(必看)ANSYS转子动力学计算讨论
关于ansys做转子动力学问题若干思考（百思论坛）
最近想学习一下ansys做转子动力学分析,看了点资料,有点自己感想还有一些别的网友的建议,个人认为比较不错的贴了出来
一转子动力学插件:
转子动力学插件演示版我已经用了基本上图形可以出来,由于版本原因例程和实际的对应有点问题,如果要有时间我可以把我做的过程,贴出来.
难点:坎贝尔图我有些不太了解1 2 5 10频率还有一些刚度考虑的随转速在变化,有函数关系例子上提到了用matrix27模拟刚度,而它只用了刚度阻尼单元,好像没有考虑刚度x y 的交叉项,另外因为是演示版,节点有所限制总的来说不错!
将来的要做的工作:
滑动轴承模拟
滚动轴承模拟
挤压油膜阻尼器
密封
转定件接触(碰摩)
电磁场耦合
自润滑轴承(石墨)
有感:
各位学习ansys的高手,有没有兴趣自己开发上面单元,这是很有用的工作,我很感兴趣,但有碍于自己知识水平有限,尤其理论水平,有心无力,如果有对此感兴趣的希望一起研究研究;
另外对于ansys做转子的动力学的书籍市场上几乎没有,呵呵希望能组织一些人力把这本书完成
功在当代利在千秋
提示:
1 根据本人自己瞎琢磨,以及看论坛的各位高手的留言
觉得做模态分析临界转速计算一般用实体单元的少由于不能考虑陀螺力矩
shaft:可以采用beam系列模拟pipe系列也行这些能考虑陀螺力矩
叶轮叶片:采用mass21模拟,计算转动惯量,质量通过实常数设置
刚度阻尼陀螺质量矩阵:都可以采用matrix27模拟,当然也有用弹簧阻尼单元做的, 问题有过考虑油膜的非线性怎么模拟?
2. 网友1:目前轴承计算,采用将刚度和阻尼的8个系数,以施加力和力矩的方式解决> 这个我没搞懂,如果那位给个例子3Q
网友2: Pip16能考虑陀螺力矩的影响,实体单元没有角自由度因此不能考虑陀螺力矩的影响,如果你的转子没有类似大圆盘的部分或者大的转动部分在轴的接近轴向中心,或者转速不高,就不用考虑陀螺力矩的影响,可以先采用pipe16做一下看随着转速提高,陀螺力矩对
固有频率的影响.
网友3:可用于陀螺矩阵下列单元可用: Mass21\beam4\pipe16\beam188\beam189
上面三个网友的解释,转自:simwe
3 实体单元solid45我用过计算临界转速,其他的甚么都对称,计算出来的水平和竖直方向的固有频率差很多,不知道甚么原因,和用pipe16模拟的差很多,我觉得约束形式对临界转速影响很大,对于实体单元来说模拟轴承本身就不容易,所以个人倾向于用pipe16模拟轴,计算精度也不差,我做过实验一阶临界转速和实际转子系统几乎不差多少,二阶由于实验很难观察到所以这个没有对比,但是可以采用捶击法测出转子的各阶固有频率进行对比,这个我也大概试过,二阶还是差点!
在simwe上的一篇文章
计算转子的临界转速！！！
! 计算临界转速
/PREP7
MP,EX,1,2.1e11
MP,NUXY,1,0.3
Mp,DENS,1,7850
ET,1,COMBIN14
ET,2,SOLID45
R,1,0.1, , ,
*afun,deg ! 设置角度为（度默认为弧度）
r1=0.025/2
r2=0.240/2
l=0.025
CYL4,0,0,0,0,r1,20
VEXT,all, , ,0,0,l,,,,
CSYS,1
VGEN,18,all, , , ,20, , ,0
CSYS,0
VGEN,25,all, , , , ,l, ,0
ASEL,NONE
CYL4,0,0,r1,0,r2,20
VEXT,all, , ,0,0,l,,,,
CSYS,1
VGEN,18,all, , , ,20, , ,0
VSEL,S,LOC,X,r1,r2
VGEN, ,all, , , , ,10*l, , ,1
ALLSEL,ALL
NUMMRG,ALL, , , ,LOW
NUMCMP,ALL
LSEL,S,LOC,X,0,r1
LSEL,A,LOC,X,r2
LESIZE,all, , ,1, , , , ,0
LSEL,INVE
LESIZE,all,l, , , , , , ,0
MSHAPE,0,3D
MSHKEY,1
VSEL, , , ,all
VSWEEP,all
CM,rotor,VOLU
CM,Erotor,ELEM
save
VSEL,S,LOC,Z,10*l,11*l
!*
/GO
DK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,
OMEGA,0,0,0,1
CMOMEGA,EROTOR,100,0,0,,,, , , ,0
另外希望大家推荐几个不错的论坛,我现在偶尔上上simwe,最近在刚结构注册了一个帐号好像7天以后才可以发言,现在还在等.
大家要是看到有ansys做转子方面的文章论坛还有不错的帖子,希望大家跟贴我想学习一下呵呵谢谢大家!
ansys10.0已将考虑了陀螺力矩,加上了这部分功能,可惜我为了装转子动力学插件,现在版本改回了8.1,希望用过10.0这个功能的可以讨论一下,那里不明白,那里懂了!
