基于Ansys的路基沉降靠得住性有限元剖析
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程实例
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程
实例
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程实例
有限元方法是一种分析复杂结构问题的数值解法，它可以用于计算建筑物和地基之间的水力平衡。
本文旨在介绍有限元方法在基础沉降计算中的应用及相关的工程实例。
首先，在基础沉降计算中，有限元方法是一种重要的数值解法，特别适用于复杂的地质结构和土体性质的情况，可以对土层的支撑效果进行准确的计算。
根据有限元原理，所有土体可以被划分成更小的有限单元，并以此来代表计算中的空间位置。
该方法可以更加准确地计算土体的各个部分的应力及变形，从而估算出沉降量。
其次，有限元方法在基础沉降分析中的应用不仅能确定沉降量，而且还能准确分析地基在荷载作用下的变形状态，从而有利于维修和改善软土地基。
以上海市某基础桩基础改造工程为例，该工程使用了有限元方法来对陆地开埭及周边环境进行分析，结果显示沉降量最大可达到20mm以上，一般沉降量在6~10mm之间，但这并不影响基础改造工程的正常施工。
此外，目前有限元方法已经得到了广泛的应用，其中包括深埋桩基础沉降分析、岸壁沉降分析、多层结构分析、斜坡稳定分析等。
比如重庆市一个桥梁工程，工程师使用有限元方法对桥墩进行了沉降分析，根据有限元分析结果，可知桥墩沉降量可在2.4mm左右，比根据现场试验结果得到的沉降量更接近实际情况。
最后，有限元方法在基础沉降计算中有着广泛的应用，能够更准确地计算沉降量和土体的变形状态，并且可以更好地评估地基的稳定性。
然而，有限元方法仍有些限制，比如无法准确模拟岩石地基的变形及沉降量，也不能解决桩眼内土体的塑性变形及施工沉降量等问题，因此，有限元分析仍然需要与现场实验结合起来，以确保分析结果的准确性。
基于ANSYS有限元分析的路面形貌设计研究
基于ANSYS有限元分析的路面形貌设计研究基于ANSYS有限元分析的路面形貌设计研究引言：随着城市化的不断发展，交通运输成为现代社会的重要组成部分。
而路面的设计对于交通运输的顺畅与安全起着关键作用。
随着科技的不断进步，有限元分析在工程设计中的应用越来越广泛。
本文将基于ANSYS有限元分析工具，研究路面形貌的设计，旨在优化道路结构，提高道路的承载能力和行车的舒适性。
一、有限元分析的基本原理有限元分析是一种通过将复杂的物体划分成多个有限大小的单元，再对每个单元进行计算和模拟的方法，从而通过计算结果来预测物体在特定条件下的性能和行为。
有限元分析的基本原理是将一个连续体划分为离散的有限个单元，通过求解每个单元的位移、应力等参数，进而得到整个结构的应力和变形情况。
二、路面形貌的设计参数在进行路面形貌的设计之前，首先需要确定一些关键的设计参数，这些参数将直接影响到路面的性能和行车的舒适性。
常见的路面设计参数包括道路的高度、宽度、材料的弹性模量、材料的泊松比等。
这些参数的选择需要综合考虑路面的承载能力、适应不同车速和载重的要求以及材料的成本和可持续性。
三、有限元模型的建立在进行路面形貌的分析之前，需要建立一个准确的有限元模型。
首先根据实际情况对路面进行几何建模，包括道路的几何形状、厚度、材料等信息。
然后根据设计参数，选择适当的单元类型和网格划分方式，确保模型的准确性和计算效率。
最后，通过给定的约束条件和加载条件，对模型进行约束和加载的设定，以模拟实际的工程情况。
四、应力分析和变形分析通过有限元分析，可以得到路面在不同工况下的应力和变形情况。
应力分析可以帮助评估路面的承载能力，判断材料是否满足工程要求。
变形分析可以评估路面的平整度和舒适性，以及对行车安全的影响。
根据分析结果，可以调整设计参数，优化路面的结构，提高路面的性能和舒适性。
五、模拟结果和讨论通过ANSYS有限元分析，我们得到了路面在不同工况下的应力和变形情况。
ansys有限元分析案例
ansys有限元分析案例ANSYS有限元分析案例。
在工程设计和分析领域，有限元分析是一种常用的数值模拟方法，它可以有效地预测结构在受力作用下的变形和应力分布。
