山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版●應(yīng)用技術(shù)ANSYS在力學(xué)中的應(yīng)用蘆保國(guó)太原理工大學(xué)輕紡工程與美術(shù)學(xué)院)摘要文章介紹了 ANSYS在力學(xué)中的應(yīng)用尤其是在機(jī)械和建筑方面的應(yīng)用。最后得出結(jié)論: ANSYS大有推廣應(yīng)用的價(jià)值。關(guān)鍵詞: ANSYS學(xué)應(yīng)用中圖分類號(hào)TB126文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-642920064-0105-02ANSYS是由美國(guó) ANSYS公司開發(fā)的大型有限元分析軟頂部形心沿X方向和γ方向上在不同地震波作用下的彈塑件集成了力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、流體力學(xué)等多個(gè)模塊。最新性位移反應(yīng)幾何尺寸如圖1所示。將整體結(jié)構(gòu)分為14條,每版本 ANSYS10.0現(xiàn)已問世延續(xù)了強(qiáng)大的耦合場(chǎng)技術(shù)加入了條又分為5段沿板厚方向?qū)⑼茶捣譃?0層邊界條件為結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)械和葉片設(shè)計(jì)工具增加了旋轉(zhuǎn)機(jī)楲的陀螺效應(yīng)。在流下端固定、上端自由兵=0.05。使用 ANSYS進(jìn)行有限元?jiǎng)澐煮w動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域增加了只有預(yù)測(cè)層流向湍流轉(zhuǎn)捩的功能。廣泛該結(jié)構(gòu)共被分成8712個(gè)八節(jié)點(diǎn)的空間實(shí)體單元,共計(jì)13593應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、國(guó)防軍工、鐵路、造船、石油個(gè)節(jié)點(diǎn)。讀取加速度數(shù)值的時(shí)間步長(zhǎng)為0.02s計(jì)算結(jié)果如圖2化工、能源電力、建筑工程、生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)介紹其在所示。另外 ANSYS還給出了結(jié)構(gòu)的第一自振圓頻率力學(xué)中的應(yīng)用1=5.7486/s,a2=9.0708/s1 ANSYS在建筑工程中的應(yīng)用將使用階段的結(jié)構(gòu)作為受力分析對(duì)象是目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常規(guī)做法結(jié)果使得結(jié)構(gòu)的最終內(nèi)力、變位等與施工無(wú)關(guān)這不符合工程實(shí)際。而現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)工程內(nèi)力有限元法并沒有提供相應(yīng)的公式來(lái)解決這個(gè)問題。薛娜利用主從單元法一有限元耦合法對(duì)結(jié)構(gòu)施工內(nèi)力進(jìn)行幾何非線性分次性建立整體結(jié)構(gòu)有限元模型然后利用 ANSYS的單元生死技術(shù)生成Im與各施工階段結(jié)構(gòu)體系對(duì)應(yīng)的空間有限元模型進(jìn)行數(shù)值分析8■101計(jì)算表明幾何非線性對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)施工內(nèi)力影響較大故實(shí)際施工中應(yīng)該考慮其幾何非線性影響。-30m祝兵等采用沿結(jié)構(gòu)橫向離散化、沿結(jié)構(gòu)高度方向取為三次a平面圖b)立面圖B樣條函數(shù)的殼條單元的方法研究了一鋼筋混凝土簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)圖1筒體結(jié)構(gòu)圖16本文本文12ANSYSANSYS√V時(shí)間(s)時(shí)間(s)mYH中國(guó)煤化工CNMH小小單元是解決結(jié)構(gòu)動(dòng)力問題作者簡(jiǎn)介:蘆保國(guó)男,1965年出生,1988年畢業(yè)于太原工的簡(jiǎn)便有效的方法。