如果有对这方面感兴趣的网友,看看这个帖子相当不错
https://www.360docs.net/doc/bc5911975.html,/vi ... 2407&highlight=
simwe上的一个帖子
【讨论】做转子动力学时：如何获得转子临界转速。
转子的固有频率除了与转子结构（和支承结构）参数有关外，它还随转子涡动转速和转子自
转转速的变化而变化。在转子不平衡力驱动下，转子一般作正同步涡动，当转子涡动转速等于转子固有频率时，转子出现共振,相应转速就称为该转子的临界转速。采用有限元方法计算转子临界转速时，转子会出现正进动和反进动。根据临界转速的定义，应只对正进动固有频率（Ωc）进行分析。在后处理中首先剔除负固有频率，然后分析各阶模态振型，确定同一阶振型的正进动和反进动固有频率。
改变转子自转角速度（ω），计算出新的Ωc，最后画出Ωc～ω曲线，根据临界转速的定义，当Ωc=ω时，Ωc即所求临界转速。
以上是ansys做转子动力学的方法，即选定一个自转速度就获得一个正进动固有频率（Ωc），但是选定一个自转速度后能得到很多阶的频率，如何确定Ωc？如下是本人选定一个自转速度后得到的频率：
***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 0.48827E-03 1 1 1
2 341.70 1 1 1
3 0.48815E-03 1 2 2
4 -341.70 1 2 2
5 0.81975E-03 1 3 3
6 343.61 1 3 3
7 0.81978E-03 1 4 4
8 -343.61 1 4 4
9-0.91412E-03 1 5 5
10 718.81 1 5 5
11-0.91394E-03 1 6 6
12 -718.81 1 6 6
13-0.65191E-02 1 7 7
14 784.69 1 7 7
15-0.65194E-02 1 8 8
16 -784.69 1 8 8
17 0.42452E-01 1 9 9
18 824.10 1 9 9
19 0.42453E-01 1 10 10
20 -824.10 1 10 10
21 0.41087E-03 1 11 11
22 1093.9 1 11 11
23 0.41088E-03 1 12 12
24 -1093.9 1 12 12
25-0.30042E-01 1 13 13
26 2226.1 1 13 13
27-0.30043E-01 1 14 14
28 -2226.1 1 14 14
29-0.10823E-01 1 15 15
30 2284.0 1 15 15
31-0.10823E-01 1 16 16
32 -2284.0 1 16 16
33-0.31331E-01 1 17 17
34 3941.3 1 17 17
35-0.31330E-01 1 18 18
36 -3941.3 1 18 18
37-0.34306E-01 1 19 19
38 3997.9 1 19 19
39-0.34306E-01 1 20 20
40 -3997.9 1 20 20
请赐教.
【分享】vc/fortran与ansys（转自猎手）
大家都想看mulin的关于ansys编程的帖子，我始终没有联系上他/她，如果获得同意，我会开放那篇帖子。如下是我从猎手转载来的，谢谢。本人不会ansys，因此对相关技术问题无法回答。
原作者hunter
将ANSYS作为子程序调用
对于优化或参数化设计，可以在VC或FORTRAN中将ANSYS作为子程序调用。具体调用方法如下：
1.在VC中调用ANSYS
::WinExec("d:/ANSYS57/BIN/INTEL/ANSYS57 -b -p ansys_product_feature -i input_file -o output_file",SW_SHOWNORMAL);
2.在FORTRAN中调用ANSYS
LOGICAL(4) result
RESULT=SYSTEMQQ('d:\ANSYS57\BIN\INTEL\ANSYS57 -b -p
ansys_product_feature -i input_file -o output_file')
3.说明
1和2中，input_file为用APDL语言编写的ANSYS输入文件。
ansys_product_feature为你的ANSYS产品特征代码。
需要注意的是，在VC中调用ANSYS时，需要加一条判断语句，以确定ANSYS
已经执行完毕。
在ANSYS中当然也可以以VC或FORTRAN作为子程序调用。可以参看有关ANSYS二次开发方面的资料。这个方法应该是与系统无关的。
在FORTRAN中不需要判断，FORTRAN会等ANSYS执行完毕才继续执行下一条语句。
在VC中，我没有找到与FORTRAN类似的函数，只好加一条循环判断语句。
如果谁能找着这样的函数，请告诉我，谢谢！
判断方法很简单，只需判断错误文件file.err是否可写就可以了。
因为当ANSYS在运行时，file.err是不可写的，只有当它运行完毕，此文件才可写。
原作者webycn
VC中调用Ansys的方法如下，具体过程就不写了。
: 1 利用Ansys建立一个通用有限元模型，并进行计算求解。注意：根据模型中所有可变的参数定义相应的参数，利用参数化建模。将生成的log 文件拷贝成另一文件，即宏命
令文件。当然可以直接用APDL编写此文件。
：2 VC编写界面：
（1）要实现前处理参数输入功能；
(2）根据用户输入的参数修改刚才得到的ansys宏命令文件中，参数对于的参数值； (3）将生成的宏命令文件文件提交给Ansys程序进行批处理操作；
在VC＋＋中可利用CreateProcess函数创建一个进程，去执行其他程序，并且可以设置改进程的优先级。
Ansys提供了一种批处理方式的格式："Ansys. bat-I InputName- O OutNam
e. 其中InputName和OutName分别为输入输出文件名。
（4）程序需要判断Ansys的批处理操作何时结束。
在Window NT 操作系统中当一个进程运行完毕后，窗口的标题会有"已完成"这几个字。如当Ansys批处理完成后，窗口标题会显示"Ansys已完成”。可以利用这
一个特点来判断进程是否运行完毕。
：3 利用结果文件（out文件，或者由你在宏命令中指定输出的文件）进行后处理
自评:其实这种方法不能是真正意义上的开发,只不过用vc创建一个进程,vc与ansys并没有真正意义上的结合.如果自己开发程序,你永远都无法脱离ansys这个软件环境.二次开发应该是DLL或ActiveX,或者其它的COM对象形式,可以离开开发软件的运行环境.不过,实现一定的批处理功能也不错.
希望多讨论
搞ansys二次开发的可以看看这个帖子
【原创】自己做的转子临界转速计算的小程序,请高手指点
请指教为什么刚度的变化(即使在轴承的刚度选取范围内)会对临界转速的影响这么大,用matlab计算影响就没这么大.ps:如有错误请高手指出!
谢谢!!