而ANSYS作为目前应用最为广泛的有限元分析软件之一，具有强大的建模和仿真功能，被广泛用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
本文将通过一个实际案例，介绍如何使用ANSYS进行有限元分析。
案例背景：某工程结构在实际使用过程中出现了裂纹现象，为了找出裂纹的成因并进行有效的修复措施，我们决定利用ANSYS进行有限元分析。
首先，我们需要建立结构的有限元模型，然后施加相应的载荷和边界条件，最终得出结构的应力分布和变形情况，从而找出裂纹的位置和原因。
建立有限元模型：首先，我们需要将结构进行几何建模，并进行网格划分，将结构划分为有限元单元。
在建立模型的过程中，需要考虑到结构的几何形状、材料属性以及实际工况下的载荷和边界条件。
在ANSYS中，可以通过几何建模模块进行结构建模，然后选择合适的单元类型和网格划分方法，对结构进行离散化处理。
施加载荷和边界条件：在建立完有限元模型之后，我们需要定义结构的加载情况，包括静载荷、动载荷、温度载荷等。
同时，还需要定义结构的边界条件，如约束条件、支撑条件等。
这些载荷和边界条件的设置需要符合实际工况，并且需要考虑到结构的非线性、材料的非均质性等因素。
进行仿真分析：一切准备就绪后，我们可以进行仿真分析，通过ANSYS求解器对结构进行有限元分析。
在仿真分析过程中，ANSYS会根据定义的载荷和边界条件，对结构进行求解，并得出结构的应力分布、位移和变形情况。
通过对仿真结果的分析，可以找出结构中的弱点和故障部位，为后续的修复工作提供参考依据。
结果分析与修复措施：最后，我们需要对仿真结果进行深入分析，找出裂纹的具体位置和成因。
根据分析结果，可以制定针对性的修复措施，如增加加强筋、更换材料、改变结构设计等。
通过对仿真结果的分析，可以有效地指导后续的结构修复工作，并提高结构的安全性和可靠性。
基于ANSYS的有限元可靠性分析
《可靠性工程》课程论文题目:基于ANSYS的有限元可靠性分析学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化学号222009322姓名成绩2012 年11 月20 日目录摘要 (2)1前言 (2)2基于概率有限元法机床主轴可靠性分析 (2)2.1 可靠性分析的基本过程.............................................................. 错误！未定义书签。
2.2蒙特卡洛模拟法 (3)2.3 机床主轴实例分析...................................................................... 错误！未定义书签。
2.3.1获得主轴各变量的分布函数 (5)2.3.2建立仿真循环文件 (5)2.3.3进入概率分析模块执行PDS求解 (6)2.3.4结果与分析 (6)3基于随机有限元法的连杆可靠性分析 ............................................... 错误！未定义书签。
3.1 可靠度随机有限元方法.............................................................. 错误！未定义书签。
3.2 连杆可靠性分析 (7)4基于区间有限元法的压力容器可靠性分析 ....................................... 错误！未定义书签。
4.1 压力容器的随机变量和区间估计 .............................................. 错误！未定义书签。
4.2 区间有限元方程解...................................................................... 错误！未定义书签。
4.3 压力容器的可靠度分析.............................................................. 错误！未定义书签。
ansys路基沉陷分析
ANSYS路基沉陷的弹塑性分析（命令流）问题描述：如图所示路基结构简图,各层材料均为Drucker-Prager弹塑性材料,但材料参数不相同。