與常規(guī)的有限元法相比具有單元?jiǎng)澐趾?jiǎn)業(yè)大學(xué),講師在讀碩士030600晉中市榆次區(qū)單、未知量少、保證精度等優(yōu)點(diǎn);與其他有限條相比又具有解的收稿日期2006-03-17波動(dòng)性小,可以靈活地處理結(jié)構(gòu)的位移邊界條件,避免了結(jié)構(gòu)山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版底部剪應(yīng)力為零的不合理現(xiàn)象出現(xiàn)的特點(diǎn)。機(jī)架。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,采用20節(jié)點(diǎn)的三維實(shí)體單元張向東等利用 ANSYS的體元粘結(jié)功能模擬土體分層非均 SOLID95進(jìn)行剖分模型共劃分14407個(gè)單元23649個(gè)節(jié)點(diǎn)質(zhì)的特性同時(shí)假設(shè)群樁體系影響范圍研究了群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)如圖4。機(jī)架的材質(zhì)為HI5-33,其彈性模量為120GPa、泊松中承臺(tái)與土體相互作用的機(jī)理建立模型如圖3所示。假設(shè)群比為0.25。機(jī)架受力情況為樁帶承臺(tái)結(jié)構(gòu)影響范圍分別是深度H=2以(L為樁長(zhǎng))平面曲軸傳給機(jī)架的力按均布荷載尺寸D1=3B1、D2=3B、B1,B2為承臺(tái)的寬和長(zhǎng))根據(jù)實(shí)際加在兩條直線上,螺母對(duì)機(jī)架情況將計(jì)算模型劃分為若干土層,每層施以不同的土體參數(shù)。的壓力和剪切力通過(guò)下刃臺(tái)傳除頂面外其余5個(gè)面均采用 ANSYS中的面上全約束從而可遞給底座的壓力都按均布荷載依次計(jì)∫I嚴(yán)I門I門各元素。并具體計(jì)算了遼寧工施加。由于機(jī)架底座用螺栓固程技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)館基礎(chǔ)工程通過(guò)分析計(jì)算最終解得承臺(tái)底土定在地基上,不產(chǎn)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)的荷載分擔(dān)比約為17%,對(duì)今后大型建筑物設(shè)計(jì)具有很好的動(dòng)按全約束處理機(jī)架沿z方指導(dǎo)意義。向左右對(duì)稱,所以對(duì)稱斷面的魏德敏等應(yīng)用 ANSYS進(jìn)D=3B3Z方向的位移被約束。計(jì)算表行了薄膜結(jié)構(gòu)的找形分析和明機(jī)架的危險(xiǎn)點(diǎn)位于傳動(dòng)側(cè)立荷載分析。張拉結(jié)構(gòu)受力后柱與下刃臺(tái)的連接處,對(duì)今后將產(chǎn)生較大的位移,因此需機(jī)架結(jié)構(gòu)改造提供了重要指采用非線性理論。分析了影導(dǎo)而且機(jī)架應(yīng)力實(shí)測(cè)值與有響找形結(jié)果的四種因素:網(wǎng)限元分析值比較接近,證明該圖4有限元模型網(wǎng)圖格劃分優(yōu)劣、初始彈性模量有限元分析是合理和可行的選取、膜的初始預(yù)張力、邊索任學(xué)平等基于蠕變理論用 ANSYS作為計(jì)算平臺(tái)建立了和脊索的初張力及其比值復(fù)合結(jié)構(gòu)爐殼的蠕變變形計(jì)箅模型。首先將爐殼從爐體中單通過(guò)工程實(shí)例的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)由于膜結(jié)構(gòu)找形中建筑圖3ANS中的計(jì)算模型獨(dú)抽出作為獨(dú)立對(duì)象,考慮爐殼溫度不均對(duì)蠕變分析的影響利用有限元分析的多物理場(chǎng)耦合功能將得到的爐殼溫度場(chǎng)耦外形和邊界條件旳限制具有極小曲面性質(zhì)的初始平衡形狀較合到爐殼蠕變分析模型上將爐襯對(duì)爐殼內(nèi)壁的接觸正壓力作難找到,一般只能讓應(yīng)力分布盡可能均勻把應(yīng)力的最大最小為邊界條件加入到爐殼蠕變分析模型上。