降溫法
關注創建者：梁東 創建時間：2018-08-14
降溫法的視頻教程
ABAQUS使用降溫法施加鋼絞線、鋼筋預應力及軸力輸出模擬注意事項視頻教程（詳細教程）
本期視頻為 ABAQUS ABAQUS使用降溫法施加鋼絞線、鋼筋預應力及軸力輸出模擬注意事項視頻教程 詳細教程，包括基礎內容講解，適合初學者 視頻課程包括9節 前 言 視頻內容及節點介紹 第一節 部件創建（注意細節） 第二節 材料屬性 （本構及單位問題） 第三節 裝配技巧及經驗分享 第四節 分析步及輸出軸力的定義和注意細節 第五節 相互作用的設置 第六節 預應力荷載及邊界條件設定注意細節
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ABAQUS考慮孔道摩擦力的后張法無粘結曲線預應力混凝土梁模擬方法
常見的有限元預應力施加方法為降溫法，這種方法預應力施加均勻，但是對于考慮摩擦力的后張法無粘結曲線預應力結構，采用降溫法無法模擬張拉端拉力大，錨固段拉力小的不均勻應力現象。 若在加載過程中維持張拉端拉力不變，又無法準確考慮施工結束后張拉端錨固后的結構力學性能。本教程主要講解考慮孔道摩擦力的后張法無粘結曲線預應力混凝土梁模擬方法。 購買視頻后聯系作者可獲取實現曲線預應力筋粘結滑移插件。
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降溫法的實例教程
現將采用降溫法+追蹤法模擬洞室開挖和支護的共節點與非共節點小模型的inp上傳，希望對巖土開挖與支護的朋友有用。簡單介紹下開挖實現的過程：前提---無論是共節點還是非共節點模型，面殼shell單元都要建立兩組相同節點不同單元號的襯砌shell單元組，其中一組給定很小的材料參數，用來追蹤降溫過中襯砌-圍巖交界面處的幾何位置（參考幫助或本論壇相關帖子）。（1）地應力平衡，這應該沒有什么說的，并殺死將來用來支護的shell單元，保留用來追蹤幾何位置的shell單元。（2）利用溫度或產變量對開挖巖體進行降溫，以達到應力釋放的目的。（3）殺死開挖的巖體和追蹤的shell單元組，并激活支護的shell單元組，計算平衡后，開挖過程完畢。
**如果開挖洞室比較長時，如200m，模型會出現收斂問題，其原因是shell面殼單元rotation自由度過大，調節收斂參數也不好用，尤其是tie綁定非共節點情況，不知道大家是否遇到，有什么好的解決方法。
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展開 abaqus索體預應力的施加方式 ￥10
我總結了有限元中索體預應力的一些施加方式，根據文獻[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻工程案例），旨在分享學習，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據施工步驟對鋼索進行降溫，模擬預應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行有限元模擬時原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預應力的施加轉變為溫度的降低，當需要計算環境溫度的影響時，會產生一定的概念性混亂，“溫度降低”與“預應力施加”之間不是線性對應關系，溫度荷載的確定要經過多次反復試驗。此外，降溫法不能應用于有限元高溫模擬。
（2）初始預應力場
初始預應力場可以直接模擬先張法，獲得拉索預應力后期應力增量。初始預應力場法直觀方便，但是所施加的預應力不能隨結構響應發生改變，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確地模擬所要施加的預應力，但是有限元模擬過程復雜。相對于等效降溫法和初始應變法，生死單元法一次計算就能準確模擬施加預應力，從而避免了等效降溫法和初始應變法在試驗過程中因預應力損失而帶來的麻煩。
（4）裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預應力結構靜力狀態下施加預應力的過程，原理是將擰緊預應力螺栓的過程用來模擬張拉并錨固預應力拉索。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體單元和線單元，通常可以采用桿單元模擬預應力拉索。
與生死單元法相比，裝配荷載法更加直觀方便，與降溫法和初始應力場法相比，裝配荷載法更加貼近工程實際，傳統的降溫法和初始應力法不能適用于高溫模擬預應力隨外部荷載的變化而改變的過程，本人認為荷載裝置法更適合作為張弦梁結構預應力的施加方式。
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</figure><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>3.降溫法</strong></p><p>為了彌補螺栓載荷不能應用于顯式分析的問題，可采用“降溫法”進行“平替”。螺栓降溫與預應力筋降溫方法基本類似。略有不同的是實體螺栓降溫可能帶來橫向變形，因此可采用正交異性的膨脹系數僅定義螺栓軸向，其他方向膨脹系數則設置為0。</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/936810ef97024c77bb12e163ec2f1505.png" style="display: inline-block;">
