基于Python的SAP2000向ANSYS模型转化技术及软件开发研究

工程人员常通过对比设计软件与有限元软件的分析结果,以验算和校核结构设计的合理性。然而,由于软件分析内核的差异,设计软件与有限元软件之间的模型信息往往难以直接传递并转化。针对SAP2000结构设计分析软件向ANSYS有限元分析软件的模型转化问题,基于Python语言和APDL参数化设计语言,编译并开发了STAMT V1.0(SAP2000 To ANSYS Model Transformation V1.0)模型转化程序。相比已有转化程序,STAMT程序实现了更多单元类型、材料属性、截面类型、荷载形式的转化,提高了模型转化的通用性。其次,其涵盖了节点坐标系变换、梁单元坐标系变换、梁端自由度释放、创建刚性域等必备功能,进一步满足了模型转化过程中的功能性需求。然后,采用先建立几何模型后生成有限元模型的转化思路,实现了梁单元网格数量的自定义以及板壳荷载向梁的传递,软件操作界面简洁,便于工程人员的使用。最后,通过单层工业厂房和多层框架结构的两个算例分析,得到转化后模型的质量与原模型一致,前5阶周期的平均误差不超过3%,满足精度要求。研究分析验证了STAMT程序可实现SAP2000模型向ANSYS模型的准确、快速转化。

基于ANSYS软件的国外某四边形管片有限元计算

近年来,TBM被广泛用于长距离输水隧洞施工。平行四边形管片具有体形简单、止水安装易满足密封要求、受力均匀、方便施工等优点。国外某长引水隧洞工程隧洞内径6.8 m,采用四边形管片,管片厚0.25 m,环宽1.6 m。为了分析管片受力情况,采用ANSYS软件建立三维有限元模型,采用欧洲规范,分析管片在各种工况下的应力应变特征,判断是否满足规范要求,为后续衬砌结构配筋及项目安全施工提供依据。

基于ANSYS软件的某建筑室内能源数值模拟分析

自然通风技术可在不消耗其他能源的基础上源源不断地向建筑室内提供新鲜空气,不仅做到了节能减排和减少碳排放,也是当今绿色建筑行业中备受推崇的一项重要技术措施。基于ANSYS软件对某三层建筑室内自然通风情况进行模拟,通过有限元分析了不同风况下该三层建筑的能源数值变化情况,以探寻适合该建筑达到自然通风效果的方案。

ANSYS软件在铝电解槽物理场计算中的应用浅析

采用商业软件进行铝电解槽物理场计算大幅度提高了计算效率。但是在采用商业软件进行电解槽热场的计算时,须首先对此热场的计算过程有充分了解,合理使用商业软件。本文就商业软件开展电解槽热场计算的过程,收敛条件,网格划分,计算要求等进行简单介绍。

基于ANSYS软件的特种电机实验课程教学案例研究

针对特种电机实验课程内容理论性强、控制方法概念抽象、学生难以理解等问题,以电励磁双凸极电机转矩控制方法为教学案例进行探索和研究。借助ANSYS软件,利用Maxwell模型进行仿真,可以直接观测在不同控制方法下转矩脉动的变化,并对仿真结果进行分析,加深学生对双凸极电机控制方法的理解,提高学生参与实验的积极性和解决问题的能力。

基于ANSYS软件的工程机械轮胎后充气装置机架的轻量化研究

应用ANSYS Workbench有限元分析软件对工程机械轮胎后充气装置机架(以下简称机架)进行轻量化研究。结果表明:在满载工况下,机架的结构强度和刚度存在较大盈余;通过试验验证机架有限元模型准确;形状优化和尺寸优化后,在满足强度和刚度的前提下机架总体质量减小了30.57%;根据形状优化和尺寸优化结果对机架结构进行改进,机架应力分布得到改善。该轻量化设计及结构改进方法对相关机械设备的结构优化具有一定的参考价值。

基于ANSYS Workbench二次开发的封装建模热分析辅助软件

针对芯片封装外形尺寸可变和相似性建模问题,提出了一种对ANSYS Workbench进行二次开发的方法,通过在ANSYS Workbench平台内的SCDM进行脚本开发,实现对多种常规芯片封装(SOP/QFN/BGA等)模型进行外形尺寸参数化建模。针对建模-热分析流程中仿真软件之间的频繁交互问题,使用C#编写辅助软件,通过调用各仿真软件和固化热分析流程实现建模-热分析全流程自动化。软件测试结果表明,模型尺寸准确度高,热分析计算效果理想,辅助软件可提高建模-热分析流程效率。

