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[结构分析] 结构相关仿真问题答疑专用帖

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发表于 2014-9-28 20:10:14 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-28 21:12 编辑

在SIMWE注册已经有几年了,也在论坛里学到了不少东西,虽然我会去很多版块转悠,但对WB版块还是有着很深的感情。
开门见山,近期我发现很多人提问,回答的并不多,正好最近自己有些时间,所以想开设这么个帖子,专门回答大家的问题。

我阐明下开贴的几个原因:
1 最近几次来WB版块,感觉有些死气沉沉,让人兴奋的帖子越来越少;
2 居然还有人在这里打广告,培训些简单的东西,收费那么高,关键是这样的大师对别人的提问却置之不理,这哪里是一个CAEer的态度;
3 教学相长,也希望顺便留点东西给所有来WB坛子里逛的人。

此外,给提问者提几个要求:
1 请尽量把问题描述得清楚一些,比如关于实例应用的问题,最好把问题的由来、分析目标和分析思路都进行一下描述,尽量增加图片说明。你如果偷懒了,怎么能得到勤奋的答案呢?
2 为了节约楼层,请大家尽量减少无效的楼层,尽量等一个问题有了比较完整的回答和讨论后,再进行下一个问题。
3 提问时,最好给出一个合适的标题,回帖尽量注明是针对哪个问题的问答和补充。

另外,限于个人能力,我仅限于回答结构相关的问题,当然可以不限于WB软件,其他一些主流软件也可以的,对于多物理场问题、转子动力学问题,就难以答复了。

下面,我就下午别人问我的一个问题为例,做下示范:

Q1:装配体自由模态分析中前六阶不全为零,装配体中的接触怎么考虑。



来自群组: Ansys专区

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 楼主| 发表于 2014-10-15 14:57:55 | 显示全部楼层 来自 中国
Simdroid开发平台
本帖最后由 empty4585 于 2014-10-15 15:05 编辑
眼前烟雾 发表于 2014-10-13 20:32
用第一种方法就不用保留螺栓、螺母、螺钉了是吧?那该选择哪几个面创建beam呢?我目前处理方法使用孔边做 ...


A7_2:
     其实没有特别固定的方法来模拟,很多时候如何取舍与你的习惯和目的有关。第一种方法,螺栓一般会简化成梁单元,螺母、螺帽留下不留下都可以,留下,则会较好的保留gasket区域的刚度表达;祛除掉,则会省去一些分网,建立接触的步骤,简化流程。所以并没有什么绝对的做法,你需要弄清楚各种方法的本质和出发点,当然这需要一些积累和实践验证。
       为了给你形象地描述一下,我仓促地做了一个螺栓分析的模型,比较粗略,主要展示下几种简化办法的思路,并简单进行了比较。
       两块钢板,用M14的螺栓紧固连接,预紧力50KN,预紧完成后,钢板承受法向50KN的拉力,使其相向分离。
       三种简化思路:
      1、采用上面所说的用contact中的 bolt thread,全部使用实体单元solid186模拟;
      2、将螺栓简化为beam188,两端端点与对应区域采用contact(mpc)连接;   
      3、直接去掉螺栓,用更为省事的 connection>beam 来连接被连接件相应区域。

      注意:
      1、由于第3种办法无法施加 bolt pretension (也许可以,我暂时没有仔细研究),我对第2、3种办法单独计算了无预紧,而直接承受50KN法向拉力的情况,以比对2、3种方法的差别。
      2、为加快速度,网格较为粗糙,因此在螺杆法向应力等等的应力等值线并不平滑,正式应用时应保证网格足够。

      结果如下图,比较数据见下表:

工况1:预紧力50KN   工况2:预紧后拉力50KN    工况3:直接施加拉力50KN
位移/mm螺栓轴向应力/mpa母材孔边应力/mpa位移  螺栓轴向应力母材孔边应力 位移   螺栓轴向  母材孔边应力
10.0737320.5-329 0.4718 950///
20.0461325 0.5026 930.350.569150000930.24
3//////0.570750000942.45


