降溫法的案例
降溫法+追蹤法模擬巖土開挖與支護(hù)中的shell面殼單元與實(shí)體solid element合理連接
現(xiàn)將采用降溫法+追蹤法模擬洞室開挖和支護(hù)的共節(jié)點(diǎn)與非共節(jié)點(diǎn)小模型的inp上傳，希望對(duì)巖土開挖與支護(hù)的朋友有用。簡單介紹下開挖實(shí)現(xiàn)的過程：前提---無論是共節(jié)點(diǎn)還是非共節(jié)點(diǎn)模型，面殼shell單元都要建立兩組相同節(jié)點(diǎn)不同單元號(hào)的襯砌shell單元組，其中一組給定很小的材料參數(shù)，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(guān)帖子）。（1）地應(yīng)力平衡，這應(yīng)該沒有什么說的，并殺死將來用來支護(hù)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(chǎn)變量對(duì)開挖巖體進(jìn)行降溫，以達(dá)到應(yīng)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(hù)的shell單元組，計(jì)算平衡后，開挖過程完畢。
**如果開挖洞室比較長時(shí)，如200m，模型會(huì)出現(xiàn)收斂問題，其原因是shell面殼單元rotation自由度過大，調(diào)節(jié)收斂參數(shù)也不好用，尤其是tie綁定非共節(jié)點(diǎn)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(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(qǐng)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(duì)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(duì)施工過程進(jìn)行有限元模擬時(shí)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(jì)算環(huán)境溫度的影響時(shí)，會(huì)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(duì)應(yīng)關(guān)系，溫度荷載的確定要經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)。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(shí)的工況。
（3）生死單元法
生死單元只需一次計(jì)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(duì)于等效降溫法和初始應(yīng)變法，生死單元法一次計(jì)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(yàn)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?？梢圆捎脳U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(shí)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 喵星人教你弄懂如何高效施加螺栓（群）拉力
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</figure>
</figure><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>3.降溫法</strong></p><p>為了彌補(bǔ)螺栓載荷不能應(yīng)用于顯式分析的問題，可采用“降溫法”進(jìn)行“平替”。螺栓降溫與預(yù)應(yīng)力筋降溫方法基本類似。略有不同的是實(shí)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(shù)僅定義螺栓軸向，其他方向膨脹系數(shù)則設(shè)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;">
<img src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/936810ef97024c77bb12e163ec2f1505.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/936810ef97024c77bb12e163ec2f1505.png?
展開 ANSYS預(yù)應(yīng)力梁橋分析
本文分析下圖所示的一個(gè)帶有預(yù)應(yīng)力的梁橋，橋梁尺寸如下圖所示：
橋梁模型根據(jù)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(yù)應(yīng)力筋：
關(guān)于預(yù)應(yīng)力的施加，可以采用降溫法進(jìn)行施加，考慮到分析的方便，直接采用LINK8單元的實(shí)常數(shù)進(jìn)行施加，實(shí)常數(shù)定義如下：
表示施加-0.005的初應(yīng)變，這樣可以不使用降溫法施加。
進(jìn)行模態(tài)分析之前，先進(jìn)行靜力分析。在靜力分析時(shí)，施加重力加速度并打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)開關(guān)。分析完成后，進(jìn)入模態(tài)分析，在模態(tài)分析開始同樣需要打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)開關(guān)，設(shè)置模態(tài)提取數(shù)量為10，分析完成后得到前10階模態(tài)，第一階模態(tài)變形圖如下所示：
前10階模態(tài)頻率如下圖所示：
如果關(guān)閉預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，結(jié)構(gòu)的前10階模態(tài)如下圖所示：
