三維結(jié)構(gòu)分析的案例
Altair SimSolid三維結(jié)構(gòu)分析工具 衡祖仿真
④直接選擇要做的分析 （這里選了模態(tài)）：
⑤在材料里面選擇鋼材：
⑥雙擊連接自動找到連接處（一共118處連接，Hypermesh 里邊頭都給你做暈）：
⑦添加邊界條件：
⑧點擊Solve 就開始計算了
⑩在I5 4690 16G內(nèi)存，WIN10 的平臺下，大概10秒鐘就有結(jié)果了點擊 Results 就出結(jié)果了
?再放一位移云圖：
Altair SimSolid 是一款三維結(jié)構(gòu)分析工具，可以處理靜力，動力，熱等結(jié)構(gòu)問題；不使用傳統(tǒng)有限元方法FEM(Finite Element Method)的三角形/四面體/六面體網(wǎng)格，計算時間大大減少。
展開 COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何
幾何生成
采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內(nèi)直接生成三維Voronoi，其計算參數(shù)如下：
模型生成后刪除晶格部件，并對晶粒進行一步平滑處理：
新建外部圓柱體部件，并與晶粒進行差集操作，形成多孔骨架支撐結(jié)構(gòu)，同時可查看各部分的體積（MASS命令），方便進行孔隙率的計算。這里的晶粒也可用作卵石形狀集料的堆積模型。
導(dǎo)入COMSOL
在CAD內(nèi)將Voronoi骨架模型導(dǎo)出為.iges格式，并導(dǎo)入到COMSOL有限元軟件內(nèi)。
模型賦值簡單的均質(zhì)材料，并通過指定位移的方式進行最基本的單軸受壓計算，應(yīng)力計算結(jié)果如圖。
CAD Voronoi3D下載
建模采用了CAD Voronoi3D插件，可用于生成更為復(fù)雜的幾何模型。
插件下載鏈接：
CAD Voronoi3D
展開 【JY|STR】求解器之三維結(jié)構(gòu)振型分析
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展開 鉚接結(jié)構(gòu)葉輪強度三維有限元分析
Key words：impeller; three-dimensional finite element; stress analysis▲
在風(fēng)機、壓縮機和汽輪機的設(shè)計中，葉片與輪盤、輪蓋均為鉚釘連接結(jié)構(gòu)的高轉(zhuǎn)速葉輪,由于輪蓋、輪盤和葉片不僅受離心拉應(yīng)力和與軸連接的壓應(yīng)力作用，而且其本身又承受鉚釘連接處的切應(yīng)力作用，且這些應(yīng)力不是連續(xù)變化的，其應(yīng)力和變形狀況相當復(fù)雜，用一般的有限元分析和二次計算法無法真實計算其受力情況。筆者主要采用三維有限元強度分析計算方法，對鉚接結(jié)構(gòu)葉輪在額定轉(zhuǎn)速下受離心力作用的結(jié)構(gòu)受力情況作了分析計算。
1 力學(xué)分析模型建立
1.1 設(shè)計參數(shù)
葉輪轉(zhuǎn)速n=2975r/min，輪盤和輪蓋材料35CrMoA，葉片材料30CrMnSiA，鉚釘材料20Cr，葉片數(shù)量為24。輪盤和輪蓋強度極限為σs=590，σb=765，葉片強度極限為σs=735，σb=880，單位均為MPa。鉚接結(jié)構(gòu)形狀見圖1。
圖1 鉚接葉片結(jié)構(gòu)簡圖
1.2 三維有限元分析計算模型簡化
鉚接式葉輪是由輪盤、輪蓋和葉片3部分通過鉚釘連接而成，整個葉輪受到的主要載荷是離心力、輪轂與轉(zhuǎn)動軸緊配合而產(chǎn)生的壓緊力以及葉片與輪盤、葉片與輪蓋由鉚釘連接而產(chǎn)生的不均勻剪切力。由于問題比較復(fù)雜，因而在進行有限元強度分析計算時，我們對鉚接葉輪作了如下幾點規(guī)定。
(1)有限元分析模型子結(jié)構(gòu) 在進行鉚接葉輪強度分析時，我們擺脫傳統(tǒng)的平面有限元法和二次計算分析方法，以真實三維葉輪幾何結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建立有限元分析模型。根據(jù)分析程序特點，在確定邊界條件時對葉輪不進行任何理論假設(shè)，計算時輸入葉輪的真實轉(zhuǎn)速及材料。由圖1所示結(jié)構(gòu)，24個葉片在葉輪的環(huán)向均勻分布且完全對稱，為了減小解題規(guī)模，節(jié)省解題時間，我們選取葉輪1/24作為子結(jié)構(gòu)進行計算。
展開 
ABAQUS 熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動力學(xué)三維正交切削分析案例 ￥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
3、與切削工藝相關(guān)的工程師
你會得到什么：
1、掌握三維模型的繪制
