Combin39的案例
『原創』combin39使用討論？
combin39使用討論？
1。combin39使用過程中出現的錯誤提示以及其解決方法？
2.combin39的具體實例提供？
3.combin39在結構減振中的應用？
彈簧單元combin39如何實現單向受拉或者單向受壓
彈簧單元一直是ANSYS中使用頻率較高的單元，尤其是非線性彈簧單元combin39, 39單元功能較多，單元選項設置復雜，在很多方面都有其獨特的運用，今天水哥介紹下39單元比較特殊的一面，也即單元的單向行為。
所謂單向行為，也即單元的單向受壓或者單向受拉，在土木地下結構計算領域，單向彈簧的使用頻率最高，常常用于其模擬彈性地基，等效圍巖等。
要利用該單元實現單向彈簧，首先要讀懂該單元各個單元關鍵項的意思，該單元有很多關鍵項，不同的設置會有不同的單元表現。該單元一共有八種單元表現，羅列如下：
從上述單元表現可見，第B種和第e種情況可實現單向彈簧的功能，這兩者的主要區別在于一個是卸載路徑與原加載路徑相同，一種是卸載路徑與加載路勁的原點段平行。
細心的同學可以發現，這兒combin39所謂的單向是指受拉單向，也即是該單元只提供單向受拉的功能，如果要實現我們口中所謂的單向受壓，則需要一定的建模技巧。
為驗證該單元的單向功能，下面我們做一個小實驗。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
et,1,combin39
!Z方向的單向彈簧
keyopt,1,4,0
keyopt,1,3,3
keyopt,1,1,0
keyopt,1,2,1
n,1
n,2,0,0,1.0
!彈簧的初始彈性模量為100
r,1,0.1,100*0.1
e,1,2
d,1,all,0
allsel,all
!
展開 基于ANSYS Workbench 2024R2的非線性彈簧combin39單元的模擬 ￥50
對于實際應用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數據表格，其本質上采用是LINK8單元進行模擬，而不是非線性彈簧combin39。
而利用Combin39單元，需要建立彈簧單元后，插入命令流來實現，對于只承受壓縮載荷的力-位移曲線，輸入到最后，是需要稍等小的正位移和正力數值。
碗扣式鋼管腳手架半剛性使用Combin39來實現
此問題的難點就在于如何實現橫桿在兩個平面內的轉動剛度不同，我們這里考慮實用Combin39單元，在桿鏈接節點處需要做的設置見下圖。
在Combin39中，轉動剛度K=M/θ，當彎矩值取0時，剛度等于0，即節點處是鉸接。當彎矩取很小的值，轉角取很大值的時候，可以得到一個特別大的剛度，此時節點的受力狀況接近于剛接。當K介于它們之間的時候，節點既不是剛接，也不是鉸接，而是介于它們之間，即為半剛性節點?？蓪崿F此問題的要求。
選擇好了方法之后要建立簡單的模型（如下圖）進行測試，因為在大模型中（如上圖）進行調試很浪費時間。我們按照橫桿在橫桿與立桿共同平面內的轉動剛度130KN·m/rad，橫桿立桿垂直平面內的轉動剛度17.55KN·m/rad，進行設置。
上圖在自由端節點4施加Y和Z方向同樣大的載荷（10KN），橫桿在Y方向的位移下左，橫桿在Z方向的位移下右。
因為在節點處，橫桿在橫桿與豎桿共同面內的轉動剛度大于在豎桿的垂直面內的轉動剛度，所以自由端在Y方向的位移小于在Z方向的位移，這么說我們設置的沒有錯誤，可以進行復雜模型的分析了。
今天就到這里，下次分享對復雜模型進行特征值屈曲分析、非線性屈曲分析以及不同節點剛度對結構穩定承載力的影響，最后介紹不同鋼管壁厚對碗扣式模板支撐架穩定性的影響。
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combine39apdl建模警告
Rotation angles on nodes 100210 and 8888882 do not match.
Nodal constraints and loads act in the coordinate system of the retained node.
ansys出現warning，節點的rotation angles不匹配，其中后面的節點8888882建模命令流沒寫，nlist里面沒有，請問大佬們如何解決
ANSYS中如何實現單向彈簧的模擬
綜合這個小實驗，我們可以得到一些有用的結論：
1、Combin39只能模擬單向受拉.
2、Combin39所謂的拉應變是指沿著單元坐標系X的正方向，如果我們需要模擬單向受壓，只需調整該單元的單元坐標系。
為體現該單元使用上的一些技能，設有某矩形大板，長80m，寬40m，在中間3m范圍內作用有均布荷載，地基剛度為20MPa,采用ANSYS模擬該過程。
一個可以預見的結果便是 由于該板相對于加載面積來講，其長邊太長，會有一種中間凹兩邊凸的直觀效果，因此如果采用彈簧模擬彈性地基，兩邊的彈簧會處于受拉狀態，然而事實是我們只希望地基彈簧只受壓不受拉，受拉彈簧退出工作。
我們采用combin39來模擬該過程。命令流如下：
!===========
finish
/clear
/prep7
A=80$B=40$H=0.6
A1=3$B1=2
Q=150e3
ESF=2.0e7 !彈性地基剛度
ET,1,solid186
et,2,surf154 !輔助表面效應單元
et,3,combin39
keyopt,3,4,0
keyopt,3,3,3
keyopt,3,1,0
keyopt,3,2,1
!建模
!===========
!===================
allsel,all
*get,tmmax,node,,num,max !整個模型的最大節點號
esel,s,type,,2
nsle,s,corner
*get,ntol,node,,count !節點總數
*get,etol,elem,,count !單元總數
*get,nmax,node,,num,max !