fini
/clear
r1=.020
r2=.030
r3=.225
r4=.030
r5=.025
r6=.020
r7=.0225
r8=.018
pi=acos(-1)
/prep7
mp,ex,,2.1e11
mp,dens,,7850
mp,prxy,,0.3
!定义节点
n,1
n,5,.030
fill,1,5,3
n,13,.070
fill,5,13,7
n,17,.095
fill,13,17,3
n,21,.135
fill,17,21,3
n,31,.240
fill,21,31,9
n,35,.270
fill,31,35,3
n,43,.300
fill,35,43,7
n,47,.330
fill,43,47,3
n,48,.015,-.003
n,49,.255,-.003
!定义单元类型
et,1,4 !梁单元
et,2,14 !弹簧单元
et,3,21,,,4 !集中质量单元
!定义实常数
R,1,pi*R1**2,pi*R1**4/4,pi*R1**4/4,2*R1,2*R1, , RMORE, ,pi*R1**4/2, , , , ,
R,2,pi*R2**2,pi*R2**4/4,pi*R2**4/4,2*R2,2*R2, , RMORE, ,pi*R2**4/2, , , , ,
R,3,pi*R3**2,pi*R3**4/4,pi*R3**4/4,2*R3,2*R3, , RMORE, ,pi*R3**4/2, , , , ,
R,4,pi*R4**2,pi*R4**4/4,pi*R4**4/4,2*R4,2*R4, , RMORE, ,pi*R4**4/2, , , , ,
R,5,pi*R5**2,pi*R5**4/4,pi*R5**4/4,2*R5,2*R5, , RMORE, ,pi*R5**4/2, , , , ,
R,6,pi*R6**2,pi*R6**4/4,pi*R6**4/4,2*R6,2*R6, ,
RMORE, ,pi*R6**4/2, , , , ,
R,7,pi*R7**2,pi*R7**4/4,pi*R7**4/4,2*R7,2*R7, , RMORE, ,pi*R7**4/2, , , , ,
R,8,pi*R8**2,pi*R8**4/4,pi*R8**4/4,2*R8,2*R8, , RMORE, ,pi*R8**4/2, , , , ,
r,9,1.5e7,0.1
r,10,25.670
type,1
real,1
e,1,2
e,2,3
e,3,4
e,4,5
type,1
real,2
e,5,6
e,6,7
e,7,8
e,8,9
e,9,10
e,10,11
e,11,12
e,12,13
type,1
real,3
e,13,14
e,14,15
e,15,16
e,16,17
type,1
real,4
e,17,18
e,18,19
e,19,20
e,20,21
type,1
real,5
e,21,22
e,22,23
e,23,24
e,24,25
e,25,26
e,26,27
e,27,28
e,29,30
e,30,31
type,1
real,6
e,31,32
e,32,33
e,33,34
e,34,35
type,1
real,7
e,35,36
e,36,37
e,37,38
e,38,39
e,39,40
e,40,41
e,41,42
e,42,43
type,1
real,8
e,43,44
e,44,45
e,45,46
e,46,47
type,2
real,9
e,3,48
e,33,49
type,3
real,10
e,15
d,3,ux
d,33,ux
d,48,all
d,49,all
save
finish
/solu
antype,2 MODOPT,lanb,40 EQSLV,FRONT MXPAND,40, , ,1 LUMPM,0
MODOPT,lanb,40,10,40000, ,OFF
solve
finish
1 转子临界转速概念
转子的固有频率除了与转子结构（和支承结构）参数有关外，它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。在转子不平衡力驱动下，转子一般作正同步涡动，当转子涡动转速等于转子固有频率时，转子出现共振,相应转速就称为该转子的临界转速。
2 转子临界转速计算对程序的要求
计算转子临界转速必须能够考虑旋转结构涡动时产生的陀螺效应对转子临界转速的影响，这是转子临界转速计算同其他非旋转结构固有频率计算的差异所在。一般有限元程序不具备计算转子临界转速的功能。
3 ANSYS的临界转速计算功能
1) 计算转子临界转速可用单元
BEAM4；
PIPE16。
COBIN14(用于模拟带阻尼的弹性支撑)
2) 单元特性及实常数
BEAM4和PIPE16:
Keyoption(7)=1
实常数Spin=转子自转角速度（ω）rad/s。
3) 特征值求解方法
选取DAMP方法求解特征值。
4) 计算结果处理
采用有限元方法计算转子临界转速时，转子会出现正进动和反进动。由于陀螺效应的作用，随着转子自转角速度的提高，反进动固有频率将降低，而正进动固有频率将提高。根据临界转速的定义，应只对正进动固有频率（Ωc）进行分析。
在后处理中首先剔除负固有频率，然后分析各阶模态振型，确定同一阶振型的正进动和反进动固有频率。
改变转子自转角速度（ω），计算出新的Ωc，最后画出Ωc～ω曲线，根据临界转速的定义，当Ωc=ω时，Ωc即所求临界转速。需注意：由于Ωc的单位为Hz，而ω为rad/s，计算时应转换单位。
4 算例
单转子结构如图所示，转子轴近似无质量，轮盘密度8*104Kg/m3,其余材料参数为：
E=200Gpa μ=0.3
||
|----50--------| ||
_____________________________||d=120
^ ^ d0=10 ||
||
h=0.5 |---------- 100----------------------------------|
算例命令流文件如下：
/PREP7
ET,1,BEAM4
!*
KEYOPT,1,2,0
KEYOPT,1,6,0
KEYOPT,1,7,1
KEYOPT,1,9,0
KEYOPT,1,10,0
*SET,p,acos(-1)
*SET,R1,5
*SET,R2,60
R,1,p*R1**2,p*R1**4/4,p*R1**4/4,2*R1,2*R1, , RMORE, ,p*R1**4/2, , ,2175, ,
R,2,p*R2**2,p*R2**4/4,p*R2**4/4,2*R2,2*R2, , RMORE, ,p*R2**4/2, , ,2175, ,
!*
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,2e5
MPDATA,PRXY,1,,.3 MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,1,,1e-10 MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,2,,2E5
MPDATA,PRXY,2,,.3 MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,2,,8E-8
K, ,,,,
K, ,100,,,
TYPE, 1
MAT, 1
REAL, 1
ESYS, 0
LSTR, 1, 2
LESIZE,ALL, , ,200, ,1, , ,1, LMESH, 1
D,1,UX
D,1,UY
D,1,UZ
D,102,UY
D,102,UZ
FLST,2,1,2,ORDE,1
FITEM,2,200
EMODIF,P51X,MAT,2,
FLST,2,1,2,ORDE,1
FITEM,2,200
EMODIF,P51X,REAL,2,
FINISH
/SOLU
!*
ANTYPE,2
!*
MODOPT,DAMP,40
EQSLV,FRONT
MXPAND,40, , ,0
LUMPM,0
PSTRES,0
!*
MODOPT,DAMP,40,10,40000, ,OFF /STATUS,SOLU
SOLVE
FINISH
ansys分析混凝土的若干问题