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展開 本文分析下圖所示的一個帶有預應力的梁橋，橋梁尺寸如下圖所示：
橋梁模型根據尺寸，采用ANSYS命令流建立，如下圖所示：
注意此橋梁為變截面橋梁，橋梁箱型截面的上部和下部配置有預應力筋：
關于預應力的施加，可以采用降溫法進行施加，考慮到分析的方便，直接采用LINK8單元的實常數進行施加，實常數定義如下：
表示施加-0.005的初應變，這樣可以不使用降溫法施加。
進行模態分析之前，先進行靜力分析。在靜力分析時，施加重力加速度并打開預應力效應開關。分析完成后，進入模態分析，在模態分析開始同樣需要打開預應力效應開關，設置模態提取數量為10，分析完成后得到前10階模態，第一階模態變形圖如下所示：
前10階模態頻率如下圖所示：
如果關閉預應力效應，結構的前10階模態如下圖所示：
對比一下發現，還是有一些差別的，但對于此模型，差距不是很明顯，主要是預應力的效應在整體結構中所占的比重不是很大。
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展開 圖3：提拉法
2.坩堝下降法是將一個垂直放置的坩堝逐漸下降，使其通過一個溫度梯度區(溫度上高下底)，熔體自下而上凝固。過坩堝和熔體之間的相對移動，形成一定的溫度場，使晶體生長。溫度梯度形成的結晶前沿過冷是維持晶體生長的驅動力。
圖4：坩堝下降法
除以上生長方法外，還存在泡生法，水平區熔法以及浮區法。泡生法原理與提拉法類似。區別在于泡生法師利用溫度控制生長晶體，生長時只拉出晶體頭部，晶體部分依靠溫度變化來生長。而水平區熔法與坩堝移動法類似，優勢在于其減小了坩堝對熔體的污染，并降低了加熱功率，可以生長高純度晶體或者多次結晶以提純晶體。而浮區法相當于垂直的區熔法。在生長裝置中，在生長的晶體和多晶棒之間有一段熔區，該熔區有表面張力所支持。熔區自上而下或自下而上移動，以完成結晶過程。浮區法的主要優點是不需要坩堝，也由于加熱不受坩堝熔點限制，可以生長熔點極高材料。
圖5：泡生法
圖6：水平區熔法
圖7：浮區法
常溫溶液法晶體生長方法簡介
降溫法是從溶液中培養晶體的一種最常用的方法。這種方法適用于溶解度和溫度系數都較大的物質，并需要一定的溫度區間。溫度區間有限制為：溫度上限由于蒸發量大不易過高，當溫度下限太低時，對晶體生長也不利。一般來說，比較合適的起始溫度是50-60℃，降溫區間以15-20℃為宜。
降溫法的基本原理是利用物質較大的正溶解度溫度系數，在晶體生長過程中逐漸降低溫度，使析出的溶質不斷在晶體上生長。用這種方法生長的物質的溶解度溫度系數最好不低于1.5g/1000g溶液.℃。
降溫法控制晶體生長的主要關鍵是掌握合適的降溫速度，使溶液始終處在亞穩區內，并維持適宜的過飽和度。
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降溫法的最新內容
在結構工程中通常還是使用螺栓載荷法與降溫法。
撐桿與預應力鋼絲之間設置的結點-表面接觸，預應力鋼絲（梁單元）和錨固端之間設置的MPC梁約束，模型一直不收斂，是不是因為用了降溫法施加預應力？
撐桿與預應力鋼絲之間設置的結點-表面接觸，預應力鋼絲（梁單元）和錨固端之間設置的MPC梁約束，模型一直不收斂，是不是因為用了降溫法施加預應力？
（1）降溫法
等效降溫法根據施工步驟對鋼索進行降溫，模擬預應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行有限元模擬時原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預應力的施加轉變為溫度的降低，當需要計算環境溫度的影響時，會產生一定的概念性混亂，“溫度降低”與“預應力施加”之間不是線性對應關系，溫度荷載的確定要經過多次反復試驗。此外，降溫法不能應用于有限元高溫模擬。
由于循環油可帶走一定的熱量，使軸承降溫，故此法適用于轉速較高的軸承部件。
④噴霧潤滑
用干燥的壓縮空氣經噴霧器與潤滑油混合形成油霧，噴射軸承中，氣流可有效地使軸承降溫并能防止雜質侵入。此法適于高速、高溫軸承部件的潤滑。
目前，常用的氫液化工藝流程可以分為利用Joule-Thompson效應（簡稱“J-T效應”）節流膨脹的簡易Linde-Hampson法，以及在此基礎上結合透平膨脹機降溫的絕熱膨脹法。
在實際生產過程中根據液氫產量的大小，絕熱膨脹法又可劃分為利用氦氣作為介質膨脹制冷產生低溫，進而將高壓氣態氫冷卻至液態的逆布雷頓法，以及讓氫氣自身絕熱膨脹降溫的克勞德法。
降溫法預應力step1可以跑，到了step2滯回開始就不收斂了，是個工字鋼柱柱節點
一、切削液降溫手工加油法
固體或膏狀潤滑劑可以用毛筆、刷子將潤滑劑涂或滴落到刀具或工件上（主要是攻螺紋、板牙套螺紋時）。最近還研制出手提式供液器，通過加壓將潤滑劑霧化，噴到刀具和工件上。在沒有配量冷卻系統的機床上，如果鉆孔或攻螺紋的數量不多，用手工加油是有效的方法。
</p><p><strong>2、無粘結預應力筋</strong></p><p>降溫法、初始應力。</p><p><strong>3、裝配式接縫</strong></p><p>定義接觸和cohesive。
設置熱膨脹系數，采用降溫法使錨桿產生預應力。
7、開挖與支護分析步設置。先開挖一層，設置一個分析步；然后立即對錨桿施加預應力支護，也設置一個分析步。