展開 ansys apdl 實現僅受壓支座建模與內力導出 ￥5
正常非線性彈簧單元combin39單元可以實現僅受壓或者僅受拉功能，其單元功能較多，單元選項設置復雜，在很多方面都有其獨特的運用。下面分享某段工程案例中的實際用到的僅受壓彈簧整套批量建模命令流。
建模采用combine39，實際單元行為靠單元option決定，如下圖所示，看不懂沒關系可以直接通過代碼進行學習。
ANSYS中非線性彈簧單元39
考慮鋼筋和混凝土之間的粘結滑移時，通常在鋼筋和混凝土的相應結點之間設置聯結單元，為準確地反映混凝土構件的受力特性，可以采用ANSYS中三維非線性彈簧單元Combin39作為鋼筋與混凝土之間的粘結單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結滑移關系。Combin39單元是一個具有非線性功能的彈簧單元，可對此單元輸入廣義的力-變形曲線以定義它的非線性行為。該單元包含2個節點，可用于一維、二維或三維的分析中，如圖1所示。鋼筋和混凝土的接觸面之間的相對移動有法向、縱向切向和橫向切向三個方向，為全面考慮鋼筋混凝土連接面上的相互作用，在鋼筋和混凝土連接面上在每一對對應節點之間均分別建立三個非線性彈簧單元來模擬鋼筋與混凝土之間三個方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
展開 ANSYS鋼筋混凝土（三）分離式建模（粘結滑移）
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進階方法——分離式建模（考慮粘結滑移）
粘結-滑移作用通過在重合的鋼筋和混凝土節點上添加非線性彈簧combin39來考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網格時，需要注意以下兩點：
① 混凝土梁體和鋼筋需要分別建模（而非在梁體上切割出鋼筋線體后賦值）。
② 混凝土梁體的節點位置需要和鋼筋節點位置相重合（或接近），這意味著劃分網格時，需要協調兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節點位置重合（或靠近）
對于鋼筋混凝土梁，一般來說只需對縱筋考慮粘結-滑移作用。因此對位置重合的鋼筋和混凝土節點，在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可。
其中，非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結滑移關系（注意要乘以單元長度）。這個粘結滑移關系有大量可供參考的規范和文獻，可按需取用。
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用考慮粘結滑移的分離式建模方法模擬，此次計算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型示意圖如下：
鋼筋混凝土梁模型示意圖
核心的命令流是如何寫一個循環，自動地對重合的混凝土和鋼筋節點施加耦合作用和非線性彈簧單元：
!彈簧實常數定義
!定義的實際是F-X曲線上的關鍵點坐標（x，F）
!定義受拉鋼筋粘結滑移模型
r,4,0,0,0.5E-2,10553.85,1.0E-2,16722.39
rmore,1.5E-2,20103.59,2.0E-2,21881.06,2.5E-2,22824.07
!
展開 Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個零部件之間經常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計算結果，當運動至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運動。
建議：
? 同一個連接區域不建議使用兩個重復的連接關系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區域。
? 本文對配合區域進行分段處理，中間為spring連接，兩側為jiont連接
? 使用Remote Point點創建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應間隙配合位置的應力狀態，需要校核配合區域的應力狀態還是需要使用接觸連接。
展開 轉，鋼筋混凝土結構非線性有限元在ANSYS中的分析
粘結單元可以采用Combin39單元,Combin39單元只能模擬一個方向的粘結,另兩個方向的枯結剛度為無窮大。一般的粘結公式是以剪應力-位移形式給出的,實際應用中需要轉換成Combin39單元所需要的力-位移形式。
3.2混凝土的破壞準則和本構關系
混疑土的開裂和壓碎是由破壞曲面決定的,ANSYS中使川的是w一w五參數破壞準則和最人拉應力準則的組合模式,根據不同的拉壓應力分區分別采用。這種組合模式能較好的反映從高到低靜水壓力下的破壞特性,一旦應力狀態超出了破壞曲面,應力立即降低為零(Crushing模型)。