1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法 （1）力加载 可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。 （2）位移加载 给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。 希望众高手讨论一下 （1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？ （2）位移法求极限荷载的具体步骤？ 2. 需要注意的问题 1. 由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题； 2. 支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中； 3. 六面体的SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件允许，应该尽量使用六面体单元； 4. 正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加载时可以用残余力的二范数控制收敛。在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性； 3. 关于下降段的问题 1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。 2）下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush模型。 3）利用最大压应变准则来判断混凝土是否破坏。 4. Solid65单元中的破坏准则 1）采用Willam&Warnke五参数破坏准则 2）需要参数： 单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度，围压压力，在围压作用下双轴，单轴抗压强度
钢筋混凝土梁的ansys分析
摘要 本文介绍ANSYS 模拟钢筋混凝土梁的过程，讨论了有限元模型的建立以及在 ANSYS 中的实现，给出了用分离式配筋方法对混凝土梁的分析的一般过程。并给出了详细的命令流过程。并在此基础上对混凝土梁进行了分析，讨论了在力的作用下混凝土梁的塑形变形和裂缝的发展过程。 关键词 Ansys 混凝土梁 分离式配筋 The analysis of mechanics of a reinforced concrete based on ANSYS Abstract This paper introduces ANSYS simulation of the reinforced concrete beam process, discusses the establishment of the finite element model and the realization, and gives the ANSYS reinforcement method with separate the analysis of concrete beams of the general process. And gives the detailed command flow process. Based on the analysis of concrete beams, and discussed the concrete beam under the action of forces of the body deformation and fracture process. Keywords Ansys concrete beams reinforced separated 1 引言 由于钢筋混凝上材料性质复杂，使其表现出明显的非线性行为[1]。长期以来采用线弹性理论的设计方法来研究钢筋混凝上结构的应力或内力，显然不太合理，尽管有此理论是基于人量试验数据上的经验公式，还是不能准确反映混凝上的力学性能，特别是受力复杂的重要结构，必须采用三维钢筋混凝上非线性有限元方法才能很好地掌握其力学性能。利用ANSYS 对钢筋混凝上结构弹塑性的仿真分析，可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进行分析，获得不同阶段的受力性能。本文将以混凝土梁的弹塑性分析为例，介绍在Ansys 中分析材料非线性问题的具体实现方法。 2 问题介绍 如图所示的钢筋混凝土梁[2]，横截面尺寸为200400b h mm mm ?=?,梁的跨度为3.0L m =，支座宽度为250mm 采用C20混凝土，梁内受拉纵筋3φ20，架立筋采用2φ12， 箍筋采用φ6@150，钢筋保护层厚度为25mm 。如图一。 图一 对于梁中所采用的所有钢筋，弹性模量为5 2.110MPa ?，抗拉强度设计值210MPa ， 密度33 7.810/kg m ?，泊松比为0.3。
ANSYS中混凝土的本构关系
一、关于模型 钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式主要分为三种，即分离式、分布式和组合式模型。考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移，则采用引入粘结单元的分离式模型；假定混凝土和钢筋粘结很好，不考虑二者之间的滑移，则三种模型都可以；分离式和分布式模型适用于二维和三维结构分析，后者对杆系结构分析比较适用。裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型，后者目前尚处研究之中，主要应用的是前两种。离散裂缝模型和分布裂缝模型各有特点，可根据不同的分析目的选择使用。随着计算速度和网格自动划分的快速实现，离散裂缝模型又有被推广使用的趋势。 就ANSYS而言，她可以考虑分离式模型(solid65+link8，认为混凝土和钢筋粘结很好，如要考虑粘结和滑移，则可引入弹簧单元进行模拟，比较困难！)，也可采用分布式模型(带筋的solid65)。而其裂缝的处理方式则为分布裂缝模型。 二、关于本构关系 混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类，其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系，其中不乏实用者。混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型，或借用古典强度理论或基于试验结果等，各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异，适用范围和计算精度差别也比较大，给使用带来了一定的困难。 就ANSYS而言，其问题比较复杂些。 1 ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的？ 采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failure criterion)，而非屈服准则(yield criterion)。W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的，而混凝土的塑性可以另外考虑（当然是在开裂和压碎之前）。理论上破坏准则(failure criterion)和屈服准则(yield criterion)是不同的，例如在高静水压力下会发生相当的塑性变形，表现为屈服，但没有破坏。而工程上又常将二者等同，其原因是工程结构不容许有很大的塑性变形，且混凝土等材料的屈服点不够明确，但破坏点非常明确。 定义tb,concr matnum后仅仅是定义了混凝土的破坏准则和缺省的本构关系，即W—W破坏准则、混凝土开裂和压碎前均为线性的应力应变关系，而开裂和压碎后采用其给出的本构关系。但屈服准则尚可另外定义(随材料的应力应变关系，如tb,MKIN,则定义的屈服准则是Von Mises,流动法则、硬化法则也就确定了)。 2 定义tb,concr后可否定义其它的应力应变关系 当然是可以的，并且只有在定义tb,concr后，有些问题才好解决。例如可以定义tb,miso,输入混凝土的应力应变关系曲线(多折线实现)，这样也就将屈服准则、流动法则、硬化法则等确定了。 这里可能存在一点疑问，即ANSYS中的应力应变关系是拉压相等的，而混凝土材料显然不是这样的。是的，因为混凝土受拉段非常短，认为拉压相同影响很小，且由于定义的tb,concr 中确定了开裂强度，所以尽管定义的是一条大曲线，但应用于受拉部分的很小。 三、具体的系数及公式 1 定义tb,concr时候的两个系数如何确定？ 一般的参考书中，其值建议先取为0.3~0.5(江见鲸)，原话是“在没有更仔细的数据时，不妨先取0.3~0.5进行计算”，足见此0.3~0.5值的可用程度。根据我的经验和理由，建议此值取大些，即开裂的剪力传递系数取0.5,（定要>0.2）闭合的剪力传递系数取1.0。支持此说法的还有 现行铁路桥规的抗剪计算理论，以及原公路桥规的容许应力法的抗计剪计算。
