数值模拟分析实例
数值模拟论文
数值模拟论文引言反应塔冷却系统设计中数值模拟的应用论文闪速炉是一种冶炼设备，能够高效处理一些粉状硫化矿物。
这种设备主要由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池以及上升烟道四个部分组成。
反应塔主要位于沉淀池的上方，其中进行熔炼反应。
反应塔的长期环境都是高温，受到烟气与熔体的双重冲涮，会受到比较严重的腐蚀。
工作人员为了减少反应塔受到的损害，使用冷却系统对反应塔进行降温。
现对反应塔冷却系统设计中的数值模拟情况进行分析，并总结如下。
1数值模拟的建立反应塔中的反应过程非常复杂，尤其是高温烟气与炉外空气之间的热传递，其中发生的反应是高温烟气与炉体内壁的对流，内部温度的平衡，以及辐射换热等。
反应塔中这种反应，需要热量的相互传递，还会受到内部材料热量的影响。
冷却系统的作用，能够实现冷却水与冷却元件之间的热量置换。
这个过程具有结构和传热机理方面的对称性，从实际上分析冷却单元之间，并没有热量的转换。
工作人员要通过炉体冷却单元进行建模，其三维模型要采用fluent软件进行计算。
在本次研究中，主要应用的模型是热传导模型，选取控制容积法进行运算。
该模型的研究对象是反应塔炉体，要深入分析其对称性，然后选取一半冷却单元作为研究对象，分析需要求解的集合模型，对几何模型网格划分进行分析。
2计算结果与分析工作人员要在实际生产中，选取常用的工艺参数冷却水量2.5t/h（对— 1 —应进水速度为1.5m/s），进水温度为25℃。
基于此，要进行分析和计算，建立冷却单元三维数值模型，分析求得Z=0面的温度场分布。
从计算结果进行分析，冷却单元的冷却效果良好，工作人员不仅能对冷却元件进行局部设置，还能够控制冷却元件周围的耐火材料区域温度。
针对冷却元件和烟气接触面的温度，冷却元件具有较好的降温效果，能够促进内壁挂渣的形成。
这是冷却元件常使用的功能之一。
在实践中，低温区域能够延长耐火材料的寿命，并促进反应塔挂渣的形成，确保反应塔得到更好的保护。
工作人员在数值的模拟计算中，还能得出冷却水的出水温度为31.4℃，温升为6.4℃。
汽车覆盖件冲压工艺数值模拟技术实例分析培训讲学
汽车覆盖件成形加工生产目前主要依靠传统经验设计来制定冲压工艺、开发相关模具，具有相当大的随意性和不确定性。
然而板料成形的力学过程及成形影响因素非常复杂，是一个集几何非线性、材料非线性、接触非线性于一体的强非线性问题，用传统的解析方法很难求解。
塑性成形理论经过100多年的发展，已相当成熟。
随着计算机应用技术的普及，板料塑性成形过程用有限元方法进行数值模拟已成为一项有效解决该问题的高新技术。
汽车覆盖件包括覆盖汽车发动机、底盘、构成驾驶室及车身的所有厚度3mm以下的薄钢板冲压而成的表面和内部零件，其重量占到汽车用钢材总量的50%以上。
汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为复杂的空间曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。
在冲压时毛坯的变形情况复杂，故不能按一般拉伸件那样用拉伸系数来判断和计算它的拉伸次数和拉伸可能性，且需要的拉延力和压料力都较大，各工序的模具依赖性大，模具的调整工作量也大。
汽车覆盖件成形过程中板料上的应力应变分布情况非常复杂，成形质量影响因素较多。
从变形方式看，板料的成形是拉延、翻边、胀形、弯曲等多种变形方式的组合过程。
对一个给定的零件来说，一套合理的模具和工艺方案的确定，不仅要靠实践经验和理论计算，还往往离不开反复地试模和修模。
因此汽车覆盖件模具设计的主要任务就是要解决好冲压过程中板料不同部位之间材料的协调变形问题，既要避免局部区域过分变薄甚至拉裂，又要避免起皱或在零件上留下滑移线，还要将零件的回弹量控制在允许的范围内。
目前，板料冲压过程的计算机分析与仿真技术（非线性有限元分析技术）已能在工程实际中帮助解决传统方法难以解决的模具设计和冲压工艺设计难题，如计算金属的流动、应力应变、板厚、模具受力、残余应力等，预测可能的缺陷及失效形式，如起皱、破裂、回弹等。
在汽车覆盖件的设计中采用数值模拟技术能从设计阶段准确预测各种工艺参数对成形过程的影响，进而优化工艺参数和模具结构，缩短模具的设计制造周期，降低产品生产成本，提高模具和冲压件产品品质。