第一层截面为梯形,上下底边长分别为14m和30m、高为6m,材料参数：材料弹性模量2.1GPa、泊松比0.25、密度1910kg/m3、粘聚力35kPa、内摩擦角21°、膨胀角0°。
第二层截面为矩形,长80m。
宽8m,材料参数：弹性模量85MPa、泊松比0.30、密度1890kg/m3、粘聚力25kPa、内摩擦角22°、膨胀角0°。
第三层截面为矩形,长80m、宽12m,材料参数：弹性模量45MPa、泊松比0.30、密度1880kg/m3、粘聚力30kPa、内摩擦角14°、膨胀角0°。
第四层截面为矩形,长80m,宽6m,材料参数：弹性模量65MPa、泊松比0.30、密度2010kg/m3、粘聚力21kPa、内摩擦角15°、膨胀角0°。
！进入前处理模块,定义平面应变单元,定义各层的材料参数。
/FILNAME,luji,1/PREP7ET,1,PLANE42 !定义平面单元PLANE42KEYOPT,1,3,2 !设置为平面应变单元！第1层材料参数MP,EX,1,2.1E9 !第1层材料弹性模量2.1GPaMP,PRXY,1,0.25 !第1层材料泊松比0.25MP,DENS,1,1910 !第1层材料密度1910kg/m3TB,DP,1TBMODIF,1,1,35E3 !第1层材料粘聚力35kpaTBMODIF,1,2,21 !第1层材料摩擦角21度TBMODIF,1,3,0 !第1层材料膨胀角0度!第2层材料参数MP,EX,2,85E6 !第2层材料弹性模量85MPaMP,PRXY,2,0.30 !第2层材料泊松比0.30MP,DENS,2,1890 !第2层材料密度1890kg/m3TB,DP,2TBMODIF,1,1,25E3 !第2层材料粘聚力25kpaTBMODIF,1,2,22 !第2层材料摩擦角22度TBMODIF,1,3,0 !第2层材料膨胀角0度!第3层材料参数MP,EX,3,45E6 !第3层材料弹性模量45MPaMP,PRXY,3,0.30 !第3层材料泊松比0.30MP,DENS,3,1880 !第3层材料密度1880kg/m3TB,DP,3TBMODIF,1,1,30E3 !第3层材料粘聚力30kpaTBMODIF,1,2,14 !第3层材料摩擦角14度TBMODIF,1,3,0 !第3层材料膨胀角0度!第4层材料参数MP,EX,4,65E6 !第4层材料弹性模量65MPaMP,PRXY,4,0.30 !第4层材料泊松比0.30MP,DENS,4,2010 !第4层材料密度2010kg/m3TB,DP,4TBMODIF,1,1,21E3 !第4层材料粘聚力21kpaTBMODIF,1,2,15 !第4层材料摩擦角15度TBMODIF,1,3,0 !第4层材料膨胀角0度！先定义描述第1层梯形截面4个顶点的4个关键点,然后通过这4个关键点建立第1层的梯形截面,直接建立第2到第4层的矩形截面,将建立的4个截面粘结在1起,得到路基有限元模型。
利用ANSYS进行高路堤自身沉降变形分析
Ａｎａ ｙ ｉ ｙ ＡＮＳ ｎ Ａｕ ｏ Ｓ ｔｌｎ ｆ Ｈ ｉ ｈ ＦｉｌＥｍ ｂ ｎｋ ｅ ｔ ｌ ｓｓｂ ＹＳ ｏ ｔ — ｅ ｔｉ ｇ ｏ ｇ ｌ ａ ｍ ｎ
Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ｅ ～ ｈ Ｓｈ ｎ ｙａ
（Ｓｃ ｏｏｌｏ ｖｉ Ｅｎｇ ｎｅ ｒｎｇ， ｕ ｈｏ ｎｓ ｉｕｔ ｆ ｈ ｆ Ｃｉ ｌ ｉ ｅｉ Ｘ ｚ ｕ Ｉ ｔｔ ｅ ｏ
沉 降 ． 对 于 高 填 方 路 基 而 言 ， 仅 存 在 地 基 过 量 但 不
或 不均 匀沉 降 ， 此 ， 何 解 决 西 部 地 区高 填 方 路 因 如 基 的修 筑及 沉 降计 算 和 工后 沉 降 控制 问题 ， 已引起
堤填料 的 自身沉 降计 算 ， 行的研 究较 少 ， 进 尚没有 完善 的理论 计 算方 法． 为此 ， 用 ＡＮＳ 利 ＹＳ有 限元 分析软 件 对 高路堤 填料 的 自身沉 降进行 计算 和分析 ．
关键词 ：ＡＮＳ ＹＳ有 限元软 件 ；高路 堤 ； 自身沉 降变形