基于Revit和ANSYS软件的城市轨道交通连续箱梁桥无缝线路模型转换方法

目的:为解决城市轨道交通连续箱梁桥上无缝线路(以下简称“桥上无缝线路”)在ANSYS软件中建模过程繁琐、效率低下等问题,应引入Revit软件,以快速协同建筑设计软件和有限元分析软件的交互功能。方法:引入BIM(建筑信息模型)作为建筑设计与结构分析2个阶段间信息共享和交互应用的桥梁,Revit模型作为模型转换的信息载体,结合Revit软件的API(应用程序接口)及基于C#语言的二次开发技术,提出了针对桥上无缝线路的由Revit模型转换到ANSYS模型的方法。对转换后的模型进行后处理分析,得到温度作用工况和列车作用工况下连续箱梁桥上的钢轨纵向力和纵向位移的计算结果,并与相关文献的计算结果进行对比,以验证该方法的合理性和准确性。结果及结论:该方法通过调用Revit模型中各结构构造物的参数信息,能够自动执行ANSYS模型的前处理过程(包括几何构建、赋予材质和单元属性、模型切割、网格划分、模型约束等),可实现Revit模型向ANSYS模型的直接转换。该方法具有合理性和准确性,可打通Revit软件与ANSYS软件间的信息壁垒,实现复杂Revit模型导入有限元中数值计算的目标,大大减少建模及计算的时间。

基于ANSYS软件高层建筑深基坑施工风险分析

通过对高层建筑深基坑施工进行数值模拟,得到应力平衡数值由下到上依次减小。将深基坑沉陷实际现场监控与数值模拟结果进行对比,进一步论证数值模拟的可靠性。最后由分析结果给出相关施工管理风险防控措施。

基于ANSYS的人体下肢服装压虚拟仿真预测

为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集部位,对实测服装压与预测服装压进行相关性分析。结果表明:在服装压作用下,人体下肢各层的形变主要分布在大腿内侧,形变分布最少区域为小腿前侧;皮肤层形变最大值为2.73×10^(-2)mm,其它软组织层形变最大值为5.19×10^(-4)mm,肌肉层形变最大值为7.30×10^(-5)mm;皮肤能抵消的最大形变值约为2.73×10^(-3)mm,低于这个值的形变量在皮肤层以外的地方无法测得;人体下肢各面所受到的应力分布与形变分布整体一致,由大到小依次为内侧、后侧、前侧、外侧;服装压预测数据和实测数据的多重相关系数拟合优度为1,二者之间具有极其明显的相关性,说明所建立的服装压预测分层模型可用来预测服装压对皮肤、其它软组织和肌肉的形变。

基于ANSYS软件的异种高强钢焊接接头温度场和应力场的模拟

焊接过程中,焊接热输入及焊后的快速冷却使焊缝及其附近区域产生不均匀的温度分布从而产生残余应力。采用ANSYS有限元软件对Q890和Q960钢焊接接头的温度场和应力场进行了数值模拟。结果表明:焊接过程中焊缝区及熔合区温度极高,焊件纵向的温度梯度较小,横向的温度梯度较大;采用MK·GHS-70焊丝焊接的Q890与Q960钢焊接接头的残余应力较大,Q890钢侧与焊缝根部相接的熔合区附近的残余应力最大,开裂倾向较大;模拟的焊后残余应力分布与焊件的开裂部位相吻合。

船舶轴系纵向振动特性预报软件设计与实现

为实现船舶轴系纵向振动固有特性的预报,该文基于QT平台开发了一款预报软件。软件的核心求解器采用MATLAB语言编写,求解算法采用霍尔兹法,并与ANSYS软件仿真结果、某实际轴系纵向振动计算结果进行了对比验证。在此基础上,探讨了不同轴系参数变化情况下,轴系纵振特性的变化规律。结果表明:影响轴系纵振固有特性的参数主要有曲拐半径、曲臂厚度、推力轴承纵向刚度和材料弹性模量,相关的研究成果可为船舶轴系减振降噪提供参考。

