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? ansys Workbench 靜應(yīng)力模塊，利用生死單元技術(shù)結(jié)合APDL命令，模擬轉(zhuǎn)軸最大扭力示例：要求計算轉(zhuǎn)軸所能承受的最大扭轉(zhuǎn)力矩，轉(zhuǎn)軸抗拉強(qiáng)度1230MPa模型如下： 中間最細(xì)位置R=3Workbench計算時，左側(cè)固定。右側(cè)面施加圓轉(zhuǎn)位移。 效果展示?操作過程：首先，初步計算轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)多少會接近許用最大值1000Mpa。確定初始載荷大小。

本帖子是關(guān)于：整體以梁單元結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，optistruct求解后查看應(yīng)力結(jié)果，沒有von mises stress、normal/shear stress應(yīng)力信息的原因，以及如何解決這個問題的方法。

結(jié)果后處理問題示例：Ansys workbench進(jìn)可以查看某個頻率下的 Von Mises應(yīng)力幅值Ansys workbench進(jìn)掃頻應(yīng)力響應(yīng)曲線中，應(yīng)力選項卻沒有Von Mises應(yīng)力選型，只能按三個方向來分別查看。解決方案案例： 先對結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)計算。

教程包含： 在MATLAB中編寫用于三維梁結(jié)構(gòu)分析的有限元代碼； ANSYS APDL案例命令流文件； 課程涵蓋的項目：懸臂梁、L型框架、二維屋頂、三維屋頂、建筑物框架、海上導(dǎo)管架平臺、二維和三維格構(gòu)結(jié)構(gòu) 梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變計算 對ANSYS和MATLAB計算結(jié)果進(jìn)行比較，更好的理解有限元仿真。

二者除個別參數(shù)外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發(fā)生過程。

成功案例：某大跨鋼桁組合梁仿真 項目：主跨120鋼桁組合梁模型轉(zhuǎn)換過程；Midas civil模型如下圖： Ansys 建模以及應(yīng)力云圖如下：

模型文件stayedCableBridge.cdb：已生成的有限元模型數(shù)據(jù)庫，包含幾何、單元、材料及邊界條件定義，可直接導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行求解或后處理。【也可以直接接入到命令界面進(jìn)行修改】Stayed Cable Bridge.mac：模型分析的APDL命令流腳本，含求解及后處理等關(guān)鍵步驟包括。1.2.2.

建模思路與單元劃分 懸索橋體系由主纜、吊索、加勁梁及橋塔組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力體系耦合顯著。本模型采用魚骨梁方法進(jìn)行整體建模。主纜和吊索體系通過簡化的空間梁單元建模，加勁梁采用連續(xù)梁體系表示，從而兼顧計算精度與求解效率。 主梁和塔柱等承重結(jié)構(gòu)采用 BEAM188 單元；吊索采用 LINK180 單元，承受軸向拉力，能有效提高計算穩(wěn)定性。

結(jié)果和討論 對所有三種方法的比較研究將顯示梁-梁模擬的有效性（情況3） 位移 繪制了三個模型的位移矢量和（USUM）。這三個值都相似。 Von Mises應(yīng)力 繪制了三個模型的Von Mises應(yīng)力（SEQV）。圖中顯示，在所有三個模型中，最大應(yīng)力發(fā)生在相似的位置，總體應(yīng)力模式相似。

當(dāng)時我和同學(xué)說：在Sap2000中，梁單元的彈塑性是通過塑性鉸定義的，在定義時需要指定塑性鉸的具體位置，比如在梁單元的兩端或者是中間任意位置定義相應(yīng)的塑性鉸，軟件在計算時就會考慮這些塑性鉸的屬性而實現(xiàn)材料非線性。同學(xué)當(dāng)時使用的軟件是Ansys/apdl，他表示很不屑：那Sap2000不行啊，Ansys的梁單元彈塑性并不需要指定塑性鉸，直接對梁指定彈塑性材料就可以實現(xiàn)彈塑性，很顯然Ansys更合理。

五階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）六階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右） iSolver譜分析Mises應(yīng)力云圖如下： Abaqus譜分析Mises應(yīng)力云圖如下： Ansys譜分析Mises應(yīng)力云圖如下： 結(jié)論：基于iolver軟件對指示牌進(jìn)行了模態(tài)及響應(yīng)譜分析

但是，Ansys Workbench中，當(dāng)用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。并且通過查詢資料，即使在APDL經(jīng)典界面中對與體單元也是僅僅只能輸出體積（沒有體單元表面的輸出）；并且對與FKM特征尺寸的一般計算公式中，關(guān)于表面積A，也并不是指每個體單元所有面的表面積的總和。

有限元模型介紹 有限元模型如下圖所示：有限元模型 支座采用C3D8R單元模擬，螺栓采用梁單元模擬，梁單元半徑為10mm，鋁合金采用理想彈塑性本構(gòu)，材料屬性如下圖所示： 材料屬性 為簡化計算，采用半結(jié)構(gòu)分析，支座底部為固定約束，右側(cè)為對稱邊界條件： 邊界條件 采用梁單元模擬螺栓，螺栓與螺栓孔采用coupling

結(jié)果對比 基于Abaqus軟件計算相同工況，并將其與isolver計算結(jié)果進(jìn)行對比：圖6 工況1 isolver Mises應(yīng)力云圖圖7 工況1 Abaqus Mises應(yīng)力云圖圖 8 工況1 isolver 位移云圖圖 9 工況1 Abaqus 位移云圖圖10 工況2 isolver Mises應(yīng)力云圖圖11 工況2

利用ANSYS APDL板塊建立桿系結(jié)構(gòu)模型時，常常通過賦予桿件或單元實常數(shù)來建立有限元模型，譬如橋梁、高層結(jié)構(gòu)、大臨施工結(jié)構(gòu)等。在建立這些結(jié)構(gòu)的有限元模型時，使用較為普遍的當(dāng)屬Beam4單元，該單元是一種可用于承受拉、壓、彎、扭的單軸受力單元。這種單元在每個節(jié)點上有六個自由度：x、y、z三個方向的線位移和繞x、y、z三個軸的角位移。可用于計算應(yīng)力剛化及大變形的問題。

單元變形結(jié)果（打開beam截面渲染） 單元Mises應(yīng)力結(jié)果（打開beam截面渲染） 本例用工字梁單元建模，下面是工字梁的截面積分點分布情況： baqus能夠基于beam 截面渲染，給出梁單元截面內(nèi)的應(yīng)力分布情況： 單元截面Mises應(yīng)力結(jié)果（必須打開beam截面渲染） 單元截面主應(yīng)力結(jié)果（必須打開beam截面渲染） 單元截面彎曲應(yīng)力結(jié)果

4.實戰(zhàn)應(yīng)用與范例講解 接上一個矩陣的例子，其實際為Ansys中的一個應(yīng)力集中問題模型所導(dǎo)出的剛度矩陣，那么我們?nèi)绾蝸眚炞C其結(jié)果的準(zhǔn)確性呢，這時我們就要用到結(jié)點力矩陣來進(jìn)行驗證了，只要所解出來的位移與Ansys中可展示的結(jié)點位移相同，那么就證明我們的結(jié)果是準(zhǔn)確無誤的。