      由此可以给出指导意见:
      如果并不十分关心螺栓本身,而整体结构较螺栓区域又大很多,则推荐采用第3种方法等效模拟螺栓。

      !!时间仓促,附件模型难免有纰漏和考虑不周之处,如有发现,尽管指出。


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 楼主| 发表于 2014-9-28 21:31:49 | 显示全部楼层 来自 广东
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-28 21:43 编辑

A1:
关于自由模态,是与约束模态相对应的,一般是指无约束、无阻尼的特征值实模态分析。
一般而言,自由模态,前六阶固有频率为0,或为极小值(ansys求解器下通常4-6阶是这样),振型表现出刚体位移模式,即dx dy dz、rx ry rz (2D单元一般前三阶为0)。

由于Modal模块是特征值模态,所有非线性性征都会被忽略掉。对于装配体而言,接触关系一般是不建议在模态分析中使用的。因为接触本身就存在较强的非线性,即便是bonded这类所谓的线性接触,如果是基于一般的罚函数法,也是相当于在接触面间施加了一组弹簧,从而控制接触状态的变化。
而模态分析中,都是以接触初始状态为准,进行分析的。所以在以往的装配体模态分析中,尤其对于紧固件而言,一般是由概念单元或约束方程来代替接触,从而表达零件间的连接关系的,这样给予的状态是相对稳定的。
因此,ansys中,连接关系的表达对于模态分析的稳定性大致排序或优先级如下:
共节点 > CP > CE > contact
几种方式各有各的适用场合和优缺点,也要根据实际情况选择使用。

网格质量对于模态分析的影响是比较小的,除非有质量很差的网格或者采用了单元算法适应型较低的单元(这一点在WB中几乎不会出现,因为WB默认的单元类型都是现今有限元界比较先进和完备的单元)。
!!这里回答下伤心的小夜的评论,abaqus里C3D8R是比较低级的实体单元,线性位移模式,缩减积分,所以加密网格会改善误差,但仍会因为剪切锁定的存在使得切向刚度加大,造成模态失真。因此选择C3D8I会好许多。而WB中,默认的是solid186,精度是有保障的,在此前提下,网格质量的影响会小很多。

所以对于上例,由于存在接触关系,所以我们首先会针对接触关系进行考核。
原本的例子中,接触关系采用了bonded,而算法是program control。这就是很大的隐患,比如前三阶振型就进入了ghost模式。不是说program control下选择的 增广拉格朗日法 就不能计算模态,而是它的稳定性不高,尤其是对于一些网格较差的情况,其接触面单元质量也很差的时候。
所以我改成了MPC算法,相对稳定的一种算法。
结果如下:

可见固有频率和振型都比较符合预期效果,而具体的精度还要再从其他方面考量,与试验相对应。





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 楼主| 发表于 2014-9-28 21:24:45 | 显示全部楼层 来自 广东
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-28 21:42 编辑

Q1 装配体自由模态分析中前六阶不全为零,装配体中的接触怎么考虑?

一个装配体,已略去了连接螺栓,而用接触关系表达其各个body间的连接关系。接触关系设置为bonded。

从固有频率可见,前六阶不全为0,而且振型也非常诡异。这种情况,该怎么解决呢?

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发表于 2014-9-28 23:13:14 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
楼主好人啊,那我就接着问一个这几天困扰我的问题。
Q2:怎么调整模型的视角,以方便截图。手动旋转一般不会对齐,导致边缘呈现锯齿状,而默认的视角,我只会通过右下角的坐标系进行调整,只有三个,请问怎么解决,谢谢。
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 楼主| 发表于 2014-9-29 10:03:48 | 显示全部楼层 来自 中国
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-29 11:10 编辑

A2:

对于视角的调整,其实没什么太多技巧,一方面看你的个人习惯,一方面根据结果需求而定,做的多了,用的多了,自然就会熟悉。
你所说的应该是Mechanical 这类窗口下的视图吧,我依据个人的经验,给你点参考吧:

