真空
圖6
圖7
圖8
圖9
3.靜止流體
欲在計(jì)算域內(nèi)局部空間設(shè)置真空，可先按局部空間尺寸建fluid block，再如圖10底部設(shè)置為靜止流體：選擇fixed velocity，3個(gè)方向速度均為0。流體材料需自建如圖11，設(shè)置極小的熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率。此靜止流體塊的優(yōu)先級(jí)應(yīng)低于內(nèi)部的元件。Problem setup面板內(nèi)仍然選中計(jì)算速度場(chǎng)，默認(rèn)流體不變。
圖10
圖11
4.規(guī)則外形局部真空分析實(shí)例
以圖6的模型為基礎(chǔ)，以enclosure內(nèi)壁為邊界建立靜止流體塊(材料選擇圖11)，因?yàn)槭钦婵諣顟B(tài)，enclosure內(nèi)部已無(wú)對(duì)流換熱，關(guān)閉重力，其余設(shè)置不變。求解后，總體速度剖面如圖12，可見enclosure內(nèi)部確實(shí)沒有氣流(即使打開重力，計(jì)算結(jié)果仍然不變，自然對(duì)流仍然沒有發(fā)生)。
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