稳态ansys热分析数值模拟
稳态热分析数值模拟实例1——短圆柱体的热传导过程1、问题描述有一短圆柱体，直径和高度均为1m，其结构如图7.1所示，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换，圆柱体材料的热传导系数为30 W/（m•℃））。
图7.1 圆柱体结构示意图2、三维建模应用Pro-E软件对固体计算域进行三维建模，实体如图7.2所示：图7.2 圆柱体三维实体图3、网格划分采用流动传热软件CFX的前处理模块ICEM对计算域进行网格划分，得到如图7.3所示的六面体网格单元。
流场的网格单元数为640，节点数为891。
图7.3 圆柱体网格图4、模拟计算及结果采用流动传热软件CFX稳态计算，定义圆柱体材料的热传导系数为30 W/(m•℃)，求解时选取Thermal Energy传热模型。
固体上壁面的边界条件设置为100℃的温度，侧面和下壁面边界条件为0℃的温度。
求解方法采用高精度求解，计算收敛残差为10-4。
图7.4为计算得到的圆柱体中心剖面的温度等值线分布图。
数据文件及结果文件在steady文件夹内。
图7.4 圆柱体中心剖面的温度等值线分布瞬态热分析数值模拟实例详解实例1——型材瞬态传热过程分析1、问题描述有一横截面为矩形的型材，如图7.5所示。
其初始温度为500℃，现突然将其置于温度为20℃的空气中，求1分钟后该型材的温度场分布及其中心温度随时间的变化规律（材料性能参数如表7.1所示）。
表7.1 材料性能参数密度ρkg/m3 导热系数W/(m•℃)比热J/(kg•℃)对流系数W/(m2•℃)2400 30 352 110图7.5 型材横截面示意图2、三维建模应用Pro-E软件对固体计算域进行三维建模，实体如图7.6所示：图7.6 型材三维实体图3、网格划分采用流动传热软件CFX的前处理模块ICEM对计算域进行网格划分，得到如图7.7所示的六面体网格单元。
边坡稳定性分析的数值模拟
1・FLAC 数值模拟上机题计算模型分别如图1、2、3所示，边坡倾角分别为30。
、45 °、60。
，岩土体参数为：密度p 二2500 kg/n?,弹性模量E = 1 x 108 Pa,泊松比卩二0.3,抗拉强度ct 二0.8 x 106 Pa,内聚力C 二4.2x 104 pa ，摩擦角 17°，膨胀角△二 20°。
试用FLAC/软件建立单位厚度的计算模型，并进行网格剖分，参数赋值，设定合理的边界条件，利 用FLAC 3D 软件分别计算不同坡角情况下边坡的稳定性，并进行结果分析。
附换算公式：331 kN/m = 100 kg/m剪切弹性模量：图1倾角为30。
的边坡（•单位:、m ））F 图2倾角为45 ’的边坡（单位：m ）9X ---------------------------------------------------1 __________ 109__________图3倾角为60」的边坡（单位：m ）实例分析：1）坡角为30。
时的边坡情况：25.36■4010Q4048.452体积弹性模豊FLAC3D 3.00Se!tif>as: Mcoe< Perspectr/e 16：5O 15 Sal JLH07 2008Center:Elation:X： 5.000^001X： o ooo 丫：Y: 0.000Z 3-OOOe^OOl z：o.oa)D«： 2.77564002Mag.: iAro ： 22.500eerier:Roialion X： 5 (X064001 X： o ooo Y： i.COOe*000 Y: 0.000Z 3.000e.001 Z： 0.000 DiSl：2-775e^ OOMaa，：1Ang: 22500计算代码（模式）new ;开始一个新的分析gen zone brick pO 0 0 0 pl 100 0 0 p2 0 2 0 p3 0 0 40 &size 50 1 10 gen zone brick &;生成下面的矩形，沿x、y、z二房向分为50, 1，10分pO 40 0 40 p1 100 0 40 p2 40 2 40 p3 74.64 0 60 &p4 100 2 40 p5 74.64 2 60 p6 100 0 60 p7 100 2 60 &size 30 1 