中 图 分 类 号 ：ＴＵ ３ ４３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ：１０ ０ ９—８ ９ （ ０ ８ ０ ９ ２ ２ ０ ） ３—０ ０ ０ ４—０ ４
现 ， 数 路 段 在 通 车 后 不 久 均 存 在 路 面 纵 横 向 裂 缝 多
工程界 的普 遍重 视．
路 基沉 降 计 算 应 包 括 地 基 沉 降 和 路 堤 填料 的
自身沉 降计算 ． 低填 方 路段 ， 在 由于 填方 高 度 小 ， 路 堤填料 在 自重作用 下 的沉 降 相 应较 小 ， 常在 沉 降 通 计 算 时不考 虑填料 的 自身沉 降 问题 ， 只 计算 地 基 而
王 琛 艳
（ 徐州 建筑 职业 技术 学院 土 木工 程学 院 ， 江苏 徐州 ２ １ ０ ７） ２０ ８
基于ANSYS分析地基基础遇地下防空洞时的基础沉降和防空洞衬砌应力
徐建 华 郑周练０ ．
（ 重 庆 建 工 第 四建 设 有 限公 司 重庆 １ ４０ ２ ２重庆 大 学 土 木 工 程 学 院 重 庆 ４０ ４ ） ０ ００ ０ ０ ５ 摘 要 ： 些 年 来 ， 城 市 建筑 工程 施 工 中 ， 常会 遇 到 地 下防 空 洞 ， 何 处理 已成 为 了一 个 棘 手 问题 。 本 文 主 要 通 过 有 限 元 分 析 软 件 Ａ ＹＳ 析 近 在 经 如 ＮＳ 分 在 跨 越 防 空 洞 的 上 部 建 筑 影 响 下 ， 基 土 体 的 弹 性 模 量 以及 基 础 底 面距 洞顶 的距 离对 地 基 的 最 大 沉 降 和 防 空 洞 衬 砌Ｖｏ ｓｓ 力 的 影 响 。 比 地 ｎＭｉ 应 ｅ 对 各 参 数 水 平 下 的 影 响 量 ， 而给 实 际工 程 提 供 解 决 问 题 的 思路 和 设计 依 据 。 从
ｌｍ ．ｎ ｔｉ ａ ｅ ． ａｙ ｅｆｕ ｄ ｔ ｎｓｍａ ｍｕ ｓｔｌｍ ｅ ｔａ ｉ－ａｄ ｈ ｌ ｒｓＶｏ ｉｅ ｔｅ ｓｕ ｄ ｒｔｅｉ ｌ ｅ ｃ ｆｆ ｕ ａｉｎ ｓ ｉＳｅａｔｃ ｅ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ Ｗｅ ａ ｌｚ ｏ ｎ ａｉ ＇ ｎ ｏ ｘｉ ｍ ｅｔｅ ｎ ｎｄａｒｒｉ ｓ ｅｔ ＇ ｅ ｎＭ ｓｓｓｒｓ ｅ ｈ ｎｆ ｎ ｅｏ ｏ ｎｄ ｔ ｏｌ ｌｓｉ ｎ ｕ ｏ ’ ｍ ｏ ｕｕ ｄｔｅｄｓａ ｅｂ ｔ ｅ ｏ ｎ ａｉ ｎｂ ｓ ｄ ｉ－ａｄｓ ｅｔｒ ｏ ｂ ｓ ｇ也 ｅ丘 ｉｅｅｅ ｅ ｔ ａｙｓｓｓ ｆｗａｅＡＮＳ ｅ ｐ ｅ ｔｕ ｔｒ ｄ ｌｓａ ｈ ｉｔｎｃ ｅｗｅ ｎｆ ｕ ｄ ｔｏ ａ ｅａ ａｒｒｉ ｈ ｌ ＇ ｒｏｆ ｙｕ ｉ ｎ ｎ ｅｓ ｎ ｎｔ ｌｍ ｎ ｌ ｉ ｏｔ ｒ ｎ ａ ＹＳｗｈ ｕ ｐ ｒｓｒ ｃｕ ｅ ｎ ｅ ｃ ｕ ｔｒ ｉ—ａｄ ｓｅｔｒ． ｄＷｅｈａ ｅｃ ｍｐ ｅ ｈ ｎｆ ｅ ｃ ｕ ｎｔｙ ｏ ａ ｈ ｐ ｒ ｍｅｅ ｅ ｅ Ｏ ａ ｏ ｐｏ ｉ ｅｓ ｍｅｐ ａ ｔ ａ ｎ ｉｅ ｒｎ ｒ ｂ ｎｏ ｎ ｅｓａｒｒ ｉ ｈ ｌｅｓ ａ ｖ ｏ ａ ｄｔ ｅｉ ｌ ｎ ｅｑ ａ ｉ ｆｅ ｃ ａａ ｔｒｌｖ ｌＳ ｔ ｒｖ ｄ ｏ ｒｃｉ ｌｅ ｇｎ ｅｉ ｇｐ ｏ — ｎ ｒ ｕ ｔ ｓ ｃ
国道地基沉降有限元实例分析
国道地基沉降有限元实例分析1.概述有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
有限元分析方法可以利用简单而又相互作用的单元元素，用有限数量的未知量去逼近无限未知量。
尤其近年来，广大学者不停的完善有限元中各个模型的参数，使其能更加准确且广泛的应用于各个行业领域。
同时，利用有限元分析方法分析并解决土木工程上的问题也得到越来越广泛的应用。
利用有限元分析的方法来分析地基的沉降可以预测并防治地基沉降带来的危害[1]，将有限元分析方法应用在地基沉降中的重要前提是建立与当地地基沉降相符的模型，从而确保分析结果的可靠性。
本文以内蒙古110国道为依托，建立适合于分析内蒙古地区110国道的沉降有限元模型，以供对其进行改建等工程时进行相对准确的使用及分析。
内蒙古地区110国道路线带主要地貌为低山丘陵、熔岩台地和盆地型地貌单元，地势陡缓相接呈波状起伏。
