ANSYS在力学中的应用

山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版●应用技术ANSYS在力学中的应用芦保国太原理工大学轻纺工程与美术学院)摘要文章介绍了 ANSYS在力学中的应用尤其是在机械和建筑方面的应用。最后得出结论: ANSYS大有推广应用的价值。关键词: ANSYS学应用中图分类号TB126文献标识码:A文章编号:1004-642920064-0105-02ANSYS是由美国 ANSYS公司开发的大型有限元分析软顶部形心沿X方向和γ方向上在不同地震波作用下的弹塑件集成了力学、热学、电学、声学、流体力学等多个模块。最新性位移反应几何尺寸如图1所示。将整体结构分为14条,每版本 ANSYS10.0现已问世延续了强大的耦合场技术加入了条又分为5段沿板厚方向将筒璧分为20层边界条件为结构旋转机械和叶片设计工具增加了旋转机楲的陀螺效应。在流下端固定、上端自由兵=0.05。使用 ANSYS进行有限元划分体动力学领域增加了只有预测层流向湍流转捩的功能。广泛该结构共被分成8712个八节点的空间实体单元,共计13593应用于航空航天、汽车、电子电气、国防军工、铁路、造船、石油个节点。读取加速度数值的时间步长为0.02s计算结果如图2化工、能源电力、建筑工程、生物医学等各个领域。现介绍其在所示。另外 ANSYS还给出了结构的第一自振圆频率力学中的应用1=5.7486/s,a2=9.0708/s1 ANSYS在建筑工程中的应用将使用阶段的结构作为受力分析对象是目前结构设计的常规做法结果使得结构的最终內力、变位等与施工无关这不符合工程实际。而现行的结构工程内力有限元法并没有提供相应的公式来解决这个问题。薛娜利用主从单元法一有限元耦合法对结构施工内力进行几何非线性分次性建立整体结构有限元模型然后利用 ANSYS的单元生死技术生成Im与各施工阶段结构体系对应的空间有限元模型进行数值分析8■101计算表明几何非线性对大跨度结构施工内力影响较大故实际施工中应该考虑其几何非线性影响。-30m祝兵等采用沿结构横向离散化、沿结构高度方向取为三次a平面图b)立面图B样条函数的壳条单元的方法研究了一钢筋混凝土简体结构图1筒体结构图16本文本文12ANSYSANSYS√V时间(s)时间(s)mYH中国煤化工CNMH小小单元是解决结构动力问题作者简介:芦保国男,1965年出生,1988年毕业于太原工的简便有效的方法。与常规的有限元法相比具有单元划分简业大学,讲师在读硕士030600晋中市榆次区单、未知量少、保证精度等优点;与其他有限条相比又具有解的收稿日期2006-03-17波动性小,可以灵活地处理结构的位移边界条件,避免了结构山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版底部剪应力为零的不合理现象出现的特点。机架。因为结构比较复杂,采用20节点的三维实体单元张向东等利用 ANSYS的体元粘结功能模拟土体分层非均 SOLID95进行剖分模型共划分14407个单元23649个节点质的特性同时假设群桩体系影响范围研究了群桩基础设计如图4。机架的材质为HI5-33,其弹性模量为120GPa、泊松中承台与土体相互作用的机理建立模型如图3所示。假设群比为0.25。机架受力情况为桩带承台结构影响范围分别是深度H=2以(L为桩长)平面曲轴传给机架的力按均布荷载尺寸D1=3B1、D2=3B、B1,B2为承台的宽和长)根据实际加在两条直线上,螺母对机架情况将计算模型划分为若干土层,每层施以不同的土体参数。的压力和剪切力通过下刃台传除顶面外其余5个面均采用 ANSYS中的面上全约束从而可递给底座的压力都按均布荷载依次计∫I严I門I門各元素。并具体计算了辽宁工施加。由于机架底座用螺栓固程技术大学实验馆基础工程通过分析计算最终解得承台底土定在地基上,不产生移动和转的荷载分担比约为17%,对今后大型建筑物设计具有很好的动按全约束处理机架沿z方指导意义。向左右对称,所以对称断面的魏德敏等应用 ANSYS进D=3B3Z方向的位移被约束。计算表行了薄膜结构的找形分析和明机架的危险点位于传动侧立荷载分析。张拉结构受力后柱与下刃台的连接处,对今后将产生较大的位移,因此需机架结构改造提供了重要指采用非线性理论。