10；生成上面的梯形，沿X 、y、z二房向分为30，1，10分fix z range z -0.1 0.1fix x range x -0.1 0.1fix x range x 99.9 100.1fix y range y -0.1 0.1fix y range y 1.9 2.1model mohrprop coh=4.2e4 ten=8e5 fric=17；固定模型底面；固定模型左面；固定模型右面；固定模型前面；固定模型后面；库伦摩尔模型；力学参数赋值ini den s=2500set gra=0,0,-9.8prop bulk 8.3e7 shear 3.85e7 ini zvel 0ini xdisp 0 ydisp 0 zdisp 0 plot create slope ；重力设置乂方向初始速度为°X y Z方向初始位移为仓IJ 建一个斜坡添加坐标轴plot add axes plot add block plot show solve fos file slope3dfos.sav associated强度折减法求解FLAC3D 3.0 025701 M 8ei Per spec ttv e22：14 18 sal Jun 07 2006SurfaceM 啣ac ■ O OOOe. 000Velocityf/ ac im im - 4.906e 007Lines ty e图4网格剖分图图5速度矢量图FLAC3D 3.00 Step 2570i Mo<3e< Perspective 22：l7：l7SalJun07 200er L A u u n.uu$top 2S701 M odd Per spectrv e 222036SalJ un 07 2038Cemer: Rotation:XrS OOOe-OOl X： 0.000Y： 1.0004000 Y： 0.000Z： 30006.001 Z： 0830«： 2.77564002 Mag. 1。
爆炸流场的数值模拟与分析研究
爆炸流场的数值模拟与分析研究一、引言爆炸是一种常见但危险的现象。
在很多领域中都能见到其踪影，例如炸药工业、火箭发射和爆炸安全等。
对于这些爆炸事件，我们需要进行数值模拟和分析，以便更好地了解爆炸现象的本质和爆炸流场的特性。
本文就爆炸流场的数值模拟与分析研究展开讨论。
二、爆炸如何发生爆炸通常发生在极短的时间内，具有高度非线性特征，爆炸产生的能量使爆炸物质瞬间加速并释放出大量的气体和其他物质。
这些物质在短时间内释放出来并随着周围的空气形成了爆炸流场。
爆炸流场的特性包括爆轰波、冲击波、反应波、扩散波等，这些波在空气中的传递引起了空气的快速压缩和膨胀，使空气的密度和温度变化迅速。
这些物理变化产生的压力和温度梯度产生的作用力使空气流动甚至出现漩涡和涡旋等复杂流动现象。
三、爆炸流场的数值模拟方法由于爆炸流场是一种具有高度非线性特性的复杂流动场，因此它的数值模拟方法具有一定的难度。
目前，最常用的数值模拟方法是基于计算流体动力学（CFD）的方法。
CFD方法通过对流体力学方程进行数值求解，计算出了空气的密度、速度和压力等物理量的分布情况。
通常采用的数值模拟软件有ANSYS Fluent、Star-CCM+等。
这些软件包括传输方程、方程边界条件、时间推进算法和网格生成等方面的内容，并提供了丰富的后处理功能。
四、数值模拟与分析实例为了更好地了解爆炸流场的数值模拟与分析技术，本文以一例实际应用为例进行介绍。
我国某先进武器试验中，使用了高爆药作为推进剂，炸药爆炸后会产生爆轰波和冲击波等流场特性。
通过数值模拟软件Star-CCM+对爆炸流场进行了数值模拟与分析。
首先需要确定计算模型和边界条件。
在此案例中，采用的是二维轴对称计算模型，边界条件包括药杆位置、U-tube的弹性壳、气流的速度和压力等。
然后，进行数值计算。
数值计算过程主要包括物理模型的选择和参数的设定，通过不断进行参数调整和计算，确定了药杆的爆炸区和气流的流动情况。
厨房火灾数值模拟及分析
6书柜：
依次点击Model→New Obstruction→Geometry，输入数据：
&SLCF QUANTITY='TEMPERATURE', VECTOR=.TRUE., PBX=2.50/
&SLCF QUANTITY='carbon dioxide', VECTOR=.TRUE., PBZ=1.70/