ANSYS 钢筋混凝土建模
ANSYS 钢筋混凝土建模 一、简介 钢筋混凝土有限元建模的方法与结果评价（前后处理），是对钢筋混凝土结构进行数值模拟的重要步骤，能否把握模型的可行性、合理性，如何从计算结果中寻找规律，是有限元理论应用于实际工程的关键一环。Blackeage以自己做过的一组钢筋混凝土暗支撑剪力墙的数值模拟为例，从若干方面提出一些经验与建议。希望大家一起讨论、批评指正(wang.jian@https://www.360docs.net/doc/bc5911975.html,)。 程序：ANSYS 单元：SOLID65、BEAM188 建模方式：分离 暗支撑剪力墙结构由北京工业大学曹万林所提出，简言之就是一种在普通钢筋配筋情况下，加配斜向钢筋的剪力墙结构。 二、单元选择 以前经常采用的钢筋混凝土建模方法是通过SOLID65模拟混凝土，通过SOLID65的实常数指定钢筋配筋率，后来发现这种整体式的模型并不理想，而且将钢筋周围的SOLID65单元选择出来，再换算一个等效的配筋率，工作量也并不小。最关键的是采用整体式模型之后，得不出什么有意义的结论，弄一个荷载-位移曲线出来又和实验值差距比较大。只有计算的开裂荷载与实验还算是比较接近，但这个手算也算得出来的东西费劲去装模作样的建个模型又有什么意义？ 所以，这次我尝试采用分离式的模型，钢筋与混凝土单元分别建模，采用节点共享的方式。建模时发现，只要充分、灵活地运用APDL的技巧，处理好钢筋与混凝土单元节点的位置，效率还是很高的。 暗支撑剪力墙数值模型 看过很多的资料，分离式模型是用LINK8与SOLID65的组合方式，这样做到是非常直观，因为LINK8是spar类型的单元，每个节点有3个自由度，这与SOLID65单元单节点自由度数量是一致的。但是问题也就由此产生，当周围的混凝土开裂或是压碎时，SOLID65将不能对LINK8的节点提供足够地约束（如
ANSYS动力学分析报告
第5章动力学分析 结构动力学研究的是结构在随时间变化载荷下的响应问题，它与静力分析的主要区别是动力分析需要考虑惯性力以及运动阻力的影响。动力分析主要包括以下5个部分：模态分析：用于计算结构的固有频率和模态。 谐波分析（谐响应分析）：用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析：用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可涉及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。 谱分析：是模态分析的应用拓广，用于计算由于响应谱或PSD输入（随机振动）引起的应力和应变。 显式动力分析：ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。 本章重点介绍前三种。 【本章重点】 ?区分各种动力学问题； ?各种动力学问题ANSYS分析步骤与特点。 5.1 动力学分析的过程与步骤 模态分析与谐波分析两者密切相关，求解简谐力作用下的响应时要用到结构的模态和振
型。瞬态动力分析可以通过施加载荷步模拟各种何载，进而求解结构响应。三者具体分析过程与步骤有明显区别。 5.1.1 模态分析 1.模态分析应用 用模态分析可以确定一个结构的固有频率利振型，固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。如果要进行模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析，固有频率和振型也是必要的。可以对有预应力的结构进行模态分析，例如旋转的涡轮叶片。另一个有用的分析功能是循环对称结构模态分析，该功能允许通过仅对循环对称结构的一部分进行建模，而分析产生整个结构的振型。 ANSYS产品家族的模态分析是线性分析，任何非线性特性，如塑性和接触(间隙)单元，即使定义也将被忽略。可选的模态提取方法有6种，即Block Lanczos(默认)、Subspace、Power Dynamics、Reduced、Unsymmetric、Damped及QR Damped，后两种方法允许结构中包含阻尼。 2.模态分析的步骤 模态分析过程由4个主要步骤组成，即建模、加载和求解、扩展模态，以及查看结果和后处理。 (1)建模。指定项目名和分析标题，然后用前处理器PREP7定义单元类型、单元实常数、材料性质及几何模型。必须指定杨氏模量EX(或某种形式的刚度)和密度DENS(或某种形式的质量)，材料性质可以是线性或非线性、各向同性或正交各向异性，以及恒定或与温
ANSYS中混凝土的计算问题
ANSYS中混凝土的计算问题【精华】 最近做了点计算分析，结合各论坛关于这方面的讨论，就一些问题探讨如下，不当之处敬请指正。 一、关于模型 钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式主要分为三种，即分离式、分布式和组合式模型。考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移，则采用引入粘结单元的分离式模型；假定混凝土和钢筋粘结很好，不考虑二者之间的滑移，则三种模型都可以；分离式和分布式模型适用于二维和三维结构分析，后者对杆系结构分析比较适用。裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型，后者目前尚处研究之中，主要应用的是前两种。离散裂缝模型和分布裂缝模型各有特点，可根据不同的分析目的选择使用。随着计算速度和网格自动划分的快速实现，离散裂缝模型又有被推广使用的趋势。 就ANSYS而言，她可以考虑分离式模型(solid65+link8，认为混凝土和钢筋粘结很好，如要考虑粘结和滑移，则可引入弹簧单元进行模拟，比较困难！)，也可采用分布式模型(带筋的solid65)。而其裂缝的处理方式则为分布裂缝模型。 二、关于本构关系 混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类，其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系，其中不乏实用者。混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型，或借用古典强度理论或基于试验结果等，各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异，适用范围和计算精度差别也比较大，给使用带来了一定的困难。 就ANSYS而言，其问题比较复杂些。 1 ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的？ 采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failure criterion)，而非屈服准则(yield criterion)。W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的，而混凝土的塑性可以另外考虑（当然是在开裂和压碎之前）。理论上破坏准则(failure criterion)和屈服准则(yield criterion)是不同的，例如在高静水压力下会发生相当的塑性变形，表现为屈服，但没有破坏。而工程上又常将二者等同，其原因是工程结构不容许有很大的塑性变形，且混凝土等材料的屈服点不够明确，但破坏点非常明确。 定义tb,concr matnum后仅仅是定义了混凝土的破坏准则和缺省的本构关系，即W—W破坏准则、混凝土开裂和压碎前均为线性的应力应变关系，而开裂和压碎后采用其给出的本构关系。但屈服准则尚可另外定义(随材料的应力应变关系，如tb,MKIN,则定义的屈服准则是V on Mises,流动法则、硬化法则也就确定了)。
用ANSYS对钢筋混凝土梁进行计算模拟