分析了影导而且机架应力实测值与有响找形结果的四种因素:网限元分析值比较接近,证明该图4有限元模型网图格划分优劣、初始弹性模量有限元分析是合理和可行的选取、膜的初始预张力、边索任学平等基于蠕变理论用 ANSYS作为计算平台建立了和脊索的初张力及其比值复合结构炉壳的蠕变变形计箅模型。首先将炉壳从炉体中单通过工程实例的计算分析发现由于膜结构找形中建筑图3ANS中的计算模型独抽出作为独立对象,考虑炉壳温度不均对蠕变分析的影响利用有限元分析的多物理场耦合功能将得到的炉壳温度场耦外形和边界条件旳限制具有极小曲面性质的初始平衡形状较合到炉壳蠕变分析模型上将炉衬对炉壳內壁的接触正压力作难找到,一般只能让应力分布尽可能均匀把应力的最大最小为边界条件加入到炉壳蠕变分析模型上。为降低试验成本采值差别控制在一定范围内。在荷载作用下膜结构的竖向位移用 ANSYS提供的退火后21/4C~-M低合金钢蠕变模型代替比较大风吸力通常是索膜设计的控制因素炉壳材料的蠕变模型。计算结果表明炉身直线段下边的蠕王燕等推导了半刚接钢框架的动力有限元建立了具有不量大于上边的蠕变量托圈下表面对应炉先的蠕变量大于上表同节点初始刚度的半刚接多层钢框架及相应刚性框架的计算面对应炉壳的蠕变量。在一年总的蠕变变形量中前三个月的模型。采用 ANSYS软件进行数值模拟分析研究了节点刚度蠕变变形量占较大份额与实测较为吻合。对结构自振频率的影响,以及结构在谐振荷载作用下的响应限于篇幅无法列举其全部功能,但仅从上述简单介绍中对地震波激励下的结构进行了时程分析。分析结果表明半刚也可管中窥豹感受其强大功能。所以无论在教学方面还是接框架节点的柔性对结构频率产生较大的影响,节点柔性越工程应用方面都大有推广应用的价值。大、结构自振频率降低也越大,结构的抗震设计应考虑节点柔参考文献性的影响泮刚接钢框架顶点位移和柱底剪力时程曲线在地震[1]薛娜施工内力几何非线性分杌C]力学与工程M]波激励时间內表现岀良好的稳定性柔性连接可以代替刚性节北京知识产权出版社2005点用于抗震区的钢框架设计中[2]祝兵夏逸鸣刚筋混凝土筒体结构弹塑性地震反应的2 ANSYS在机械工程中的应用三次B样条分杌C].力学与工租M].北京知识产权出赵罘等以Gγ902A型电脑刺绣机的主横梁作为研究对象反社200利用 ANSYS进行有限元分析。为了得到尽可能高的计算精[3]张向东李永靖,赵伟.群桩作用机理的数值研究[J]度有限元建模采用三维10节点结构单元对细微结构在不影力学与实践20051)响计算精度的祭件下做了适当简化,共有10435个单元、[4]魏德敏戴维荧.张拉膜结构的有限元分杬J].力学与实20020个结点。通过计算得1阶固有频率为56.746Hz,阶振践20051)型为横梁的前后振动其中振动最大位置在横梁中部位移为[5]王燕苏波.半刚接纲框架的动力分杬J].力学与实0.322m2阶固有频率为81.045Hz2阶振型为横梁的上下俯践2005(4)仰其中俯仰最大处的位移为0.5%7mm与实验结果非常吻合。[6]赵罘,辛洪兵.双机头电脑刺绣机横梁的模态分析J].利用经过检验的有限元模型作了结构改进仿真实验在不改变力学与实践200X4)电脑刺绣机重量的前提下,电脑刺绣机横梁的固有频率提高[7]中国煤化工力的有限元分析J力学22%使电脑刺绣机更不易发生共振。王凤辉等还采用 ANSYS有限元分析软件的结构分析模块[8]CNMH变形有限元研究J力对剪切机机架进行了有限元分析。建模时考虑到机架的结构学与实践200(3)具有对称性,虽然受力不完全对称,在传动侧右半边机架的受(校对安平)力大些所以进行有限元分析时只分析受力比较危险的右半边(英文摘要下转第110页)106山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版是滤失量不得大于5ml/30min,泥饼厚度小于1mm,密度约井段小于6%)kg/L以免污染油层)井内压差减小减少了压差卡钻的几率同时也减轻了对3使用效果油层的伤害。电测一次成功率在90%以上,下套管固井顺利。陕北油田使用后取得明显效益4结论轱井效率大幅度提高,台月进尺提高75.08%。机械钻a)五王”钻井液可保证井内安全。在其推广应用期间未速大幅度提高平均机械钻速73.19%发生任何井内事故。b)五王”钻井液保证了井内安全井内事故大幅度下降b)五王”钻井液配方合理配制方便。c)使用五王"钻井液,实现了一只钻头钻完二开井段五王"钻井液成本较低(不足30元/m),从而大幅度降(1700m-1800m)的目标低了钻井成本。