（已经由实验指导老师完成）
4.4建立实体（利用pyrosim2010）：
凳子（见图1）制作步骤：（尺寸是随便输的，与实验的数据可能不一样）
&SURF ID='burner',
COLOR='RED',
HRRPUA=3.0000000E003/
4.3.3.3温度探测器布置
（注：XYZ后的数据分别表示XYZ轴三个方向上参照坐标原点的坐标）
&DEVC ID='HD 1', PROP_ID='Default', XYZ=2.50,3.50,1.70, LATCH=.FALSE./4.3.4温度和二氧化碳“切片”布置
4.2.3基本材料参数的设置
4.2.3.1地毯材料参数设置，
&MATL ID='CARPET_MATL',
SPECIFIC_HEAT=9.00,
CONDUCTIVITY=0.1600,
DENSITY=750.00,
HEAT_OF_COMBUSTION=2.2300000E004,
N_REACTIONS=1,
HEAT_OF_REACTION=2.0000000E003,
fluent 土木案例
fluent 土木案例Fluent土木案例Fluent是一款流体力学模拟软件，可用于模拟各种流体现象，包括空气、水、油等。
在土木工程领域，Fluent可以用于模拟建筑物风荷载、水力学问题等。
本文将介绍一个Fluent在土木工程领域的应用案例。
案例背景：某城市的一座高层建筑在建设过程中出现了风荷载过大的问题。
建筑物位于城市中心，周围有许多高楼大厦，风场非常复杂。
为了解决这个问题，工程师们使用了Fluent进行数值模拟分析。
分析过程：1. 建立模型首先，工程师们需要建立一个建筑物的三维模型。
他们使用了CAD软件绘制了该建筑物的平面图和立面图，并将其导入到Fluent中进行三维重构。
由于该建筑物比较复杂，需要花费一定时间来完成三维重构。
2. 设定边界条件在模型建立完成后，工程师们需要设定边界条件。
由于该建筑物位于城市中心，周围有许多高楼大厦和道路，在设定边界条件时需要考虑这些因素。
工程师们将周围建筑物和道路的影响考虑在内，并设置了适当的边界条件。
3. 进行数值模拟在设定好边界条件后，工程师们开始进行数值模拟。
他们使用了Fluent中的风场模块，对建筑物受到的风荷载进行了模拟分析。
由于该建筑物高度较大，需要考虑不同高度处的风荷载情况。
4. 分析结果经过数值模拟分析，工程师们得出了该建筑物在不同风速下的受力情况。
他们发现，在某些风速下，该建筑物受到的风荷载超过了设计标准，存在安全隐患。
5. 优化方案根据分析结果，工程师们提出了一些优化方案。
他们通过增加建筑物表面的细节设计、改变建筑物形状等方式来减小风荷载。
然后再次使用Fluent进行数值模拟分析，并得出最终方案。
6. 结果验证最后，工程师们对最终方案进行了实验验证，并发现其有效性得到证实。
他们成功地解决了该建筑物在施工过程中遇到的风荷载过大的问题。
总结：通过Fluent的数值模拟分析，工程师们成功地解决了该建筑物在施工过程中遇到的风荷载过大的问题。
Fluent为土木工程领域提供了一种高效、准确、可靠的分析方法，为工程师们提供了有力的帮助。
火力发电厂循环水排水明渠水流数值模拟研究分析实例
火力发电厂循环水排水明渠水流数值模拟研究分析实例摘要:考虑到排水明渠与虹吸井可能受出水口波浪影响，按浪涌对出水口附近水位波动的最不利情况进行排水明渠水流计算，以确定排水明渠与虹吸井高程相关参数及分析排水明渠内水流状态。
关键词:明渠浪涌水流数模分析1. 水文资料电厂海域潮汐特征值如下（基面采用平均海平面MSL）：最低潮位：-1.70 m；最高潮位：2.50 m；水尺零点：-2.35 m。
从潮位过程图线看最大潮差小于3m，半日潮显著。
小潮期全日潮成分强，一天只出现一次涨、落。
定点进行了波浪观测。
测量期间最大波高1.08m，对应周期15秒；有效波高0.328m，周期5.06秒；平均波高0.202m，周期3.57秒。
常浪向为E向，占33.72%；SE向浪占25.78%；S向浪12.78%；SW向浪点8.59%；EN向浪8.07%；少量波浪来自西北和西向。
2. 工程概况本工程规模为2×110MW燃煤发电机组，采用海水冷却直流循环水系统，正常设计工况为一机两泵，单台循环水泵流量为 3.2m3/s。