地质构造较为单一，地基以粉土、砾砂、中砂为主，软土地基段较少且软土段土层较浅。
其地基土黏聚力c=4.77～35.38Kpa，内摩擦角φ=1.06～31.10°。
本文主要以此段国道常见地质条件分析，软土地段施工时已采取换填等施工技术，故不单独考虑。
2. 分层总和法计算地基总沉降2.1几点假定分层总和法是将地基土分成若干一定厚度的水平土层，先计算每层土体的压缩量S，最后将各层累计作为总的土体沉降量。
但是，在应用分层综合法计算沉降量的时候为了应用相关附加应力公式以及室内压缩试验的数据指标，需要对地基土体作下列假定：（1）地基土为一均匀、等向的半无限空间弹性体；（2）地基土的变形条件，为侧限条件；（3）沉降计算的深度，理论上应计算至无限深，实际情况中附加应力扩散随深度而减小，根据压力减小情况，本文计算至30米深度。
2.1分层总和法计算过程分层总和法在计算沉降量时只能对某点进行计算，本文在计算时选取了地基沉降量最大的点，即路基中心处对应的地基进行沉降量计算。
基于ANSYS的有限元分析
有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD 等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. The load is 2625N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
地基固结沉降的随机有限元分析
地基固结沉降的随机有限元分析地基固结沉降是指由于地下土层的压缩和沉降而导致地表或建筑物下沉的现象。
它是土力学和地基工程领域的一个重要研究课题，对于建筑物的安全性和稳定性具有重要影响。
随机有限元分析是一种基于概率论和数值方法的分析手段，可以有效地模拟和预测地基固结沉降的随机性。
在地基工程中，土壤的物理性质和地下水位等环境因素的变化会导致地基固结沉降的随机性。
为了更准确地评估地基固结沉降的风险，研究人员利用随机有限元分析方法对地下土层进行建模。
首先，根据现场实测数据和经验公式，确定土壤的基本参数，如固结指数、压缩系数等。
然后，将地下土层划分为若干有限元单元，建立数学模型。
在模型中引入随机变量，如土壤的弹性模量、抗剪强度等，以考虑地下土层的非均匀性和随机性。
随机有限元分析通过随机变量的概率分布函数和相关性，模拟不同土层单元之间的相互影响和变化规律。
通过随机有限元分析，可以得到地基固结沉降的随机响应。
根据模拟结果，可以评估地基固结沉降的概率分布、均值和方差等统计特性。
同时，还可以分析不同因素对地基固结沉降的影响程度，如土层的固结指数、地下水位的变化等。
这些结果可以为地基工程设计提供有价值的参考，帮助工程师更好地预测和控制地基固结沉降的风险。
需要注意的是，在进行随机有限元分析时，需要准确地确定土壤参数和随机变量的概率分布函数。
这需要充分考虑实际工程情况和现场实测数据，并结合经验公式和专家判断进行合理的估计。
同时，随机有限元分析也需要考虑模型的计算精度和计算量等问题，以确保分析结果的准确性和可靠性。
总之，地基固结沉降的随机有限元分析是一种有效的研究方法，可以帮助工程师更好地了解和预测地基固结沉降的随机性。
它在地基工程设计和风险评估中具有重要的应用价值，对于提高工程质量和保证工程安全具有重要意义。
ANSYS有限元分析步骤2
Fill between KPs：在已知的两个关键点之间插入一系列的
关
键点
实体建模—直线
Straight Line：生成直线 In Active Coord：通过两关键点生成直线 Overlaid on Area ：在选中面上两个关键点间创建该面上 最短的线 Tangent to Line：生成一条在一直曲线端点与之相切的曲 线 Norm to line：生成一条与已知线垂直正交的直线 At angle to line：生成与一条已知线成一定角度的直线
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之
载荷
间通过节点连接，并承受一定载荷。
SOLID70单元
