今天給各位分享節(jié)點(diǎn)有限元分析的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)有限元分析彎矩和剪力如何施加進(jìn)行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！，本文目錄一覽：，1、，土木工程學(xué)科有限元分析？，2、，有限元分析方法是指什么？，3、，結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點(diǎn)有限元分析，4、，名詞解釋：有限元分析：有限元、節(jié)點(diǎn)自由度？
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本文目錄一覽：
- 1、土木工程學(xué)科有限元分析？
- 2、有限元分析方法是指什么？
- 3、結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點(diǎn)有限元分析
- 4、名詞解釋：有限元分析：有限元、節(jié)點(diǎn)自由度？
土木工程學(xué)科有限元分析？
1有限元模型模型的建立
采用大型有限元分析軟件ABAQUS對(duì)本連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元分析。T型鋼與方鋼管采用Tie模擬焊接；T型鋼與梁采用BoltForce通過調(diào)整螺栓長(zhǎng)度模擬高強(qiáng)螺栓連接并實(shí)現(xiàn)預(yù)加載，考慮到栓帽與T型鋼腹板、螺母與梁翼緣、梁翼緣與T型鋼腹板的摩擦，摩擦系數(shù)選定為0.4。T型鋼、方鋼管柱、H形鋼梁和高強(qiáng)螺栓均采用實(shí)體單元實(shí)現(xiàn)。模擬邊界條件采用對(duì)柱底限制x、y和z方向的位移和x、z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)柱頂限制x、y方向的線位移和x、z方向的轉(zhuǎn)角。對(duì)梁端限制其平面外的轉(zhuǎn)動(dòng)。BASE模型中對(duì)柱頂施加軸壓比為0.2的軸向壓力，對(duì)鋼梁的懸臂端施加z方向位移控制的往復(fù)荷載[9]。
2BASE模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BASE模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖3，滯回曲線呈現(xiàn)梭型，且穩(wěn)定飽滿，并隨著梁端循環(huán)位移的不斷增大，曲線整體剛度不斷降低；梁端的極限承載力為74.361kN，極限承載力良好，對(duì)應(yīng)梁端豎向位移為49.3mm；極限彎矩為89.2kN·m，極限轉(zhuǎn)角為0.041rad，表明該節(jié)點(diǎn)具有較好的變形能力；耗能系數(shù)為2.09，表明耗能性能良好。綜上可以認(rèn)為，BASE模型連接節(jié)點(diǎn)具有理想的抗震性能。節(jié)點(diǎn)的最終破壞形式為兩個(gè)T型鋼腹板根部區(qū)域發(fā)生屈服破壞。其中，能量耗散系數(shù)eC按最大荷載對(duì)應(yīng)的滯回曲線所包圍的面積來(lái)衡量，見圖4所示。
3BH模型在往復(fù)荷載下的受力性能
BH250和BH300模型的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線如圖5與圖6?？梢夿H模型的滯回曲線趨勢(shì)與BASE模型相似，呈現(xiàn)飽滿的梭型[5]。與BASE模型對(duì)比，BH250模型的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度增加了6%，BH300的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度增加了16%；BH250模型的極限承載力增加了30%，BH300模型的極限承載力增加了45%，說(shuō)明梁高度變化對(duì)節(jié)點(diǎn)的極限承載力有相當(dāng)大的影響，原因是在其他條件相同的情況下，隨著梁高度的增加，梁上下翼緣承擔(dān)的拉、壓力相應(yīng)減小，因此節(jié)點(diǎn)的承載力提高；BH250模型的耗能系數(shù)增加了6.6%，BH300模型的耗能系數(shù)增加了7.6%。綜上可得，梁高度的變化對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對(duì)最初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、耗能能力影響較小，因此適當(dāng)提高梁高度有助于節(jié)點(diǎn)承載能力的提高。
4LTW模型在往復(fù)荷載下的受力性能
LTW240和LTW280模型的滯回曲線如圖7和圖8?？梢奓TW240模型的滯回曲線趨勢(shì)與BASE模型相似，呈梭型，較飽滿。與BASE模型對(duì)比，LTW240的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度增加了29%，極限承載力與BASE模型基本相同，耗能系數(shù)增加了7.6%。LTW280模型的滯回曲線與BASE模型差別較大，呈尖弓型。與BASE模型對(duì)比，LTW的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度減少了88%，剛度嚴(yán)重下降，原因是當(dāng)施加荷載時(shí)，由于T型鋼腹板過長(zhǎng)，力矩過大，彎矩過大，造成T型鋼的剛度急劇下降，導(dǎo)致整體剛度嚴(yán)重下降，因此曲線呈尖弓型，耗能性能較差，不具備實(shí)際研究意義。綜上可得，適當(dāng)改變腹板長(zhǎng)度，對(duì)提高耗能性能有一定影響，過大增加腹板長(zhǎng)度，會(huì)造成剛度的急劇下降，因此在對(duì)腹板長(zhǎng)度進(jìn)行改動(dòng)是要適量[10]。
5結(jié)論
利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)不同尺寸構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載下的力學(xué)性能進(jìn)行分析，得出梁高度的變化對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)的承載能力有明顯影響，對(duì)最初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、耗能能力影響較??；T型鋼腹板對(duì)節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度影響較大，對(duì)極限承載力及耗能能力影響較小。T型鋼腹板過長(zhǎng)，會(huì)造成節(jié)點(diǎn)的初始剛度嚴(yán)重下降。因此在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)時(shí)可根據(jù)情況變化梁高度，并在初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度允許范圍內(nèi)，適當(dāng)改變T型鋼腹板的長(zhǎng)度尺寸。