凝汽器冷却水进入虹吸井后，先经过一段暗沟，再汇入排水明渠，最终由排出口排入大海。
暗沟断面为边长2m正方形，每台机组对应一座虹吸井，虹吸井堰顶标高2.95m，堰上水头3.95m，共有两条暗沟接入明渠，两台机组共用1座排水明渠。
本工程设计总排水流量为12.8 m3/s (46080m3/h)。
设计高水位1.7m (MSL，下同)，常水位±0.0m，设计低水位-1.7m，洪水位2.50m。
根据排水流量和暗沟截面积计算知，暗沟内平均流速可达1.6m/s。
明渠长约500m，其中有一拐弯。
拐角往入海口段长约423m。
除了明渠首、尾端有局部放宽段外，沿程基本为矩形断面，底宽4m，底坡1.6‰，明渠内平均流速可达1.43m/s。
考虑到排水明渠与虹吸井可能受出水口波浪影响，按浪涌对出水口附近水位波动的最不利情况进行排水明渠水流计算，以确定排水明渠与虹吸井高程相关参数及分析排水明渠内水流状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华中科技大学体育馆数值模拟分析6.1分析模型的建立采用有限元软件ANSYS建立该网壳结构有限元分析模型。
整体屋盖结构共计1481个节点，4430个单元，16种截面类型。
建模时，网壳结构主体结构部分（包括主桁架、次桁架、水平支撑和檩条）采用ANSYS的LINK8杆单元建模，两侧翼的主梁、次梁和支承钢管柱均采用BEAM4梁单元，网壳结构屋面下部混凝土支承结构亦采用BEAM4梁单元。
分析时，屋面板、设备管线等荷载等效为节点荷载，施加在结构节点上。
在网壳结构有限元分析中，对于杆件采用的LINK8 3-D Spar单元为三维单元，假设材料为均质等直杆，且在轴向上施加载荷，可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有三个自由度，即沿X、Y和Z坐标轴方向。
该单元具有塑性、蠕变、应力硬化和大变形等功能，能较好的模拟三维空间桁架单元。
对于两侧翼结构和下部支撑体系的柱、梁等结构采用的BEAM4单元是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有三个平动自由度和三个转动自由度，具有应力刚化和大变形功能。
施工过程模拟分析时考虑时，同时考虑温度效应影响，计算时材料假定为理想弹塑性材料。
图6-1 有限元分析模型6.2分析工况选取按照实际施工顺序，将网壳结构屋盖施工过程划分为5个工况进行施工数值模拟，计算温度取为该阶段施工完成时的环境温度。
工况1: 7榀拱形主桁架安装完毕，但临时支撑未撤除，计算温度为温度15℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-2 工况1中屋盖结构平面图图6-3 工况1中屋盖结构立面图工况2: 两侧翼结构安装完毕，完成后拆除其临时支撑，计算温度为8℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-4 工况2中屋盖结构平面图图6-5 工况2中屋盖结构立面图工况3: 次桁架、水平支撑及楼梯安装完毕，临时支撑拆除，计算温度为29℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-6 工况2中屋盖结构平面图图6-7 工况2中屋盖结构立面图工况4: 檩条及设备管线安装完毕，计算温度为41℃；（a）短轴立面（b）长轴立面图6-8 工况2中屋盖结构平面图图6-9 工况2中屋盖结构立面图工况5: 屋面板及保温层等安装完毕，计算温度为16℃。
6.3分析结果图6-10所示为华中科技大学网壳结构屋盖施工过程模拟分析杆件应变云图。
从图中可以看出，在网壳结构施工过程中，受力较大杆件都集中在支座附近。
（a）施工工况1网壳结构杆件应变图（b）施工工况2网壳结构杆件应变图（c）施工工况3网壳结构杆件应变图（d）施工工况4网壳结构杆件应变图图6-10 施工过程中网壳结构杆件应变图7 武汉体育中心体育馆有限元分析7.1空心球节点有限元分析7.1.1分析模型采用有限元软件ANSYS对空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的4节点弹塑性壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移自由度和3个转动自由度，该单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟球节点的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