1 WB中的视角算是做的不错的,你在主窗口右键就会看到: view > front/back/.../bottom 这么六个基本正视视角,也可以查看ISO视图,这个看你的习惯了,其实你只有旋转和平移好到一定的位置,就可以了。

2 你可以结合section plane 或者对不关心的body进行隐藏等等一些操作,查看你最关心的部分。此外,多点右键,去发掘一些你没用到的功能,结合起来使用,WB这点做的很好,是右键菜单式的,你找不到的功能,大部分右键就会提示出来。

3 此外,也有人习惯使用“look at”功能,就是选好一个特征(线、面、体)(选好特征后,右键或在快捷菜单栏,屏幕最上面可以找到这个功能),线应该是沿轴向查看,面是沿法向查看,一般选面,沿法向查看的多。

4 你的显卡不好,也会影响显示效果,不知道你用的什么版本,低版本的WB显示效果不如最新版本的。

此外,给你一张图,视图的快捷键,建议你尽量熟悉这个图,用熟了是很方便的。
视角没什么,后处理水平的高低才是关键。

to 机械大象: 你可以把“Q2:。。。。”字体加红,字号选4,这样明显一些。


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发表于 2014-9-29 10:12:24 | 显示全部楼层 来自 陕西
楼主帮忙看看这个帖子的问题
http://forum.simwe.com/thread-1110319-1-1.html
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 楼主| 发表于 2014-9-29 10:52:54 | 显示全部楼层 来自 中国
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-29 11:18 编辑

A3:
meiszp,你的帖子,我大概看了一下。
你所设置的接触关系,应该是上下两端bonded,其余部分frictional;然后下端固定,上端受拉。
好了,废话不多说,针对你的具体问题,我试着回答一下吧:
1 你首先得弄明白一个问题,那就是理论计算出来的应力是什么?
   930kn/Pi*24^2 = 514 Mpa 是螺栓断面的名义应力,也就是平均的拉应力。

2 你所给出的EQV云图中,螺杆根部和螺栓末端牙根是最大应力区,这也没错,不过你算的结果,螺栓末端牙根区域不对,应该在螺母的部分,当然这是由于你的简化方式造成的,也没什么。
   直接说你的问题吧,你看看螺栓中段(见下图红色线框区域),大致的VM应力是不是500左右。而且如果你要与理论对应,这里不该查看VM,应该查看normal stress,沿螺杆轴向。也就是看看拉应力,你可以取个 surface,看看断面,也可以就直接看这个body的 NS(axial),NS应该会比VM大一点(我没有仔细想找个受力状态,只是感觉了下),应该能和514 基本对的上(因为你的网格应该足够了,看VM云图还算不错)。

3 说点额外话,不知道你这样研究螺栓的目的是什么? 这种简化方式本身存在较大误差,我暂时没想出有多大意义。。。如果你是专门研究螺栓的,应该把螺纹都表达出来,因为螺栓的高危区域主要就是牙型根部(见我做过的一个案例图示),然后研究其微观疲劳,但这个计算量很大,除非一些特殊构件和行业,否则没多大意义;Permas**定的螺栓模块,可以不必建立螺纹特征,即完成双向摩擦效果,能够比较接近地表达出螺栓的实际应力状态(ansys 15.0好像也添加了类似的功能,但我还没有尝试过);不过一般工程中是用概念单元代替的多,然后用工程法校核。

4 建议你加个问题的标题:
   Q3,螺栓预紧后螺栓应力与理论如何吻合的问题

不知道有没有解决你的问题,没有的话,可以追问。




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直接回复六楼他就可以收到一个被回复的提醒  发表于 2014-9-29 13:01
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发表于 2014-9-29 13:36:12 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
empty4585 发表于 2014-9-29 10:52
A3:
meiszp,你的帖子,我大概看了一下。
你所设置的接触关系,应该是上下两端bonded,其余部分frictional ...