ANSYS中默認的混凝土的本構關系是線彈性的,即在達到破壞曲面以前的應力一應變關系為線彈性。這并不符合實際,因為在較低的應力下混凝土也會表現出明顯的非線性。ANSYS中提供了大量基于經典材料力學理論的本構模型,其中多線型隨動強化模型在合理選擇參數以后較為接近混凝土模型。該模型可以描述下降段,反映混凝土的軟化。也可以通過合理選用參數值來調整本構模型曲線,模擬材料的“包興格效應”。但是,該模型還不足以反映混凝土特性。由于混凝土的抗壓遠遠大于抗拉,所以無法通過調整參數組合出混凝土完整的曲線。再則,由于該模型是基于金屬的,具有較好的延性,無法反映混凝土材料滯回曲線的捏攏效應.同時,該模型也無法反映混凝土壓碎和開裂以后退出工作的特性。因此該模型不足以完整描
述混凝土的特性,只能在一定范圍內描述混凝土的特性。在ANSYS中,多線型隨動強化模型有Mkin和Kinh兩種,Kinh比Mkin更好一些,因為Kinh允許用戶定義更多的應力一應變關系曲線(針對不同溫度的特性),并且每條曲線上允許定義更多的點。
展開 
Ansys單元中文翻譯word版本之 LINK1
歡迎各位下載使用并修改指正，加以完善
1 LINK1.doc
2 PLANE2.doc
3 BEAM3.doc
4 Beam4.doc
5-solid5.doc
8-LINK8.doc
10 LINK10.doc
11 Link11.doc
13 PLANE13.doc
14-COMBIN14.doc
16-PIPE-16.doc
17 pipe 17.doc
20 pipe20.doc
21 MASS21.doc
25 PLANE25.doc
26 Contac26.doc
27 MATRIX27.pdf
29 FLUID29.doc
31 LINK31.doc
32-LINK32.doc
34 LINK34.doc
35 PLANE35.doc
36-sourc36.doc
37 combin37.doc
39 COMBIN39.pdf
40 combin40.doc
41-SHELL41.doc
42 PLANE42.doc
43 Shell43.doc
44 BEAM44.doc
45 solid45.doc
46-Solid46.doc
47 INFIN47 .doc
48 CONTA48.doc
50 Matrix50.doc
展開 基于ANSYS某暗挖地鐵車站出入口二襯結構計算
二、荷載計算簡圖如下：
三、本模型需要注意的問題
1、土彈簧的設置
隧道二襯外圍彈簧為單向彈簧（只單向受壓），ANSYS中可以采用link10 或者combin39 進行模擬，相關文章可以參考本公眾號前面的歷史消息。
土彈簧的具體數值與單元長度以及圍巖彈性反力系數相關，反力系數可根據地勘報告酌情決定，本次出入口位于中風化巖層內，取反力系數為200Mpa。
2、單元坐標系方向
建模完成后，需要查看梁單元的單元坐標系，各單元坐標系方向應協調，梁單元Z方向須指向襯砌內部，不然后面后處理的時候彎矩圖、剪力圖、軸力圖會顯得很怪異。
3、荷載的加載
按規范求出的荷載為線荷載，在模型中，需將線荷載轉為節點荷載施加到節點上面，所以這時候循環比較重要，特別應注意頂部斜梁荷載的施加，往期文章也有說明。本次荷載計算示意如下：
4、結果的提取
結果采用單元表獲取，采用list命令可直接提取關鍵位置處的內力值，提取標準組合下的結構內力值，根據規范采用容許應力法進行配筋設計。
四、結果內力圖
1、彎矩，單位 N.m/m
2、軸力，單位 N/m
3、剪力，單位 N/m
五、內力數值
六、斷面配筋
展開 ansys workbench鋼筋混凝土建模方法
4、粘結滑移的模擬，鋼筋采用link單元，混凝土采用solid185單元，在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可，難度在于本構。在普通的鋼筋混凝土構件計算中考慮粘結滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結-滑移作用本身就是重點或者參數之一，可以試試這種建模思路。本文不提及，有興趣的可以交流。
不同軸壓比對配置HRB500高強鋼筋混凝土并筋柱承載力的影響
整體有限元模型如下所示：
5、混凝土與鋼筋之間的滑移根據實測數值采用combin39單元模擬。
6、計算工況分別取軸壓比為0.1、0.2、0.5、0.7時進行結構承載力計算。
四、模擬結果
1） 單筋情況下不同軸壓比的荷載位移曲線
2） 雙筋情況下不同軸壓比的荷載位移曲線
3） 三筋情況下不同軸壓比的荷載位移曲線
4） 軸壓比為0.1時單筋、雙筋、三筋荷載位移曲線對比
5） 軸壓比為0.2時單筋、雙筋、三筋荷載位移曲線對比
6） 軸壓比為0.5時單筋、雙筋、三筋荷載位移曲線對比
7） 軸壓比為0.7時單筋、雙筋、三筋荷載位移曲線對比
8） 不同情況下極限承載能力對比表
五、結論
從上述荷載位移曲線可見，軸壓比對構件的極限承載能力影響較大，特別是在當軸壓比小于0.5時，軸壓比的增加能顯著提升構件的極限承載力。
并筋對結構的極限承載力具有一定的影響，隨著并筋數量的增加，構件的承載力會有一定的下降，這主要由于將單根鋼筋綁扎成束，形成了并筋構造，使得鋼筋與混凝土之間的粘結錨固性能發生了變化，進而對結構或構件的受力性能造成不利影響。
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