2、掌握熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)切削相關(guān)的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解顯示動力學(xué)網(wǎng)格的劃分
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了ABAQUS 熱結(jié)構(gòu)耦合顯示動力學(xué)三維正交切削分析。
本案例操作過程詳細，并且完整得提供了分析相關(guān)所有的文檔和分析文件。
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展開 哥廷根大學(xué)張凱教授課題組《Small》：兼具可調(diào)結(jié)構(gòu)色和力學(xué)性能的三維中空結(jié)構(gòu)材料
然而，這些技術(shù)通常僅限于制備1D/2D結(jié)構(gòu)（纖維或薄膜）。雖然已經(jīng)證明了3D/4D打印可以獲得兼具復(fù)雜結(jié)構(gòu)和有序CNC的潛力，但這種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)通常具有非連續(xù)表面，尤其是在垂直方向上。此外，這些技術(shù)中的許多參數(shù)會影響CNC在三維成型結(jié)構(gòu)中的排列，例如ink的固有流變性/粘度、剪切速率、噴嘴幾何形狀和凝固劑的選擇。另一個關(guān)鍵問題是結(jié)構(gòu)體的力學(xué)性能，在含有CNC的三維復(fù)合材料中，有序排列的CNC如何發(fā)揮作用？是否還有其他影響因素？
圖1 含有CNC的類雙曲面3D結(jié)構(gòu)的制備過程。
近日，德國哥廷根大學(xué)張凱教授課題組通過“拉伸-松弛-干燥”動態(tài)共價水凝膠的方式制備了具有類似雙曲面的中空三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)（圖1）。這種方法的特點是CNC在里面是有取向的，且曲面具有連續(xù)性：基于機械拉伸和空氣干燥過程，動態(tài)水凝膠中的CNC可以單軸排列；除了力學(xué)增強之外，還提供額外的光學(xué)雙折射現(xiàn)象（圖2）；所獲得的類雙曲面結(jié)構(gòu)參數(shù)可由原始水凝膠的形態(tài)和機械拉伸的條件控制；類雙曲面結(jié)構(gòu)的表面可以通過空氣干燥過程進一步優(yōu)化，從而獲得光滑、連續(xù)和彎曲的表面。更為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)這種3D形狀結(jié)構(gòu)的機械性能不僅依賴于CNC的有序排列，而且與結(jié)構(gòu)固有的幾何形狀有很大關(guān)系（圖3）。這些結(jié)果將為設(shè)計和制造具有固定形態(tài)、力學(xué)性能和功能的先進材料提供新的視角。
圖2 類雙曲面3D結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)。
展開 重大《AFM》：一種具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面和三維多孔結(jié)構(gòu)的電催化劑
來自重慶大學(xué)等單位的研究人員合成了一種具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面和三維多孔結(jié)構(gòu)的電催化劑，闡明了結(jié)合多特征和密度泛函計算的電催化活性增強機理。特別是，所制備的Co2P/N@Ti3C2Tx@NF(下文表示為CPN@TC)表現(xiàn)出15毫伏的超低過電位，以達到10mA·cm-2的電流密度，并且具有長期耐久性。另一方面，這種催化劑在1 m KOH中具有30mV·dec-1的小Tafel斜率，這甚至優(yōu)于貴金屬催化劑。出色的HER活性歸因于吸附H2O和氫的多異質(zhì)界面、電子傳輸?shù)母唠妼?dǎo)率以及設(shè)計良好的離子和氣體快速傳輸結(jié)構(gòu)。因此，有理由認為CPN@TC的合成策略可以擴展到過渡金屬基磷化物的制備，以提高催化性能。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202102576
總的來說，通過兩步電沉積和隨后的氮化工藝，在MXene(Ti3C2Tx)改性的NF表面成功地制備了具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面的CPN@TC。經(jīng)過精心設(shè)計的CPN@TC可以用于吸附H2O和H*的多個異質(zhì)界面、電子傳輸?shù)腇NE導(dǎo)電性以及用于離子和氣體快速傳輸?shù)慕橘|(zhì)。另一方面，該催化劑在1m KOH中表現(xiàn)出驚人的性能，在10 mA cm-2時的過電位僅為15 mV，并且長期穩(wěn)定。另外，通過密度泛函理論計算進一步優(yōu)化了水解離和氫吸附過程。有理由相信，該合成策略有可能成為高性能水堿電催化劑磷化物研究開發(fā)的一條潛在途徑。（文：SSC）
圖1|a)催化劑合成策略示意圖。