接触设置我试过好多种方法,全部使用frictional的。图上的设置是,螺栓和螺母bonded,两个垫圈分别和L板bonded。
2.螺栓末端的最大应力区出现在螺母下方,我也知道不对,但就是不知道为什么。
3.这个模型螺栓和L板都是关注的对象,但螺纹可以不表达。
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 楼主| 发表于 2014-9-29 14:00:57 | 显示全部楼层 来自 中国
meiszp 发表于 2014-9-29 13:36
接触设置我试过好多种方法,全部使用frictional的。图上的设置是,螺栓和螺母bonded,两个垫圈分别和L板b ...

A3_2:
    首先,我上面回复你的问题,不知道你尝试了没有,是否还有疑问?
    下面,我针对你追问的问题,尝试回答一下:
1  如果你将螺杆和螺母boned了,这就类似两端都是卡死的,螺母下方也会类似螺栓顶部的螺帽处出现高应力区。你想要更加合理的表达出螺栓受拉后的应力场,最好是表达出螺纹特征,当然由于太麻烦了,并不划算。你可以尝试下 AWB新增加的 螺栓分析 模块,这个我没用过,没法提供给你更多参考,你可以自己找找资料。因为,螺栓真正起作用的,就是螺母和螺杆相接触地方的那几个牙型,由于自锁而形成的高应力。

2 关心螺栓,也要看你关心到什么程度,或者说你为什么关心它呢? 它是否是这个结构中最先发生破坏的地方呢?如果是,打算以什么方式来解决呢?
   L型板的应力云图没有看到,不好说是否合理了。
   但是你这个L型板设计的很奇怪啊,不知道你是怎么简化的。
   还有就是,有M48这么大的螺栓吗? 我印象中M39已经是标准中最大的了。

3 首先你要确定一个判定的机理,比如你打算按第四强度理论来校核,这是可以的。但螺栓呢,实际上螺栓的局部会进入塑性,而你对螺栓的判定该怎么考虑呢?
   我建议:
   1)L型板按线弹性、第四强度理论校核,注意应力集中位置;
   2)螺栓,也按应力强度校核,但是是以螺杆上均匀分布部分的应力区域为准,可以按许用屈服应力/安全系数来校核,也可以按照 螺栓保证载荷/公称面积/安全系数 =许用应力 来校核。 因为你现在的模型,查看螺杆上红色应力区域时无谓的,而且你选择的是双线性理想塑性本构,应力场的表达失真严重,你可以看看应变,再从新考量。

    总之,分析前先建立一个说得通的判定流程,有始有终,至少要先自圆其说吧。

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发表于 2014-9-30 14:43:55 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 bensonhjx_86 于 2014-9-30 14:56 编辑




楼主你好,想请教个问题~~
我的题目是研究模块建筑的结构受力,也即是把一个个“盒子”像堆砌积木的形式搭建,预设想模块与模块之间是用高强度螺栓的方式连接。
那么当我用抽壳操作建出两个相连的中空的长方体(设单个长方体为3m*3m*6m, 设厚度80mm)并在其接触面的四角开了四个螺孔(实际会比这个多,但想先试验这个模式,所以暂设四个)之后我该如何操作去定义其螺栓式的连接呢?

我需要在四个螺孔中再画出螺杆和螺母,然后让螺母与长方体的接触定义为bonded吗?那么螺杆与螺孔的接触又该定义什么才能比较准确呢?





我主要的重点是研究模块与模块之间和其整体的受力和稳定,希望楼主给予指点,十分感谢!!~

补充一个问题:我被要求这种连接可以有一个stiffness parameter可以调节来分析,请问这个该怎么实现呢?先谢谢楼主!


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 楼主| 发表于 2014-9-30 15:02:54 | 显示全部楼层 来自 中国
本帖最后由 empty4585 于 2014-9-30 15:05 编辑
bensonhjx_86 发表于 2014-9-30 14:43
楼主你好,想请教个问题~~
我的题目是研究模块建筑的结构受力,也即是把一个个“盒子”像堆砌积木的形 ...