d)钻井液成本平均下降30%。d五王”钻井液可在陕北油田大面积推广,特别是定向e)井眼稳定,井径规则,平均井径扩大率小于10%油层井校对安平)Application of uwang" Drilling Liquid in the North Shaanxi AreaZhang JinchengABSTRACT This article has introduced the formula advantage and technological measure of Wuwang"drilling liquid, whose applicationin the North Shaanxi areahas prove good inhibition to satisfy the need of the area s layers for the performance of drilling liquid reduce accidents inthe mines and have better social and economic effectsKEY WORDS drilling liquid formula well drilling cost i application i oil fields in North Shaanx〔上接第104页)相当于是直流电压源,与电抗器、线路电容接而阻容吸收器可随时吸收线路的过电压,当开关在某一瞬通进行充放电。此时回路电阻很小属于欠阻尼过程高频率间切断后由于R-C过电压吸收装置的加入过电压幅值低过电压将导致断路器断口恢复电压上升较快幅值高易于重振荡衰减快对负载起到保护作用。而且R-C吸收装置使燃且过电压将随重燃次数的增加而增高最终导致电容器的寿命长其內部绝缘介质不会因过电压而损伤。因此具有很高损坏。的运行经济性及可靠性。阻容吸收装置有油浸式和干式两种类在母线上加装R-C过电压吸收装置可稳定电源母线电型油浸式阻容吸收裝置由于电容本身为油浸式虽然吸收操作压电容C可降低振荡幅值和频率,电阻R可阻尼电压的振过电压比较理想但体积较大不易装入开关柜内,只能裝入副汤柜长期使用容易发生油渗漏且不易维护。而干式阻容吸收装4发展趋势置则将电容换成干式高压电容器体积大幅度下降易于装入高对于避雷器而言由于响应速度慢和安全电压值难以选取压手车柜而且寿命长便于维护。因此干式比油浸式显示出等缺陷在抑制或作过电压方面起不到很好的作用。更大的优越性和更好的发展前景校对安平)How to Restrain Effectively Operating Excessive Voltage of Vacuum SwitchLi chunxiaABSTRACT This article introduce two familiar methods for restraining operating excessive voltage of vacuum switch, tell of limitation ofarrester on this occasion analysis chiefly working principle of R-C absorptive equipment for excessive voltage and their developing trendKEY WORDS Vacuum Switch ,perating Excessive Voltage R-C Absorptive Equipment for Excessive Voltage上接第106页)The Application of ANSYS in MechanicsLu baoguo中国煤化工CNMHGABSTRACT In this paper ANSYS is introduced. Its application in mechanics is presented specially in mechanical engineering andarchitectural engineering. Finally ,The conclusion is made that it has great applied valueKEY WORDS :ANSYS mechanics application