展開 Abaqus三維多孔結(jié)構(gòu)插件：Random Porous Structure 3D ￥898
插件介紹
Random Porous Structure 3D - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內(nèi)生成三維多孔結(jié)構(gòu)，可用于兩相材料或多孔介質(zhì)的模擬等。
插件可指定孔隙的分布概率、生長概率、孔隙率、平滑范圍等參數(shù)，其參數(shù)控制原理可參考四參數(shù)隨機生長法（QSGS）相關(guān)文獻。
原理介紹
插件基于背景網(wǎng)格的方式生成兩種材料的單元，以實現(xiàn)不同材料的指定。插件內(nèi)置隨機孔隙生成算法，算法基于優(yōu)化后的四參數(shù)隨機生長原理，進一步提高孔隙的聚集性，使模型與自然界中的孔隙結(jié)構(gòu)具有更高的相似性。
模型同時可處理為刪除孔隙單元的網(wǎng)格部件，實現(xiàn)真實的孔隙效果。
基于不同材料的單元映射算法，解決了多孔結(jié)構(gòu)這種復(fù)雜部件網(wǎng)格難以劃分的問題，使得模型構(gòu)建更加簡單，也極大降低了三維多孔結(jié)構(gòu)、孔隙介質(zhì)等模型模擬中的計算量。
說明提醒
插件可運行在WindowsXP、7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2018~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 COMSOL三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型
本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立任意形狀的三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)實體模型。
三維模型需要在AutoCAD內(nèi)建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進行晶格劃分。
將劃分好的晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)出為iges格式文件，并將其導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，建立裝配體。
對模型中的Voronoi晶粒設(shè)置不同的材料屬性。
可劃分網(wǎng)格，并進行晶體結(jié)構(gòu)有限元仿真分析。
ANSYS三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)受壓模擬
ANSYS對三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對彈性模量、強度及斷裂韌性的影響機制，量化應(yīng)力集中與失效風(fēng)險，為航空航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論支撐與方法創(chuàng)新。本案例介紹在ANSYS內(nèi)對功能梯度孔隙材料（FGM）的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng)，并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。
對模型劃分網(wǎng)格并在分析設(shè)置中添加受壓荷載。
求解并查看計算結(jié)果。
展開 COMSOL三維梯度多孔結(jié)構(gòu)滲流模擬
三維梯度多孔結(jié)構(gòu)（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數(shù)在三維空間內(nèi)呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結(jié)構(gòu)的研究可優(yōu)化傳熱傳質(zhì)效率，調(diào)控流動路徑，提升能源存儲與材料性能，為復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計提供關(guān)鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立三維球體梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型，并進行滲流仿真模擬。
梯度多孔介質(zhì)FGM模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型在AutoCAD內(nèi)建立完成后導(dǎo)出為sat格式文件。通過插件可靈活控制孔隙率、梯度、孔徑分布及最小間距約束，生成符合實際工程需求的梯度孔隙結(jié)構(gòu)。
將建立的三維梯度孔隙模型導(dǎo)入到COMSOL軟件，在COMSOL內(nèi)定義流體屬性物理域后，需明確流體物性參數(shù)（如動力黏度、密度），為后續(xù)仿真提供基礎(chǔ)條件。