SOLID70具有三个方向的热传导能力。该单元有8个节点且每个节 点上只有一个温度自由度，可以用于三维静态或瞬态的热分析。该 单元能实现匀速热流的传递。假如模型包括实体传递结构单元，那 么也可以进行结构分析，此单元能够用等效的结构单元代替（如 SOLID45单元）
实体建模—面（正多边形）
Triangle：正三角形 Square：正方形 Pentagon：正五边形 Septagon：正九边形 Octagon：正八边形 By Inscribed Rad：设置内切圆的半径来绘制正多边形 By Circumscr Rad：设置外接圆的半径来绘制正多边形 By Side Length：根据边长来绘制正多边形 By Vertices：在工作平面上选取顶点绘制多边形
实体建模—坐标系
模型的建立都是在一定坐标系下完成的，ANSYS12.0中有三类总体坐 标系可供选择：笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系。
总体坐标系及其在ANSYS中的编号
总体坐标系 笛卡尔坐标 柱坐标（Z）
球坐标 柱坐标（Y）
基于ANSYS加筋路堤沉降的有限元分析
［ ］ Ｔ ０ ０ ．－９ 铁路桥涵设计基本规 范［ ］ ２ Ｂ １０ ２ １９ ， Ｓ．
最低位 ８５ ２
［ ］ 交通部 第一公路 工程 公 司． 涵 ［ ． ３ 桥 Ｍ］ 北京 ： 民交通 出版 人
社 ，０ ４． ２０
使用过程 中， 随时检查 ， 紧松动 的螺栓 。 应 上 斜杆不得遗漏 ， 尤其在 曲线上使用更应注意 。
中 图 分 类 号 ： ４ ６ １ １ ．２ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
１ 应用有限元法探讨加 筋土 的工作机理及 性状 ， ） 能够体现筋
可 数值模拟法是加筋土结构分析 中常采 用的一种方 法＿ ， １ 它可 材对土体 中应 力场 及 位移 场 的改 善作 用 ， 从微 观解 释 一些 现 Ｊ 象。２ 通过 假设 被研究介 质的应力一应变 关系 、 ） 屈服准则 以及力 以通过对加筋土结构原始力学情况 以及施 工过程 的合理模拟 ， 计 学边界条件来模 拟结 构的变形破坏的全 过程 ， 其具有研究 费用相 算出其在不 同施 工 条件 下 的力 学状 态 ， 括应 力 场 、 包 位移 场 等。 对低廉 ， 并且还可 以方便地进行参数 研究 的优 点。 本文研究了加筋路堤结构有限元数值模拟 的方法 ， 并对加筋 路堤 但 数值模拟法 的合理性 ， 可靠性 依赖于所建立 的力学模型 的 按不 同高 度 、 同边坡 坡度 、 同加 筋 间距 、 不 不 不同加筋 位置设 置 ， 合理 性 ， 准确性 。 进行对 比分析 。 对 于土体的本构关系 ， 国工程界应 用较 多的是邓肯一张模 我
维普资讯
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２６ ・ ２
第３ ４卷 第 ２ ６期 ２ ００ ８年 ９月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲｔ
第2章ANSYS有限元分析基本步骤
第2章ANSYS有限元分析基本步骤ANSYS有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以用于解决各种结构力学问题。
本文将对ANSYS有限元分析的基本步骤进行详细介绍。
1.确定分析目标：在进行有限元分析之前，首先需要明确分析的目标和要求。
包括确定所要分析的结构或零件的几何形状、材料特性、受力情况等。
2.建立有限元模型：建立有限元模型是有限元分析的关键步骤之一、在ANSYS软件中，可以通过几何建模功能来定义结构的几何形状和尺寸。
然后，根据要分析的问题类型，选择适当的单元类型，并使用网格划分功能将结构分割成适当大小的单元。
3.定义材料特性：在进行有限元分析之前，需要定义结构的材料特性。
包括弹性模量、泊松比、密度等。
可以根据实际情况输入已知的材料特性值，也可以通过实验或理论计算来获得。
4.定义边界条件：边界条件是有限元分析中的重要概念，它用于描述结构在系统中的限制条件。
在ANSYS中，可以通过节点约束和节点载荷来定义边界条件。
常见的边界条件包括固定边界条件、力载荷和位移约束。