先对模型分区，杆与球的主体采用映射网格划分法，相贯线处由于边界复杂采用自由划分。
网格划分时通过控制单元边长，并在相贯线附近缩小控制尺寸，从而保证计算精度。
这样，整个模型共分为56681个单元，28243个结点。
加载时，考虑节点的实际受力情况加载，节点支座底部约束所有自由度，各杆上荷载按实际受力比例轴向加载。
计算模型见图43。
图43 空心球节点计算模型分析时考虑了材料非线性和几何非线性。
材料为Q345钢，计算时材料假定为弹塑性材料，服从V on-Mises屈服准则，材料塑性按双线性等向强化考虑，弹性模量E=2.0×105N/mm2，屈服后模量取2%E，fy=370N/mm2。
分析采用增量迭代的方法，将牛顿拉斐逊方法（Newton-Raphson）、线性搜索技术(Line Search)、应用预测(Predictor)、自适应下降(Adaptive Descent)等加速收敛技术有机结合建立非线性平衡求解方法。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
本文不计残余应力和节点区焊缝对节点极限承载力的影响。
7.1.2分析结果在整个加载过程中，除7、8、9三根杆外，杆上应力呈弹性状态，从受荷点至球杆交界处，应力呈比例增长，由于是轴向加载，无偏心影响，杆周应力均匀分布，基本是轴向应力，环向应力很小，其中应力最大点位于最大受力杆与球的交界处。
从计算可知，在设计荷载和检验荷载作用下，除7、8、9三根杆外，其余各杆均未屈服。
而在1.4倍设计荷载下，7、8、9三根杆相贯处和杆底端部分区域屈服。
球面受力状态比较复杂，属于空间受力范畴。
从计算得知，球杆交界处(焊趾附近)应力集中现象比较严重。
在1.5倍设计荷载作用下，8号、9号杆件与空心球体交界处球体出现了局部屈服。
因此，根据上述有限元分析结果，该节点极限承载力可认为是1.5倍设计荷载。
在设计荷载和检验荷载作用下，对应于各杆轴向、支座肋板及索耳板的单向应变计测点应力分析结果见表8所示，对应于杆与球面交汇区及杆相贯处的应变花测点应力结果如表9所示。
节点的等效应力云图如图44~ 45所示。
图44 设计荷载作用下节点的单元等效应力图7.2铸钢节点有限元分析7.2.1分析模型采用有限元软件ANSYS对铸钢空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的SOLID45单元，SOLID45单元为3-D固体结构单元，由八个节点组成。
在单元每一个节点上有三个自由度，即分别沿着三个坐标轴方向。
此单元可以进行塑性、蠕变、应力硬化、大变形以及大应变分析。
能比较好的模拟实体铸钢节点的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
这样，整个模型共分为61530个单元，13097个结点。
分析时考虑了材料非线性和几何非线性，按双线性等向强化考虑，采用V on-Mises 屈服准则。
材料参数取弹性模量E=2.10×105MPa，屈服强度fy=375MPa，屈服后弹性模量取2%E，收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
加载时，考虑节点的实际受力情况，环向索三个方向的线位移均被约束，节点可以做竖向平面内的微小转动。
A1、A2、A3方向上荷载取试验中的荷载值轴向加载，计算模型见图65。
图65 节点计算模型7.2.2分析结果在整个加载过程中，索夹板及索耳板的应力均呈弹性状态，由应力分析图可见应力较大区域出现在索耳板上及叉耳孔周围。
从计算可知，在设计荷载和检验荷载作用下，节点未屈服。
. 在设计荷载和检验荷载作用下单元的等效应力如图65和图66所示。