為降低試驗(yàn)成本采值差別控制在一定范圍內(nèi)。在荷載作用下膜結(jié)構(gòu)的豎向位移用 ANSYS提供的退火后21/4C~-M低合金鋼蠕變模型代替比較大風(fēng)吸力通常是索膜設(shè)計(jì)的控制因素爐殼材料的蠕變模型。計(jì)算結(jié)果表明爐身直線段下邊的蠕王燕等推導(dǎo)了半剛接鋼框架的動(dòng)力有限元建立了具有不量大于上邊的蠕變量托圈下表面對(duì)應(yīng)爐先的蠕變量大于上表同節(jié)點(diǎn)初始剛度的半剛接多層鋼框架及相應(yīng)剛性框架的計(jì)算面對(duì)應(yīng)爐殼的蠕變量。在一年總的蠕變變形量中前三個(gè)月的模型。采用 ANSYS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析研究了節(jié)點(diǎn)剛度蠕變變形量占較大份額與實(shí)測(cè)較為吻合。對(duì)結(jié)構(gòu)自振頻率的影響,以及結(jié)構(gòu)在諧振荷載作用下的響應(yīng)限于篇幅無(wú)法列舉其全部功能,但僅從上述簡(jiǎn)單介紹中對(duì)地震波激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了時(shí)程分析。分析結(jié)果表明半剛也可管中窺豹感受其強(qiáng)大功能。所以無(wú)論在教學(xué)方面還是接框架節(jié)點(diǎn)的柔性對(duì)結(jié)構(gòu)頻率產(chǎn)生較大的影響,節(jié)點(diǎn)柔性越工程應(yīng)用方面都大有推廣應(yīng)用的價(jià)值。大、結(jié)構(gòu)自振頻率降低也越大,結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)柔參考文獻(xiàn)性的影響泮剛接鋼框架頂點(diǎn)位移和柱底剪力時(shí)程曲線在地震[1]薛娜施工內(nèi)力幾何非線性分杌C]力學(xué)與工程M]波激勵(lì)時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)岀良好的穩(wěn)定性柔性連接可以代替剛性節(jié)北京知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社2005點(diǎn)用于抗震區(qū)的鋼框架設(shè)計(jì)中[2]祝兵夏逸鳴剛筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)的2 ANSYS在機(jī)械工程中的應(yīng)用三次B樣條分杌C].力學(xué)與工租M].北京知識(shí)產(chǎn)權(quán)出趙罘等以Gγ902A型電腦刺繡機(jī)的主橫梁作為研究對(duì)象反社200利用 ANSYS進(jìn)行有限元分析。為了得到盡可能高的計(jì)算精[3]張向東李永靖,趙偉.群樁作用機(jī)理的數(shù)值研究[J]度有限元建模采用三維10節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)在不影力學(xué)與實(shí)踐20051)響計(jì)算精度的祭件下做了適當(dāng)簡(jiǎn)化,共有10435個(gè)單元、[4]魏德敏戴維熒.張拉膜結(jié)構(gòu)的有限元分杬J].力學(xué)與實(shí)20020個(gè)結(jié)點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算得1階固有頻率為56.746Hz,階振踐20051)型為橫梁的前后振動(dòng)其中振動(dòng)最大位置在橫梁中部位移為[5]王燕蘇波.半剛接綱框架的動(dòng)力分杬J].力學(xué)與實(shí)0.322m2階固有頻率為81.045Hz2階振型為橫梁的上下俯踐2005(4)仰其中俯仰最大處的位移為0.5%7mm與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。[6]趙罘,辛洪兵.雙機(jī)頭電腦刺繡機(jī)橫梁的模態(tài)分析J].