一、用钢筋混凝土简支梁的数值模拟为实例，对ANSYS的使用方法进行说明 钢筋混凝土简支梁，尺寸为长2000mm，宽150mm，高300mm。混凝土采用C30，钢筋全部采用HRB335，跨中集中荷载P作用于一刚性垫板上，垫板尺寸为长150mm，宽100mm。 建立分离式有限元模型，混凝土采用SOLID65单元，钢筋采用LINK8单元，不考虑钢筋和混凝土之间的粘结滑移。创建分离式模型时，将几何实体以钢筋位置切开，划分网格时将实体的边线定义为钢筋即可。加载点以均布荷载近似代替钢垫板，支座处则采用线约束和点约束相结合。单元尺寸以50mm左右为宜。 二、命令流 !钢筋混凝土简支梁数值分析 !分离式模型 FINISH /CLEAR /PREP7 !1.定义单元与材料属性 ET,1,SOLID65,,,,,,,1 ET,2,LINK8 MP,EX,1,13585 !混凝土材料的初始弹模以及泊松比 MP,PRXY,1,0.2 FC=14.3 !混凝土单轴抗压强度和单轴抗拉强度 FT=1.43 TB,CONCR,1 TBDA TA,,0.5,0.95,FT,-1 !定义混凝土材料及相关参数，关闭压碎 TB,MISO,1,,11 !定义混凝土应力应变曲线，用MISO模型 TBPT,,0.0002,FC*0.19 TBPT,,0.0004,FC*0.36 TBPT,,0.0006,FC*0.51 TBPT,,0.0008,FC*0.64 TBPT,,0.0010,FC*0.75 TBPT,,0.0012,FC*0.84 TBPT,,0.0014,FC*0.91 TBPT,,0.0016,FC*0.96 TBPT,,0.0018,FC*0.99 TBPT,,0.002,FC TBPT,,0.0033,FC*0.85 MP,EX,2,2.0E5 !钢筋材料的初始弹模以及泊松比 MP,PRXY,2,0.3 TB,BISO,2 TBDA TA,,300,0 !钢筋的应力应变关系，用BISO模型
ansys动力学分析全套讲解
第一章模态分析 §模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。而“模态分析实例（GUI方式）” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<
混凝土的ANSYS分析
【原创】钢筋混凝土分离式建模方法（含ANSYS命令流） 钢筋混凝土, 分离式, 建模, ANSYS, 命令钢筋混凝土, 分离式, 建模, ANSYS, 命令 一、简介 钢筋混凝土有限元建模的方法与结果评价（前后处理），是对钢筋混凝土结构进行数值模拟的重要步骤，能否把握模型的可行性、合理性，如何从计算结果中寻找规律，是有限元理论应用于实际工程的关键一环。Blackeage以自己做过的一组钢筋混凝土暗支撑剪力墙的数值模拟为例，从若干方面提出一些经验与建议。希望大家一起讨论、批评指正(wang.jian@https://www.360docs.net/doc/bc5911975.html,)。 程序：ANSYS 单元：SOLID65、BEAM188 建模方式：分离 暗支撑剪力墙结构由北京工业大学曹万林所提出，简言之就是一种在普通钢筋配筋情况下，加配斜向钢筋的剪力墙结构。 二、单元选择 以前经常采用的钢筋混凝土建模方法是通过SOLID65模拟混凝土，通过SOLID65的实常数指定钢筋配筋率，后来发现这种整体式的模型并不理想，而且将钢筋周围的SOLID65单元选择出来，再换算一个等效的配筋率，工作量也并不小。最关键的是采用整体式模型之后，得不出什么有意义的结论，弄一个荷载-位移曲线出来又和实验值差距比较大。只有计算的开裂荷载与实验还算是比较接近，但这个 手算也算得出来的东西费劲去装模作样的建个模型又有什么意义？ 所以，这次我尝试采用分离式的模型，钢筋与混凝土单元分别建模，采用节点共享的方式。建模时发现，只要充分、灵活地运用APDL 的技巧，处理好钢筋与混凝土单元节点的位置，效率还是很高的。 [center] 暗支撑剪力墙数值模型[/center] 看过很多的资料，分离式模型是用LINK8与SOLID65的组合方式，这样做到是非常直观，因为LINK8是spar类型的单元，每个节点有3个自由度，这与SOLID65单元单节点自由度数量是一致的。但是问题也就由此产生，当周围的混凝土开裂或是压碎时，SOLID65将不能对LINK8的节点提供足够地约束（如下图箭头方向），从而导致总刚矩阵小主元地出现影响计算精度，或者干脆形成瞬变体系导致计 算提前发散。 [center] LINK8+SOLID65的问题[/center] 如果采用梁单元模拟暗钢筋，就算包裹钢筋的混凝土破坏了，钢筋单元本身仍可对连接点提供一定的侧向刚度（其实钢筋本身就是有一定抗弯刚度的），保证计算进行下去。ANSYS中的梁单元比较多，建议选取beam188单元。beam188支持弹塑性分析、自定义截面。可以用内力计算结果按截面插值得出应力结果，这样，SOLID65+beam188不仅解决了SOLID65+beam188的小主元问题，而且可以方便地控 制钢筋单元的划分密度，也扩充了钢筋单元输出信息。 三、单元组合方式 将剪力墙中所有钢筋单元（包括暗柱、梁的纵、箍筋、暗支撑钢筋、暗支撑箍筋、暗分布筋）单独建模，为了能够与混凝土单元节点共享，将混凝土单元细化，单元高度设为暗柱箍筋间距与墙片分布筋间距的最大公约数。 钢筋与混凝土单元节点共享。不考虑粘接-滑移影响。其实由于混凝土单元已经细化过了，钢筋周围的混凝土由于钢筋作用而开裂之
ANSYS岩土计算例子
ANSYS土工结构计算案例 ANSYS－CHINA广州办事处 2019年6月24日
目录 计算题目及计算要求说明 (1) 题目一 (4) 一、计算说明 (4) 二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5) 三、计算有限元模型及计算结果 (6) 题目二 (7) 一、用三维有限元模型计算 (7) 二、用三维有限元模型计算 (8) 题目三 (10) 一、计算说明 (10) 二、计算有限元模型及边界条件 (10) 三、强夯地基固结计算 (10) 题目四 (17) 一、计算说明 (17) 二、计算几何模型和有限元模型 (17) 三、计算结果 (18) 1、计算边界条件 (18) 2、计算结果 (19) 3、结论 (20)
计算题目及计算要求说明 题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析 题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载，地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆） 题目三：（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析（提供固结方程或固结方程处理方案，孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧） 题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层，挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6?0.6?0.6m3，混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。 具体处理方案包括： 1、提供计算输入界面 2、计算模型或采用本构情况 3、前处理方案及网格划分技巧 4、特殊材料或模型嵌入技术 5、计算技巧及解决方案 6、后处理提供内容
ansys动力学瞬态分析详解
§3.1瞬态动力学分析的定义 瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。 瞬态动力学的基本运动方程是： 其中： [M] =质量矩阵 [C] =阻尼矩阵 [K] =刚度矩阵 {}=节点加速度向量 {}=节点速度向量 {u} =节点位移向量 在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和 阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。 §3.2学习瞬态动力学的预备工作 瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。例如，可以做以下预备工作：