5.生成网格：当有限元模型、材料特性和边界条件都定义好之后，可以使用ANSYS软件中的划分工具生成有限元网格。
生成网格的目的是将结构分割成适当大小和形状的单元，以便进行数值计算。
6.设置分析类型：在进行有限元分析之前，需要选择适当的分析类型。
根据具体问题的要求，可以选择其中的静态分析、动态分析、热分析等多种分析类型。
7.执行分析计算：当有限元模型、材料特性、边界条件和网格都设置好之后，可以执行分析计算。
ANSYS软件会根据设置的分析类型和边界条件进行数值计算，并给出相应的结果。
8.结果分析与后处理：分析计算完成后，可以进行结果的分析和后处理。
ANSYS软件提供了丰富的后处理功能，可以对应力、位移、变形、应变等结果进行可视化和分析。
9.结果验证和优化设计：完成有限元分析后，需要对结果进行验证和评估。
与实际情况进行对比，确定结果的可靠性和准确性。
地基沉降下管道的有限元应力分析
合对其 力分布 的影响 。通过 对正 常工 况 下 管道 的 ＡＮ ＹＳ有 限元模 拟 ， 出薄弱 部 位在 管 道 下 Ｓ 得
部 弯曲处 ， 大 Ｖｏ ｓ ｓ 最 ｎＭｉ 等效应 力 为 ７ ． ａ 通过 对 管道 支墩 处和 管道 与 管道 法 兰连接 处等 ｅ １４ＭＰ ；
位置 ４种 不 同沉 降组合 下 的应 力分 析 ， 出管道 支墩 处单 独 沉 降对 管 道 受 力的影 响较 大 ， 得 当下 沉 １ ２ ． ５ｍｍ 时管道 已处 于危险 状 态； 同步沉 降 对 管道 的破 坏 更 为严 重 ， 降 量与 最 大等 效 应 力 呈 不 沉 凹形 曲 面关 系。 因此 ， 对敷 设在 软土地基 上 的管道 ， 针 应控 制 不 均 匀沉 降及 过 大均 匀沉 降的发 生。 基 于 ＡＮＳ ＹＳ计 算得到 的 高应 力 区及 对地 基 沉 降敏 感 的 受 力位 置 即 为 实施 管道 在 线 监 测 的 重 点
２ ２ 钲 第 ４ Ｏ１ １卷 第 ４ 期 第 ８ Ｏ页
ｏＩ Ｌ ＦＩ ＥＬＤ
石 油 矿 场 机 械 Ｅ ＱＵＩ Ｍ Ｅ Ｐ ＮＴ
２ １ ４ （ ）８ ～８ ０ ２， １ ４ ： Ｏ ３
文 章 编 号 ： ０ 卜 ３ ８ （ ０ ２ ０ — ０ ００ １ ０ ４ ２ ２ １ ） ４０ ８ — ４
地基 沉 降下 管道 的有 限元应 力分 析
冷 建 成 ， 国强 ， 国威 ， 周 张 吴泽 民
（ 北 石 油 大 学 机 械 科 学 与 工程 学 院 ， 龙 江 大 庆 １３ １ ） 东 黑 ６３ ８
摘要 ： 受地基 沉降影 响的 某膨胀 压缩机 压缩 端进 口管道进 行静 力分析 ， 对 并探讨 了不 同地基 沉降组
基于ANSYS软件的有限元分析
基于ANSYS软件的有限元分析作者：朱旭，霍龙，景延会，张扬来源：《科技创新与生产力》 2018年第7期摘要：ANSYS软件是大型通用有限元分析程序，操作简单方便，功能强大。
对ANSYS软件的发展历程和功能进行了说明，对基于ANSYS软件的有限元分析流程进行了详细介绍，并通过平面悬臂桁架结构实例详细介绍了ANSYS软件在有限元分析中的应用。
结果表明，ANSYS软件是有限元分析强有力的工具，能够完成各种工程问题的有限元数值模拟。
关键词：数值模拟方法；有限元分析；ANSYS软件中图分类号：TP391.7 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.07.097目前在工程领域中常用的数值模拟方法有有限单元法、边界元法、有限差分法等，其中以有限单元法的应用和影响最广。
有限单元法是一种连续结构离散化数值计算方法，通过对连续体划分单元，用单元和节点组成有限未知量的近似离散系统去逼近无限未知量的真实连续系统[1]。
有限单元法具有适应性强、计算精度高、计算格式规范统一等诸多优点，已经广泛应用到土木工程、机械工程、航空航天、核工程、海洋工程、生物医学等诸多领域中。
早在18世纪末，欧拉就用与现代有限元相似的方法求解了轴力杆的平衡问题。
随着计算机技术的快速发展，有限元数值模拟技术日益成熟。
ANSYS软件是美国ANSYS公司出品的集结构、流体、电场、磁场、声场等多领域分析于一体的大型通用有限元分析软件，能与多数计算机辅助设计软件（如Pro/Engineer，CATIA，AutoCAD等）接口，实现数据的共享和交换[2]。