A4:

       首先根据问题中所示的结构特征(宽厚比),我会先选择用shell单元来模拟集装箱母体,考虑提问者主要关心的是多个集装箱结构组合起来以后,在一定荷载下的稳态响应,所以对于螺栓本身的细节强度并不关注,但会在意螺栓的选型是否合理,因此对于螺栓的校核,适合采用工程法结合起来进行考量。

       要声明的是,不是说所有的结构表达得越细致就越好,细致的同时带来的是处理的繁琐以及计算难度的加大,如果驾驭不好,反而适得其反,使得结果的参考价值大大减弱。正如这个问题,如果你建立螺栓整体特征,就需要建立多种接触对,这显然比较费时,而得到的结果不一定理想,而你也不一定就希望考察这些因素。

      

       好了,直接说下这个问题上,我的思路:      

       1、建模,处理集装箱体位surface body,赋予shell单元(WB中默认是shell181)

       2、通用前处理就不说了,集装箱间如果需要建立接触,就做成frictional或frictionless(接触中需要把考虑shell thickness的选型选上,针对contact单元的K11),不要bonded。

       3、关键一步是,用connection> beam 代替螺栓建模,即用连接关系完成螺栓的作用。 这里的beam 实际上一根梁单元,它的两端分别和被选择的特征建立了Remote 技术。beam 的半径选择你已知的螺栓半径就好。

       4、然后也不必多说了,加载求解,后处理。

      注:
      1)由于建模匆忙,并未在意网格,所以VM云图不是很好,实际分析时应加强螺栓孔的网格,增加washer等等方法;
      2)此方法适用于关注母体结构,对于螺栓本身采用工程法校核,实际上这种办法也是最高效的。如果非常关注螺栓,则要从新审视了,篇幅关系,这里不再赘述。



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 楼主| 发表于 2014-9-30 15:12:50 | 显示全部楼层 来自 中国
bensonhjx_86 发表于 2014-9-30 14:43
楼主你好,想请教个问题~~
我的题目是研究模块建筑的结构受力,也即是把一个个“盒子”像堆砌积木的形式 ...

A4_2:
    对于你所说的stiffness parameters,我不是很清楚具体指的什么。是不是有以下几种途径来实现整体结构刚度的变化:
      1、通过改变连接的紧固程度,实现集装箱体整体刚度的改变,也就是改变螺栓的预紧效果或螺栓型号;
      2、改变集装箱的材料属性;
      3、改变集装箱之间的接触情况,增加减震装置,阻尼器之类的东西等等。
      总之,具体的结构,和真实中能如何实现只有你更清楚,你得先自己搞清楚了,才能在分析时对应起来。
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发表于 2014-9-30 19:00:10 | 显示全部楼层 来自 江苏苏州
楼主,你好,我有两个问题麻烦给看一下,以前问了,但是没人回答
http://forum.simwe.com/thread-1099209-1-1.html

http://forum.simwe.com/thread-1103885-1-1.html

非常感谢!!!
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发表于 2014-10-8 13:51:17 | 显示全部楼层 来自 江苏盐城
本帖最后由 WXD9017 于 2014-10-8 14:48 编辑

关于压力容器中的塔式容器的地震载荷和风载荷的施加问题,我已在本版块搜索过,没找到明确说明,所以想在这里请empty4585老师就地震和风载荷的施加给予指导。谢谢了!
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发表于 2014-10-9 08:11:40 来自手机 | 显示全部楼层 来自 广东
楼主,帮忙解答下这个问题,在简化装配体中,遇到螺钉、螺栓连接处,该怎么简化,接触怎么定义呢?主要是空调外机的,螺栓连接一般是铆接螺母。谢谢!
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 楼主| 发表于 2014-10-10 11:58:33 | 显示全部楼层 来自 北京
伤心的小夜 发表于 2014-9-30 19:00
楼主,你好,我有两个问题麻烦给看一下,以前问了,但是没人回答
http://forum.simwe.com/thread-1099209-1 ...