图65 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图66 检验设计荷载作用下节点的单元等效应力图云阳县G25公路高架桥附录一有限元分析结果工况1下桥梁挠度分析结果工况1下桥梁应变分析结果工况2下桥梁挠度分析结果工况2下桥梁应变分析结果工况3下桥梁挠度分析结果工况3下桥梁应变分析结果工况4下桥梁挠度分析结果工况4下桥梁应变分析结果工况5下桥梁挠度分析结果工况5下桥梁应变分析结果工况6下桥梁挠度分析结果工况6下桥梁应变分析结果工况7下桥梁挠度分析结果工况7下桥梁应变分析结果工况8下桥梁挠度分析结果工况8下桥梁应变分析结果边跨跨中偏载标准荷载下桥梁挠度分析结果边跨跨中偏载标准荷载下桥梁应变分析结果中跨跨中偏载标准荷载下桥梁挠度分析结果中跨跨中偏载标准荷载下桥梁应变分析结果附录二部分试验照片试验桥梁测试工程师正在指挥加载测试工程师正在进行应变测试测试工程师正在进行振动测试安装就位的拾振器8 华中科技大学体育馆有限元分析8.1六杆节点有限元分析8.1.1分析模型采用有限元软件ANSYS对空间节点进行受力性能进行分析。
节点建模采用ANSYS提供的4节点弹塑性壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移自由度和3个转动自由度，该单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟薄壁钢管的受力特性。
划分网格时采用映射划分和自由划分、整体划分和局部加密相结合的方法。
先对模型分区，主管与支管的主体采用映射网格划分法，相贯线处由于边界复杂采用自由划分。
网格划分时通过控制单元边长，并在相贯线附近缩小控制尺寸，使相贯处单元尺寸与主管厚度相当，从而保证计算精度。
这样，整个模型共分为7443个单元，7439个结点。
加载时，考虑节点的实际受力情况，3号主管端三个方向的线位移均被约束，1号主管端加滑动约束并轴向加载，支管均沿轴向加载，各管上荷载按实际受力的比例加载，其中1、3、4、5、6各管所受的荷载比例为：-2.82：-0.61：1：1.42：0.39（负号表示受压力作用）。
计算模型见图40。
图40六杆节点计算模型分析时考虑了材料非线性和几何非线性。
材料为Q345钢，计算时材料假定为理想弹塑性材料，服从V on-Mises屈服准则，材料塑性按双线性等向强化考虑，材料参数取材性试验得到的数值，E=1.99×105N/mm2，fy=369N/mm2。
分析采用增量迭代的方法，将牛顿拉斐逊方法（Newton-Raphson）、线性搜索技术(Line Search)、应用预测(Predictor)、自适应下降(Adaptive Descent)等加速收敛技术有机结合建立非线性平衡求解方法。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
图41 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图42 检验荷载作用下节点的单元等效应力图8.2四杆节点有限元分析8.2.1分析模型用有限元软件ANSYS对该支座节点的受力性能和变形特征进行了弹塑性分析并得出其极限承载力。
由于该球体壁厚和球径之比在工程薄壳范围内，故采用四边形弹塑性板壳单元，每个节点有6个自由度，包括3个线位移和3个转动自由度，这种单元具有大挠度小应变的特点，能比较好的模拟薄壁钢管及薄壁球壳的的受力特性，分析时考虑了材料非线性和几何非线性，按双线性等向强化考虑，采用V on-Mises屈服准则，并用增量变刚度法进行迭代计算。
同时为了准确反应球管交界处的应力集中情况，在球管交界处细分了网格.轴向力平均的分配给各个节点，形成单元结点荷载。
材料参数取材性试验得到的数值，E=1.99×105MPa，fy=381MPa。
收敛准则为位移及不平衡节点力收敛准则。
本文不计残余应力和节点区焊缝对节点极限承载力的影响。
图53为该节点的计算模型。
图53 节点计算模型图54 设计荷载作用下节点的单元等效应力图图55 检验载作用下节点的单元等效应力图5 华中科技大学体育馆斜柱有限元仿真分析5.1 模型参数斜柱支承体系在屋盖施工过程是一个整体受力体系，但不是均匀受力；在屋盖施工的不同阶段，各主桁架拱上的荷载不同造成了各支承斜柱的受力情况有差异；另外由于屋盖主桁架拱支座在支承斜柱上的定位误差，以及施工期屋盖钢结构由于温差产生变形，斜柱不再是轴心受压，整个支承体系协调变形，因此需要对斜柱支承体系整体分析。