1.首先分析一个较简单模型。创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。 2.如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。 3.掌握结构动力学特性。通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。 4.对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。 §3.3三种求解方法 瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。ANSYS/Professional产品中只允许用模态叠加法。在研究如何实现这些方法之前，让我们先探讨一下各种方法的优点和缺点。 §3.3.1完全法 完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应（没有矩阵缩减）。它是三种方法中功能最强的，允许包括各类非线性特性（塑性、大变形、大应变等）。 注─如果并不想包括任何非线性，应当考虑使用另外两种方法中的一种。这是因为完全法是三种方法中开销最大的一种。 完全法的优点是： ·容易使用，不必关心选择主自由度或振型。 ·允许各种类型的非线性特性。 ·采用完整矩阵，不涉及质量矩阵近似。 ·在一次分析就能得到所有的位移和应力。 ·允许施加所有类型的载荷：节点力、外加的（非零）位移（不建议采用）和单元载荷（压力和温度），还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件。 ·允许在实体模型上施加的载荷。 完全法的主要缺点是它比其它方法开销大。
ANSYS混凝土问题分析实例
ANSYS混凝土问题分析学习资料 1．关于模型 钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式分为三种：分离式、整体式和组合式模型◆分离式模型： 把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理，即混凝土和钢筋各自被划分为足够小的单元，两者的刚度矩阵是是分开来求解的，考虑到钢筋是一种细长的材料，通常可以忽略起横向抗剪强度，因此可以将钢筋作为线单元处理。钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟钢筋与混凝土之间的粘结和滑移。一般钢筋混凝土是存在裂缝的，而开裂必然导致钢筋和混凝土变形的不协调，也就是说要发生粘结的失效与滑移，所以此种模型的应用最为广泛。 ◆整体式模型： 将钢筋分布与整个单元中，假定混凝土和钢筋粘结很好，并把单元视为连续均匀材料，与分离式模型不同的是，它求出的是综合了混凝土与钢筋单元的整体刚度矩阵；与组合式不同之点在于它不是先分别求出混凝土与钢筋对单元刚度的贡献然后再组合，而是一次求得综合的刚度矩阵。 ◆组合式模型 组合式模型分为两种：一种是分层组合式，在横截面上分成许多混凝土层和若干钢筋层，并对截面的应变作出某些假设，这种组合方式在钢筋混凝土板、壳结构中应用较广；另一种组合方法是采用带钢筋膜的等参单元。 当不考虑混凝土和钢筋二者之间的滑移，三种模型都可以。分离式和整体式模型使用于二维和三维结构分析。 就ANSYS而言，可以考虑分离式模型：混凝土(SOLID65)+钢筋(LINK单元或PIPE单元)，认为混凝土和钢筋粘结很好。如要考虑粘结和滑移，则可引入弹簧单元进行模拟，如果比较困难也可以采用整体式模型(带筋的SOLID65)。 2．本构关系及破坏准则 ◆本构关系 混凝土本构关系的模型对钢筋混凝土结构的非线性分析有重大影响。混凝土的本构就是表示在各种外荷载作用下的混凝土应力应变的响应关系。在建立混凝土本构关系时一般都是基于现有的连续介质力学的本构理论，在结合混凝土的力学特性，确定甚至调整本构关系中各种所需的材料参数。通常，混凝土的本构关系可以分为线性弹性、非线性弹性、弹塑性及其他力学理论等四类。其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系，其他的不怎么用。线性弹性理论认为应力应变加载、卸载时呈线性关系，服从虎克定律，应力应变关系是相互对应的关系。在实际结构设计中线性弹性仍然是应用很广泛的本构模型。 非线性弹性理论认为应力应变不成正比，但是有一一对应的关系。卸载后没有残余应变，应力状态完全由应变状态决定，而与加载历史无关。非线性弹性本构关系分为全量型（如Ottosen模型）和增量型（如Darwin-Pecknold）两类。 弹塑性本构关系则把屈服面和破坏面分开处理。根据混凝土单轴受压的试验研究结果，混凝土在应力未达到其强度极限以前，应力应变的非线性关系受塑性变形的影响，这可以用屈服面理论来解释。而在曲线的下降阶段，混凝土的非线性关系则主要受混凝土内部微断裂的影响，表现微损伤断裂的关系，可用破坏准则来评判。一般在经典的强度理论中，有Tresca、VonMises和Druck-Prager等屈服准则，此外还有Zienkiewicz-Pande、W.F.Chen、Nilsson 屈服条件，破坏准则有Mohr。 混凝土破坏准则从单参数到五参数多大数十个模型，或借用古典强度理论或基于试验结果等。各个破坏准则的表达式和繁简程度各异，适用范围和计算精度也差别较大，给使用带来了一定的困难。
基于ANSYS的钢筋混凝土力学分析
基于ANSYS的钢筋混凝土力学分析 1 引言 由于钢筋混凝上材料性质复杂，使其表现出明显的非线性行为。长期以来采用线弹性理论的设计方法来研究钢筋混凝上结构的应力或内力，显然不太合理，尽管有此理论是基于人量试验数据上的经验公式，还是不能准确反映混凝上的力学性能，特别是受力复杂的重要结构，必须采用三维钢筋混凝上非线性有限元方法才能很好地掌握其力学性能。利用ANSYS对钢筋混凝上结构弹塑性的仿真分析，可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进行分析，获得不同阶段的受力性能。 2 模型的建立 2.1 单元类型的选取 2.1.1 混凝土单元 混凝上选用SOLID65单元。SOLID65单元在普通8节点三维等参元SOLID45单元的基础上增加了针对混凝上材料参数和整体式钢筋模型，常被用来模拟钢筋混凝上和岩石等抗拉能力远大于抗拉能力的非均匀材料，可以模拟混凝土材料的开裂和压碎力学行为。 2.1.2 钢筋单元 可采用杆元来模拟纵筋，一般利用空间单元LINK8单元或空间管单元PIPE20建立钢筋模型，与混凝上SOLID65单元共用节点。用COMBINE39来模拟钢筋和混凝上之间的粘结。 2.2 材料本构关系模型 2.2.1 混凝土本构模型 弹塑性本构关系把服而和破坏而分开来处理。根据弹塑性理论建立混凝上的本构关系时，必须对屈服，条件流动法则、硬化法则即塑性模型三要素做出基本假定。ANSYS弹塑性本构关系主要使用Mises屈服准则或Drucker-Prager屈服准则。 2.2.2 混凝土破坏准则 一般强度准则的参数越多，对混凝土强度性能的描述就越准确，多参数模型大多基于强度试验的统计而进行曲线拟合。ANSYS中的混凝上材料特性用改进的William Wamke五参数破坏破坏准则和拉应力的组合模式，其破坏而子午线和偏平而见相关文献。 2.2.3 钢筋本构模型 一般采用双线形理想弹塑性模型，在ANSYS中,钢筋可以选择经典双线性随动强化模型(BKIN)和双线性等向强化模型(BISO)。 2.2.4 本构关系和破坏准则在ANSYS中的实现 在SOLID65单元中实现上式的本构关系需通过定义数据表。对于钢筋材料，定义一个应力应变关系的数据表;而对于混凝土模型，则要定义两个数据表，一个是本构关系的数据表，
ANSYS动力学分析指南——模态分析
§1.1模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。后面将详细介绍模态提取方法。 §1.2模态分析中用到的命令 模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。 后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。而“模态分析实例（GUI方式）” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例 分析的步骤。（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<
ansys中混凝土结构的计算