A5:
一:关于流固耦合计算湿模态的问题
      由于油液晃动问题不是我擅长的范围,所以暂时不能解答你的问题。

二:关于梁壳接触及接触对向导问题
       1. shl/shl 的问题
       这个问题我之前也注意到过,你可能没有仔细查看帮助中的说明。
       help中有这样一段说明:
     KEYOPT(5)DOF set to be used in internally-generated multipoint constraints (MPCs), with the MPC algorithm and no separation or bonded behavior (KEYOPT(2) = 2 and KEYOPT(12) = 4, 5, or 6 on the contact element). Note that this key option is not used for surface-based constraints.      
      2 -- Shell-shell constraint (both translational and rotational DOFs are constrained independently). Also used with penalty based shell-shell assembly (KEYOPT(2) = 0 or 1 and KEYOPT(12) = 5 or 6 on the contact element);         也就是说,当你做beam-shell 之间接触时,node-to-surface ,设置了contact单元的 K2 = 1 & K12 = 5,符合上述条件。
        也只有此时设置了 TARGE170 的 K5 =2 ,才能将六个自由度(当然shell的法向转动是虚自由度)完全耦合上。
        因此,你如果不设置 K5=2,则会出现计算错误,导致约束不足,刚体位移。你当初可能是纠结于 字面意思 了。

        2. contact wizard 中flexible的问题
       由于没有拿到你的具体模型,这个问题还很难正面回答。
       给你一些参考吧:
       1)接触向导建立接触时,需要有部分结构线划分网格的,也就是说未划分网格的部分可以作为rigid体来对待。
       2)node-to-surface 建立时,面要作为target,点作为contact选择。
             一般来说,flexible总是可选的,而且你应该已经对面和线都划分了网格,之所以为什么出现你所说的情况,可能还要看过你的模型后,才能找出具体原因。

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 楼主| 发表于 2014-10-10 13:43:52 | 显示全部楼层 来自 北京
WXD9017 发表于 2014-10-8 13:51
关于压力容器中的塔式容器的地震载荷和风载荷的施加问题,我已在本版块搜索过,没找到明确说明,所以想在这 ...

A6:
       首先我不是专业搞压力容器的,对压力容器的相关规范不是特别熟悉;再者你问的问题比较宽泛,不知道你具体关心什么,
所以我仅能提供给你一些经验作为参考:
1,从两种载荷本身而言,都可以按照三种形式考虑:
      
1) 静力形式
       这个比较简单,也就是说:
       地震载荷一般会以最大加速度acceleration的形式施加(通常考虑水平方向的,垂直方向的考虑较少);
       风载荷一般按照压力pressure的形式加载,如果塔式容器的高度和直径都比较大,通常还要考虑压力的变化p=f(theta, z);
       关于两种载荷的计算,在JB/T4710-2005《钢制塔式容器》中有比较明确的规定。
       ASME-viii中也提到,地震和风一般不会同时加载的,而且载荷系数均为1.2(即提高许用应力1.2倍,也有做载荷组合时,给出载荷放大系数0.83的)。
      此外,万水的那本书,栾春远写的,好像叫《压力容器ansys分析。。》里面也提到了两种载荷,是按照俄标来的,但其实和JB/T4710 类似,你可以看一看。
      
2)反应谱形式
       地震反应谱分析现在是很常见的一种分析了:
       a. 设计反应谱在很多规范中都有,你可以参考GB50011-2001《建筑抗震设计规范》,根据场地等情况作出这个反应谱,然后做谱分析。
       b. 试验反应谱是通过试验得到或某些真实地震记录下来的数据,如果你有,那可在其适用的范围内使用。
       风载也可以做反应谱,但需要有对应的试验数据以提供(或者做流场分析,获取时域反应再转频域)。

3)瞬态动力形式
      现在有很多人开始热衷于做时域的动力响应。
      当然,如果你有对应的输入数据,就是一定时间内的激励变化,可以这么做,虽然耗时耗力,但是是最精确的。
      你可以参考下《ANSYS在机械与化工装备中的应用》这本书,里面有一章,专门讲了塔式的风载和地震载荷动力响应,我就不在这里赘述了。