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有限元分析方法是指什么？
有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬。利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素（即單元），就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。
有限元分析是用較簡(jiǎn)單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的（較簡(jiǎn)單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。
因?yàn)閷?shí)際問題被較簡(jiǎn)單的問題所代替，所以這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。
擴(kuò)展資料：
有限元方法與其他求解邊值問題近似方法的根本區(qū)別在于它的近似性僅限于相對(duì)小的子域中。20世紀(jì)60年代初首次提出結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地將其描繪為：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函數(shù)”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一種局部化情況。
不同于求解（往往是困難的）滿足整個(gè)定義域邊界條件的允許函數(shù)的Rayleigh Ritz法，有限元法將函數(shù)定義在簡(jiǎn)單幾何形狀（如二維問題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數(shù)），且不考慮整個(gè)定義域的復(fù)雜邊界條件，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一。
結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點(diǎn)有限元分析
以某鎖網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例節(jié)點(diǎn)有限元分析，總結(jié)一下利用Abaqus進(jìn)行三維節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元有限元分析節(jié)點(diǎn)有限元分析的步驟。
可以直接在Abaqus中建模，也可以通過軟件轉(zhuǎn)換建模。
例如，已有CAD三維模型，可以通過犀牛軟件打開，導(dǎo)出為sat文件，然后在Abaqus中導(dǎo)入sat文件，生成part。
對(duì)于本為一體的多個(gè)part，可以通過merge操作合并為一個(gè)part，從而免去后續(xù)繁雜的接觸定義。
（1）首先定義材性，對(duì)于常見的鋼材可使用理想彈塑性模型；
（2）定義截面，對(duì)于實(shí)體模型，Type：Solid，Homogeneous；
（3）指定截面，將定義好的截面指定給部件。
將不同的part移動(dòng)到正確的位置組裝成要分析的完整模型，同一個(gè)part可以生成多個(gè)實(shí)例。
對(duì)于靜態(tài)加載，使用Static，General即可。
常見的接觸類型包括Surface-to-surface contact（面面接觸），Tie（綁定），Coupling（耦合）等，可以按需定義。
在Initial中定義邊界條件，在Step-1中定義荷載。此處固定兩個(gè)鋼管端面，在鎖頭端面施加拉力，拉力通過換算成壓強(qiáng)Pressure的形式施加。
常規(guī)形狀的模型可以使用C3D8R的六面體網(wǎng)格，對(duì)于形狀怪異，無(wú)法通過八面體網(wǎng)格劃分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面體網(wǎng)格。當(dāng)然，C3D4網(wǎng)格的計(jì)算收斂性不如C3D8R。
創(chuàng)建分析作業(yè)，并提交?？梢酝ㄟ^使用多核CPU并行計(jì)算提高計(jì)算速度。
分析完成后可以查看節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。
Mises應(yīng)力最大值為882.5MPa，應(yīng)力最大位置為錨具叉耳接頭處。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)力最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，且達(dá)到屈服應(yīng)力。
PEEQ大于0的位置表示進(jìn)入塑性狀態(tài)。從結(jié)果來(lái)看，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)塑性應(yīng)變最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，其他位置均處于彈性狀態(tài)。
-2017年1月8日
名詞解釋：有限元分析：有限元、節(jié)點(diǎn)自由度？
有限元方法節(jié)點(diǎn)有限元分析的基本原理節(jié)點(diǎn)有限元分析：將連續(xù)的求解域離散為一組單元的組合體，用在每個(gè)單元內(nèi)假設(shè)的近似函數(shù)來(lái)分片的表示求解域上待求的未知場(chǎng)函數(shù)，近似函數(shù)通常由未知場(chǎng)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)在單元各節(jié)點(diǎn)的數(shù)值插值函數(shù)來(lái)表示。從而使一個(gè)連續(xù)的無(wú)限自由度問題變成離散的有限自由度問題。
將連續(xù)的求解域離散為一組單元的組合體，用在每個(gè)單元內(nèi)假設(shè)的近似函數(shù)來(lái)分片的表示求解域上待求的未知場(chǎng)函數(shù)，近似函數(shù)通常由未知場(chǎng)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)在單元各節(jié)點(diǎn)的數(shù)值插值函數(shù)來(lái)表達(dá)。從而使一個(gè)連續(xù)的無(wú)限自由度問題變成離散的有限自由度問題。
關(guān)于節(jié)點(diǎn)有限元分析和節(jié)點(diǎn)有限元分析彎矩和剪力如何施加的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