基于ANSYS软件的火电厂主厂房结构可靠性分析

随着经济的高速发展,我国对于能源的需求不断加大,现阶段需要建设相对完善的能源生产体系。火电厂主厂房作为火电厂的主要构成部分,是保障火电厂安全发展和运行的重要保障。为此,文章基于火电厂主厂房的项目的意义及施工难点,并以此为契机,探讨分析了施工结构的可靠性。以某火电厂项目为依托,基于Revit软件分析建模流程,并建立火电厂主体实体模型,并通过相关的接口将模型导入到ANSYS软件中,对主厂房的模态进行模拟仿真,得到了不同频率与周期的模态振动图。随后又对地震波作用下火电厂结构的可靠性进行分析,施加人工波、Centro波与Taft波进行仿真模拟,得到了Centro波的位移角变化曲线大于其他两种,注意错层或者截面发生变化的薄弱区域,分析结果为其可靠性提供了参考。

基于Ansys软件的材料力学课程思政探索与实践

针对材料力学课程思想政治研究的现状,本文以党和国家提出的课程思想政治教育理念为背景,基于ANSYS有限元软件,结合材料力学工程案例,提出了一套适合材料力学课程的课程思政建设方法。本文对材料力学课程教学改革进行了探讨,有效地提高了学生的思想政治参与度和满意度。从而提高了思想政治理论课的教学效果,为其他思想政治教育改革提供了一定的借鉴。真正实行以学生为中心的教育理念,为其它课程的发展带来了新的机遇。

基于ANSYS的地震作用下进水塔动力响应分析

基于ANSYS三维有限元分析软件,采用振型分解反应谱法对进水塔结构进行地震响应分析,分析地震作用下的塔体薄弱部位,并进行混凝土强度复核。结果表明,在地震作用下,进水塔结构位移显著增加,最大位移主要位于塔体顶部,进水塔结构拉应力有所增加,最大值主要分布在塔体腰部区域,混凝土拉应力最大值小于规范要求的抗拉强度,满足规范要求,进水塔不会产生破坏。

基于ANSYS的大体积混凝土冷却水管布置方案优选分析

在混凝土热传导理论、温度应力理论的基础上,分析了温度场及温度应力场的求解方法,以某泵房底板工程为例,探讨了应用ANSYS软件进行仿真分析,选择大体积混凝土冷却水管最优布置方案的方法。

基于ANSYS的刹车卡钳盘分析

ANSYS是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件,且其被国内100多所理工院校用于有限元分析或者作为标准教学软件。文章选取刹车卡钳盘作为分析对象,通过参数化建模后,将模型导入ANSYS软件,对刹车卡钳盘进行了受力分析与模态分析,通过总变形图、等效应力云图、模态振型图等后处理结果读取与校核,验证了该刹车卡钳盘结构设计与材料选取等是合理的。

基于ANSYS Workbench的铅蓄电池包装件可靠性仿真分析

运用三维设计软件对包装件建立几何模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对包装件进行跌落仿真分析和随机振动分析,对包装件在包装运输环境中的可靠性进行模拟,得到在现实常规试验中无法获取的试验数据,为蓄电池包装件设计提供参考依据。

基于ANSYS的标准地铁列车防爬器螺栓仿真分析

地铁列车防爬器的安装螺栓需要承担第一节车的重量,并且不发生断裂,因此对防爬器螺栓进行强度校核非常重要。螺栓连接接触面多,非线性特征复杂,使得真实的螺栓有限元仿真计算收敛困难,一般采用简化模型进行计算。文章以标准地铁列车为例,采用ANSYS软件模拟真实的防爬器螺栓受力情况,对收敛的方法进行总结,并对防爬器进行试验验证,试验结果证实了仿真收敛方法的准确性。

基于Ansys/AQWA的极大型浮式结构总体强度分析

以极大型浮式结构的单模块为研究对象,采用大型通用有限元软件Ansys/AQWA进行极大型浮体水动力响应分析并预报波浪载荷,进而调用ASAS模块进行极大型浮体总体强度分析。分析结果表明:极大型浮体3个连接部位,即横撑与下浮体围壁连接处,立柱外壳与上箱体底板连接处和立柱外壳与下浮体外板连接处出现了较大的应力集中,其中横撑与下浮体围壁连接处的应力值可能已超过许用应力。因此,对横撑与下浮体围壁连接处进行结构加强,采用Ansys/AQWA对结构改进后的极大型浮体进行总体强度分析,并与改进前的结果进行对比。从对比结果可知:通过结构的改进和加强,横撑与下浮体连接处的Von Mises应力普遍下降。本文的研究成果将为极大型浮体后续的疲劳分析提供重要的理论基础。