對模型添加滲流研究，設(shè)置邊界條件并劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分需兼顧計算效率與精度，并確保流動細節(jié)的捕捉能力。
提交計算查看流體在梯度多孔介質(zhì)中的壓力及流速模擬結(jié)果。
展開 
ANSYS Workbench三維Voronoi骨架網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
Voronoi 3D骨架結(jié)構(gòu)是從Voronoi圖中提取出的骨架部分，它代表了原始Voronoi圖的主要連接路徑。這種骨架可以被看作原始結(jié)構(gòu)的一種簡化表示，常用于描述多孔材料、生物組織如骨小梁結(jié)構(gòu)等復(fù)雜形態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。
在工程和科學(xué)研究中，Voronoi骨架結(jié)構(gòu)幾何模型經(jīng)常被用來模擬多孔材料，也被廣泛應(yīng)用于各種仿真軟件中，以研究材料力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)、流體滲透等問題。
ANSYS Workbench內(nèi)建立三維Voronoi骨架幾何模型可以采用CAD泰森多邊形框架3D插件建模后導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運行即可在AutoCAD內(nèi)建Voronoi骨架結(jié)構(gòu)3D模型。
在CAD內(nèi)將Voronoi網(wǎng)格骨架實體模型導(dǎo)出為IGES格式文件，即可導(dǎo)入到ANSYS內(nèi)，導(dǎo)入后可添加其他部件及對Voronoi模型進行網(wǎng)格劃分 。
對Voronoi模型施加荷載，這里添加位移條件。
模擬Voronoi三維骨架結(jié)構(gòu)的受沖擊破壞情況。
CAD泰森多邊形框架3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1917702
展開 【知識】很直觀的船舶三維結(jié)構(gòu)圖
很直觀的船舶三維結(jié)構(gòu)圖
本文來自：龍de船人
ANSYS Workbench隨機球體多孔結(jié)構(gòu)三維模型
三維多孔結(jié)構(gòu)廣泛存在于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、土木工程等領(lǐng)域，如泡沫金屬、骨組織、過濾介質(zhì)等，通過ANSYS Workbench對三維多孔結(jié)構(gòu)進行有限元模擬，是對其進行性能分析的有效手段。
在ANSYS內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)模型可采用CAD隨機球體插件專業(yè)版參數(shù)化建立模型后再將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)實現(xiàn)。
具體操作步驟為在AutoCAD內(nèi)將生成的多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出為.sat格式文件，再通過Workbench幾何結(jié)構(gòu)-導(dǎo)入幾何模型，將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。
可對模型進行網(wǎng)格劃分。
后續(xù)可根據(jù)研究內(nèi)容對模型進行有限元模擬分析。
CAD隨機球體插件 專業(yè)版
https://www.yqgqt.org.cn/post/1945446
展開 ABAQUS三維晶體結(jié)構(gòu)柱狀晶等軸晶建模
通過ABAQUS三維晶體塑性有限元建模，深入揭示柱狀晶微觀結(jié)構(gòu)（如晶粒尺寸、取向）與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)，為鑄造、焊接工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵理論依據(jù)，顯著提升材料可靠性與使用壽命。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維晶體結(jié)構(gòu)有限元模型。
柱狀晶體模型采用CAD Voronoi V2.1插件建模，首先建立二維Voronoi模型，并在CAD內(nèi)通過拉伸命令形成三維柱狀晶體。
等軸晶模型采用CAD Voronoi 3D插件直接生成。
CAD晶體結(jié)構(gòu)建模完成后，導(dǎo)出為iges文件，并以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)建立裝配即可完成三維晶體結(jié)構(gòu)的建模。
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