2. 塔式容器强度校核问题
     不知道你计算塔式容器的主要目的和用途是什么。压力容器作为一个特殊的制造行业,是有大量设计和分析规范作参考的,典型的来说:
     常规设计一般参考GB150 和 ASME-VIII-1;分析设计一般参考JB4732 和 ASME-VIII-2,两者的区别有很多人讨论,你可以自己百度下。
     具体的校核方法(应力分类评定法、极限载荷法等),我也不在这里赘述了,你可以去ASME-VIII-2中查看相关章节,说得非常详细。

     一般来说,行业内进行设计和分析都是严格按照规范走的,超出规范的部分会做很慎重的应力应变评估。
     1)按照规范走的话,这两种载荷一般处理成静力形式,你可以综合考虑内压、自重、风载、地震载荷、雪载等等,分别做成单独工况,在ansys中再进行solution combination叠加,考虑相应的载荷放大系数。
     2)如果你是学生,搞搞研究,想做动力分析,可以用design assessment模块,来分别考核地震反应谱分析结果和风载结果,然后进行工况叠加。至于时域动力,那就要分别考察了。

       大致写这些,时间关系,不再赘述了,压力容器的分析,还是先熟读规范为主吧。
   


      

      

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 楼主| 发表于 2014-10-10 14:09:09 | 显示全部楼层 来自 北京
本帖最后由 empty4585 于 2014-10-10 14:19 编辑
眼前烟雾 发表于 2014-10-9 08:11
楼主,帮忙解答下这个问题,在简化装配体中,遇到螺钉、螺栓连接处,该怎么简化,接触怎么定义呢?主要是空 ...


A7:
       一般来说,我们对于螺栓、螺钉这类紧固件连接的处理是这样几种思路:
       1. 宏观尺度:概念单元
       螺栓主要其紧固连接作用,由于其作用区域附近的应力场比较复杂,所以大多数情况下并不是数值分析的重点考察对象,而以关注整体结构和局部结构突变为主。这时候,螺栓都会进行简化处理,在经典ansys和很多软件中,一般是用梁代替螺杆,两端做刚性区域设置,如有预紧力,可以通过降温法、预应力单元(prets179)、渗透法(这些方法你如果感兴趣,就百度下)等等以达到紧固作用。分析完成后,会提取梁单元的内力,和对应规范结合进行工程法校核。在WB中,可以通过connection>beam的方式更为快捷的达到这个目的,我就不多说了,你可以参考下上面bensonhjx_86 的问题。

       2.微观尺度:细节特征建模
       对于一些特殊结构,螺栓可能是很关键的零件,此时对螺栓强度要求很高,可以进行细节分析,这时候需要建出螺纹特征,然后建立相应接触对,按照真实情况加载分析。此时算出来的结果最为真实,应力分布更加细致,对于后续弹塑性分析和疲劳分析都适用。

       3.中尺度:利用特殊的接触模块近似还原细节特征
       这个功能,以前我在permas中用过,现在ansys WB15.0 中也有了这个功能,具体的我不多说了,你可以在help中搜索 bolt thread,会有一些资料供你参考。这种建模方式省去了对细节特征的建模和分网。但也能近似表达出螺纹受力的效果。你可以看看下面我贴出的图,理解一下。

      我建议你采用第一种建模简化方式即可。


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发表于 2014-10-13 20:32:27 来自手机 | 显示全部楼层 来自 广东广州
empty4585 发表于 2014-10-10 14:09
A7:
       一般来说,我们对于螺栓、螺钉这类紧固件连接的处理是这样几种思路:
       1. 宏观尺度: ...

用第一种方法就不用保留螺栓、螺母、螺钉了是吧?那该选择哪几个面创建beam呢?我目前处理方法使用孔边做绑定,经常接触不对。谢谢!
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