利用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的有限元模型作了結(jié)構(gòu)改進(jìn)仿真實(shí)驗(yàn)在不改變力學(xué)與實(shí)踐200X4)電腦刺繡機(jī)重量的前提下,電腦刺繡機(jī)橫梁的固有頻率提高[7]中國(guó)煤化工力的有限元分析J力學(xué)22%使電腦刺繡機(jī)更不易發(fā)生共振。王鳳輝等還采用 ANSYS有限元分析軟件的結(jié)構(gòu)分析模塊[8]CNMH變形有限元研究J力對(duì)剪切機(jī)機(jī)架進(jìn)行了有限元分析。建模時(shí)考慮到機(jī)架的結(jié)構(gòu)學(xué)與實(shí)踐200(3)具有對(duì)稱性,雖然受力不完全對(duì)稱,在傳動(dòng)側(cè)右半邊機(jī)架的受(校對(duì)安平)力大些所以進(jìn)行有限元分析時(shí)只分析受力比較危險(xiǎn)的右半邊(英文摘要下轉(zhuǎn)第110頁(yè))106山西科技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY2006年第4期7月20日出版是濾失量不得大于5ml/30min,泥餅厚度小于1mm,密度約井段小于6%)kg/L以免污染油層)井內(nèi)壓差減小減少了壓差卡鉆的幾率同時(shí)也減輕了對(duì)3使用效果油層的傷害。電測(cè)一次成功率在90%以上,下套管固井順利。陜北油田使用后取得明顯效益4結(jié)論轱井效率大幅度提高,臺(tái)月進(jìn)尺提高75.08%。機(jī)械鉆a)五王”鉆井液可保證井內(nèi)安全。在其推廣應(yīng)用期間未速大幅度提高平均機(jī)械鉆速73.19%發(fā)生任何井內(nèi)事故。b)五王”鉆井液保證了井內(nèi)安全井內(nèi)事故大幅度下降b)五王”鉆井液配方合理配制方便。c)使用五王"鉆井液,實(shí)現(xiàn)了一只鉆頭鉆完二開井段五王"鉆井液成本較低(不足30元/m),從而大幅度降(1700m-1800m)的目標(biāo)低了鉆井成本。d)鉆井液成本平均下降30%。d五王”鉆井液可在陜北油田大面積推廣,特別是定向e)井眼穩(wěn)定,井徑規(guī)則,平均井徑擴(kuò)大率小于10%油層井校對(duì)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頁(yè))相當(dāng)于是直流電壓源,與電抗器、線路電容接而阻容吸收器可隨時(shí)吸收線路的過(guò)電壓,當(dāng)開關(guān)在某一瞬通進(jìn)行充放電。此時(shí)回路電阻很小屬于欠阻尼過(guò)程高頻率間切斷后由于R-C過(guò)電壓吸收裝置的加入過(guò)電壓幅值低過(guò)電壓將導(dǎo)致斷路器斷口恢復(fù)電壓上升較快幅值高易于重振蕩衰減快對(duì)負(fù)載起到保護(hù)作用。而且R-C吸收裝置使燃且過(guò)電壓將隨重燃次數(shù)的增加而增高最終導(dǎo)致電容器的壽命長(zhǎng)其內(nèi)部絕緣介質(zhì)不會(huì)因過(guò)電壓而損傷。因此具有很高損壞。的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及可靠性。阻容吸收裝置有油浸式和干式兩種類在母線上加裝R-C過(guò)電壓吸收裝置可穩(wěn)定電源母線電型油浸式阻容吸收裝置由于電容本身為油浸式雖然吸收操作壓電容C可降低振蕩幅值和頻率,電阻R可阻尼電壓的振過(guò)電壓比較理想但體積較大不易裝入開關(guān)柜內(nèi),只能裝入副湯柜長(zhǎng)期使用容易發(fā)生油滲漏且不易維護(hù)。而干式阻容吸收裝4發(fā)展趨勢(shì)置則將電容換成干式高壓電容器體積大幅度下降易于裝入高對(duì)于避雷器而言由于響應(yīng)速度慢和安全電壓值難以選取壓手車柜而且壽命長(zhǎng)便于維護(hù)。因此干式比油浸式顯示出等缺陷在抑制或作過(guò)電壓方面起不到很好的作用。更大的優(yōu)越性和更好的發(fā)展前景校對(duì)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頁(yè))The Application of ANSYS in MechanicsLu baoguo中國(guó)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