對(duì)比一下發(fā)現(xiàn)，還是有一些差別的，但對(duì)于此模型，差距不是很明顯，主要是預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)在整體結(jié)構(gòu)中所占的比重不是很大。
更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注公眾號(hào)：SimC結(jié)構(gòu)工作室
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單晶材料的“一百種”生長方法，你了解幾個(gè)？
圖3：提拉法
2.坩堝下降法是將一個(gè)垂直放置的坩堝逐漸下降，使其通過一個(gè)溫度梯度區(qū)(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(duì)移動(dòng)，形成一定的溫度場，使晶體生長。溫度梯度形成的結(jié)晶前沿過冷是維持晶體生長的驅(qū)動(dòng)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(qū)熔法以及浮區(qū)法。泡生法原理與提拉法類似。區(qū)別在于泡生法師利用溫度控制生長晶體，生長時(shí)只拉出晶體頭部，晶體部分依靠溫度變化來生長。而水平區(qū)熔法與坩堝移動(dòng)法類似，優(yōu)勢在于其減小了坩堝對(duì)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(jié)晶以提純晶體。而浮區(qū)法相當(dāng)于垂直的區(qū)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(qū)，該熔區(qū)有表面張力所支持。熔區(qū)自上而下或自下而上移動(dòng)，以完成結(jié)晶過程。浮區(qū)法的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要坩堝，也由于加熱不受坩堝熔點(diǎn)限制，可以生長熔點(diǎn)極高材料。
圖5：泡生法
圖6：水平區(qū)熔法
圖7：浮區(qū)法
常溫溶液法晶體生長方法簡介
降溫法是從溶液中培養(yǎng)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(shù)都較大的物質(zhì)，并需要一定的溫度區(qū)間。溫度區(qū)間有限制為：溫度上限由于蒸發(fā)量大不易過高，當(dāng)溫度下限太低時(shí)，對(duì)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(qū)間以15-20℃為宜。
降溫法的基本原理是利用物質(zhì)較大的正溶解度溫度系數(shù)，在晶體生長過程中逐漸降低溫度，使析出的溶質(zhì)不斷在晶體上生長。用這種方法生長的物質(zhì)的溶解度溫度系數(shù)最好不低于1.5g/1000g溶液.℃。
降溫法控制晶體生長的主要關(guān)鍵是掌握合適的降溫速度，使溶液始終處在亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)，并維持適宜的過飽和度。
展開 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，無法模擬張拉鋼筋的滑移，對(duì)于曲線筋，無法模擬預(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 預(yù)應(yīng)力鋼筋+滯回
降溫法預(yù)應(yīng)力step1可以跑，到了step2滯回開始就不收斂了，是個(gè)工字鋼柱柱節(jié)點(diǎn)
預(yù)應(yīng)力簡支梁cae模型砌體墻滯回分析word教程13個(gè)關(guān)于abaqus的結(jié)構(gòu)例題abaqus課程設(shè)計(jì) ￥50
預(yù)應(yīng)力采用降溫法和初應(yīng)力分別施加進(jìn)行對(duì)比。
預(yù)應(yīng)力膠合木張弦梁
撐桿與預(yù)應(yīng)力鋼絲之間設(shè)置的結(jié)點(diǎn)-表面接觸，預(yù)應(yīng)力鋼絲（梁單元）和錨固端之間設(shè)置的MPC梁約束，模型一直不收斂，是不是因?yàn)橛昧?em>降溫法施加預(yù)應(yīng)力？
預(yù)應(yīng)力膠合木張弦梁
撐桿與預(yù)應(yīng)力鋼絲之間設(shè)置的結(jié)點(diǎn)-表面接觸，預(yù)應(yīng)力鋼絲（梁單元）和錨固端之間設(shè)置的MPC梁約束，模型一直不收斂，是不是因?yàn)橛昧?em>降溫法施加預(yù)應(yīng)力？
基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土格梁pushover分析 ￥100
介紹如下：基于實(shí)際工程建立了新型結(jié)構(gòu)的單跨兩層有限元模型，對(duì)其進(jìn)行pushover分析，采用倒三角荷載進(jìn)行加載，采用弧長法進(jìn)行計(jì)算，以基底剪力-頂點(diǎn)位移曲線下降到峰值承載力85%作為pushover分析結(jié)束標(biāo)志。然后在后處理中采用pushover小軟件得到能力譜曲線和需求譜曲線，然后利用軟件求得兩條曲線的交點(diǎn)-性能點(diǎn)。根據(jù)性能點(diǎn)來判定實(shí)際工程抗震性能（具體如何判斷購買后私聊，篇幅教長不便于展開。）該模型較為復(fù)雜，模型中涉及到預(yù)應(yīng)力施加方法（降溫法），Pushover分析中水平荷載和豎向荷載的施加，弧長法的設(shè)置，本構(gòu)的設(shè)置，相互作用的設(shè)置（最重要！！?。┑鹊?。以及后處理中能力譜曲線和需求譜曲線的實(shí)現(xiàn)方法以及性能點(diǎn)的求解。附件中包含該結(jié)構(gòu)的pushover有限元cae模型，pushover分析后處理中自重生成能力譜曲線和需求譜曲線的軟件以及軟件的使用方法。由于該模型時(shí)基于實(shí)際工程建立故購買模型的同學(xué)們向知道配筋信息的話聯(lián)系我，有些東西不方便上傳。下面為該模型部分截圖照片和實(shí)際工程部分照片。另外還附上用小軟件生成的小震，中震，大震作用下的性能點(diǎn)。通過該案例的學(xué)習(xí)，同學(xué)們便可以掌握用abaqus對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行pushover分析。另外在這里推薦一本書《Pushover分析在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》