(1)转贴一个例题，来自中国有限元联盟论坛-运行没有问题/title, fixed - fixed concrete beam example /prep7 et,1,65 mp,ex,1,3e7 ! steel rebar (units are pounds, inches) MP,PRXY, 1,0.3 mp,ex,2,1e6, ! concrete MP,PRXY, 2,0.3 mp,dens,2,.00025 tb,concr,2 tbdata,1,.3,.5,200,4000 ! shear coeffs, tensile and compress strength r,1,1,.03,0,0 ! mat 1 (steel), 3 percent reinforcement in x dir r,2,1,.01,0,0 ! mat 1 (steel), 1 percent r,3,1,.04,0,0 ! mat 1 (steel), 4 percent block,,100,,5,,5 block,,100,5,10,,5 block,,100,10,15,,5 !vovlap,all NUMMRG,KP, , , ,LOW numcmp,volu esize,5 mat,2 ! concrete material real,1 ! rebar vmesh,1 real,2 vmesh,2 real,3 vmesh,3 nsel,s,loc,x d,all,all nsel,s,loc,x,100 d,all,all nsel,all fini /solu nsel,s,loc,y,15 sf,all,pres,100 nsel,all OUTRES,ALL,ALL, nsub,10 solve fini
ANSYS在玻璃钢-混凝土复合材料结构中的计算分析
ANSYS在玻璃钢-混凝土复合材料结构中的计算分析 殷波 （扬州大学水利与建筑工程学院土木工程系，扬州225009） 摘要：混凝土结构由于受荷载变化、材料、施工质量等因素影响，会造成结构的强度、刚度不足，玻璃钢-混凝土复合材料结构则改善其性能。本文通过ansys有限元软件计算，分析说明了玻璃钢-混凝土复合材料结构将有力的提高结构的强度和刚度。 关键词：ansys，混凝土、玻璃钢-混凝土、有限元、复合材料 ANSYS’s calculation in glass fibre reinforced plastics- concrete composite material structure YIN BO (Dept.of Civil Engin,Hydr and Civil Engin Coll, Yangzhou University, Yangzhou, 225009, China) Abstract: As the variety of load、material、constructional quality and so on ,concrete structure may be insufficient in intensity and rigidity. Glass fibre reinforced plastics- concrete composite material structure can improve its capacity. With the calculation of ansys, this paper indicate that glass fibre reinforced plastics-concrete composite material structure will raise the intensity and rigidity. Key words: ansys ,concrete, glass fibre reinforced plastics- concrete, finite element; composite material 1．前言 钢筋混凝土结构合理地利用钢筋和混凝土两种材料的力学性能，因而具有整体性、耐久性等优点。但同时也存在着自重大等缺点，在受弯构件中较显著。自重太大，对于设计大跨度结构、高层建筑以及抗震结构都很不利。针对普通钢筋混凝土梁以及经由玻璃钢加固的钢筋混凝土复合梁，通过ansys有限元软件计算分析说明了玻璃钢-混凝土复合材料结构将提高其强度和刚度。 2．用ANSYS进行有限元计算 有限元法是目前工程技术领域中实用性最强、应用最为广泛的数值计算方法。它的基本思想是将问题的求解域划分为一系列单元，单元之间靠节点连接。单元内部点的待求物理量可由单元节点物理量通过选定的函数关系插值求得。由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量关系建立节点量之间的方程式，然后由单元方程再形成总体代数方程组，加入边界条件后即可对方程组求解。以ANSYS为代表的有限元分析软件具有以下优点:减少设计成本、缩短设计和分析的循环周期、增加产品和工程的可靠性、采用优化设计、降低材料的消耗和成本、在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题、可以进行模拟实验分析、进行机械事故分析,查找事故原因。ANSYS软件是集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件,可广泛地应用于土木工程、
ansys动力学分析
结构动力分析研究结构在动荷载作用的响应（如位移、应力、加速度等的时间历程），以确定结构的承载能力和动力特性等。ANSYS动力分析方法有以下几种，现分别做简要介绍。 1.模态分析 用模态分析可以确定设计中的结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型）。它也可以作为其他更详细的动力学分析的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析。 用模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型。固有频率和振型是承受动态荷载结构设计中的重要参数。如果要进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析，固有频率和振型也是必要的。 ANSYS的模态分析是一线性分析，任何非线性特性（如塑性和接触单元）即使定义了也将忽略。可进行有预应力模态分析、大变形静力分析后有预应力模态分析、循环对称结构的模态分析、有预应力的循环对称结构的模态分析、无阻尼和有阻尼结构的模态分析。模态分析中模态的提取方法有七种，即分块兰索斯法、子空间迭代法、缩减法或凝聚法、PowerDynamics法、非对称法、阻尼法、QR阻尼法，缺省时采用分块兰索斯法。 2.谐响应分析 任何持续的周期荷载将在结构中产生持续的周期响应（谐响应）。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而使设计人员能够验证其设计能否成功地克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的荷载时的稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值（通常是位移）对频率的曲线。从这些曲线上可以找到“峰值”响应，并进一步观察频率对应的应力。 这种分析技术只计算结构的稳态受迫振动。发生在激励开始时的瞬态振动不在谐响应分析中考虑。谐响应分析是一种线性分析。任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使被定义了也将被忽略，但在分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析流体—结构相互作用问题。谐响应分析同样也可以分析有预应力结构，如小提琴的弦（假定简谐应力比预加的拉伸应力小得多）。 谐响应分析可以采用完全法、缩减法和模态叠加法三种方法。 3.瞬态动力学分析 瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化的荷载的结构动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在静荷载、瞬态荷载和简谐荷载的随意组合下的随时间变化的位移、应变、应力及力。荷载和时间的相关性使得惯性力和阻尼力作用比较重要，如果惯性力和阻尼力不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。 瞬态动力学分析可采用三种方法：完全法、缩减法和模态叠加法。完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应，在三种方法中功能最强，可包括各类非线性特性（如塑性、大变形、大应