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基坑分層開挖錨拉樁支護(hù)數(shù)值模擬 ￥59
設(shè)置熱膨脹系數(shù)，采用降溫法使錨桿產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。
7、開挖與支護(hù)分析步設(shè)置。先開挖一層，設(shè)置一個(gè)分析步；然后立即對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力支護(hù)，也設(shè)置一個(gè)分析步。
圖1 基坑分層開挖支護(hù)模型
圖2 地應(yīng)力平衡時(shí)的位移
圖3 開挖第一層位移
圖4 開挖第二層位移
圖5 開挖第三層位移
圖6 開挖第四層位移
圖7 地應(yīng)力平衡時(shí)等效塑性應(yīng)變
圖8 開挖第一層等效塑性應(yīng)變
圖9 開挖第二層等效塑性應(yīng)變
圖10 開挖第三層等效塑性應(yīng)變
圖11 開挖第四層等效塑性應(yīng)變
自復(fù)位橋墩（OpenSees、ABAQUS）
</p><p><strong>2、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋</strong></p><p>降溫法、初始應(yīng)力。</p><p><strong>3、裝配式接縫</strong></p><p>定義接觸和cohesive。</p><p><br></p><p><strong>公眾號(hào)：結(jié)構(gòu)工程師</strong></p><p><strong>如有問題，可加我微信YClarie</strong></p><p><br></p><p><br></p>
展開 妙用Stl幾何輸出輸入功能建立膜結(jié)構(gòu)多場耦合模型
過程總結(jié)如下：
利用ADINA的膜單元（2D SOLID membrane選項(xiàng)）建立零狀態(tài)膜結(jié)構(gòu)模型，采用小彈性模量法、降溫法和支座提升法實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)找形。膜結(jié)構(gòu)找形的操作在此不贅述，有興趣的朋友可以多查查各大專業(yè)論壇。我03年在鋼結(jié)構(gòu)論壇發(fā)了很多用ansys做膜結(jié)構(gòu)找形的帖子，可供參考。
2、
在ADINA后處理中將找形得到的網(wǎng)格直接輸出為stl格式幾何。
3、+ X- H6 h6 m. T0 ~7 q% ]0 \
大多數(shù)3Dcad程序均較難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)格面的三維曲面逆向生成，本帖子的方法是：直接將stl模型文件導(dǎo)入icem cfd，很傻瓜，icem自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了曲面的轉(zhuǎn)換，且非常光滑。依據(jù)流場尺度和膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在icem中完成流場——膜結(jié)構(gòu)三維幾何模型的構(gòu)建，很簡單，一般只需要添加幾條線就可以了。
4、直接利用icem完成耦合場模型網(wǎng)格劃分，導(dǎo)入adina。在adina中完成邊界和湍流參數(shù)即可計(jì)算
這種方法由于找形曲面信息丟失、精度損失很少，在工程上具有相當(dāng)精度，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工程的流場模型構(gòu)建。
上述流程1、3、4步都涉及到較多背景知識(shí)，初學(xué)者可以在仿真論壇和鋼結(jié)構(gòu)論壇搜索相關(guān)帖子的詳細(xì)解釋。這種方法還可以用于充氣膜結(jié)構(gòu)找形、荷載分析，比如類似水立方的氣枕工程，也可以用在充氣帳篷、安全氣囊等分析
下面按照順序附圖。
妙用Stl幾何輸出輸入功能建立膜結(jié)構(gòu)多場耦合模型流程圖.rar
two stl body.rar
展開 金屬切削液的這三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，被很多人忽視
這種條件下通常要用壓力法強(qiáng)迫切削液進(jìn)入切削區(qū)域，從而把刀具、工件、切屑由于摩擦和變形所產(chǎn)生的熱量帶走。
連續(xù)應(yīng)用切削液比間斷應(yīng)用切削液好，間斷應(yīng)用切削液會(huì)產(chǎn)生熱循環(huán)，從而導(dǎo)致硬而脆的刀具材料（如硬質(zhì)合金刀具）產(chǎn)生裂紋和崩刃。間斷使用切削液除了縮短刀具壽命外，還會(huì)使工作表面粗糙不均勻。
正確使用切削液的另一個(gè)好處是有效地排除切屑，這也有助于刀具壽命的延長。如適當(dāng)安放切削液的噴嘴，可防止銑刀和鉆頭的排屑槽被切屑堵死或排屑不暢。對(duì)于一些大工件的加工，或大進(jìn)給量的強(qiáng)力切削、磨削，采用二排或多排的冷卻液噴嘴，使之能充分冷卻，有利于提高加工效率，保證加工質(zhì)量。
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(shí)）。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(tǒng)的機(jī)床上，如果鉆孔或攻螺紋的數(shù)量不多，用手工加油是有效的方法。當(dāng)在同一機(jī)床上要完成兩種不同加工時(shí)，用手工油可以與機(jī)床上的溢流冷卻系統(tǒng)配合起來使用。
二、切削液降溫溢流法
最常見的使用切削液的方法是溢流法。用低壓泵把切削液打入管道中，經(jīng)過閥門從噴嘴流出，噴嘴安裝在接近切削區(qū)域。切削液流過切削區(qū)后再流到機(jī)床的不同部件上，然后匯集到集油盤內(nèi)，再從集油盤流回到切削液箱中，循環(huán)使用。
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