基于ANSYS软件的有限元分析，将有限元分析和计算机图形学结合在一起，不仅能够为各种工程问题提供可靠的有限元分析结果，而且可以显示构件的变形图和应力云图等可视化结果，还可以观察到试验中无法观察到的发生在结构内部的一些物理现象，例如弹体在不均匀介质侵彻过程中的受力与偏转等。
基于ANSYS的软土路基路堤分层填筑的沉降分析
Ｑ 粉质黏土，灰绿色一 黄褐色， 硬塑，含铁锰质结核，％＝ １ ５ ０ ｋ Ｐ ａ ，Ｉ ／
土 ，黄 褐色一 灰色 ，中密 ，饱 和 ，夹粉 砂 ， ＝ １ ２ ０ ｋ Ｐ ａ ，Ｉ 砂 、粉 土 ，褐灰色 ，稍密一 中密 ，ｏ ｎ ＇ ＝ １ ２ ０ ｋ Ｐ ａ ，Ｉ
沉降变形控 制 已成 为 铁路 路基 设计 和施 工 中的关 键 和重 点 ＿ ２ ］ 。工 程建 设 中 ，由于 软 土 路 基 压 缩 性 高 ， 渗透性低 ，固结变 形 持续 时 间长 Ｊ ，所 以 ，在 软 土 路 基施工 中 ，路 基沉降变形控 制就显得尤 为重要 。 软土路基路 堤 在分 层 填 筑过 程 中 ，较 大 的沉 降
１ ． ２ 工程地质条 件
路 基路堤在分 层填 筑 过程 中 的沉 降规 律 ，具有 重 要
的意义 。
线 路所经地 区为长江 冲积河 口新 三 角洲平原 区 ，
地层 为第 四系松 散堆 积层 ，软 土地 基 在沿 线 广泛 分 布 。七 度地震 区地 表 以下 １ ５ ｍ范 围 内粉 土 、粉 砂多 为可液 化层 。施 工 区域 内特 殊岩 土 主要 是 广泛 分 布
重 圭：塑 鱼： 塾望： ：
：
图１ 地 质剖 面 （ 单 位 ：ｍ）
０ 引言
路基 ２ １ ． ２ ０ ６ ｋ ｍ，桥 梁 １ ２ １ ． ４ ０ ０ ｋ ｍ。铁路 等 级 为 国 铁Ｉ 级 ，设 计速度为 ２ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ ，正 线线 间距 ４ ． ４ ｍ， 到发线 有 效 长 度 为 １ ０ ５ ０ ． ０ ｍ，部 分 车 站 ６ ５ ０ ． ０ ｍ。 线路所经地 区 ，软土地 基广泛分 布 。结 合工 程实 际 ，
ANSYS在混凝土基层沥青路面结构计算中的应用
1
12
(1
2 13
E11 ) E33
2 13
E33 E11
1
2
2 31
1 ( E33 2 E11
2 12
E33 E11
2
2 31
)
1 2
E33 E11
E11 , E22 , G31 0
❖ 上述条件是理论分析后得出的应该满足的x方向各参数间的相互关系,y方 向上参数间的关系可类似地导出.
❖ 对接触的更好的模拟方法：
❖ 3> 读入热分析结果.
❖ 5> 施加约束,定义边界条件,模型中设置地基底面自由度完全约束.
❖ 6> 求解.
❖ 如果单独求汽车荷载产生的应力,可直接建立结构体单元施荷加约束求得. 如果要求温度和汽车的复合应力,可在计算中加入施加汽车荷载的步骤.本 模型中都采用线弹性材料,对于非线性材料,ANSYS 也有强大的求解功能.
❖ 选取以下的参数对混凝土基层进行有限元计算：
❖ 面层厚度为14cm,模量为1800MPa,基层厚度为21cm,模量为25000MPa, 地基模量为600MPa.温度梯度为0.3℃/cm.
❖ 3. 3 荷载应力分析
❖ 基层横向受力图
❖ 基层底部沿纵向边缘受力图
❖3.4 温度应力分析
❖ 基层横向受力图
声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元 分析软件.由世界上最大的有限元分析软件公 司之一的美国 ANSYS公司开发,是美国机械 工程师协会、美国核安全局及近20种专业技 术协会认证的标准分析软件. ❖ ANSYS 软件主要包括三个部分:前处理模块, 分析计算模块和后处理模块.前处理模块提供 了一个强大的实体建模及网格划分工具可以 方便地构造有限元模型.在加载求解过程中,包 括位移、力、温度在内的任何荷载均可以直 接施加在任意几何实体或者有限元实体上,载 荷可以是具体数值,也可以是与时间或者坐标 有关的任意函数.后处理模块可将计算结果以
软土路基沉降的实测及有限元分析
软土路基沉降的实测及有限元分析一、绪论1. 背景介绍及选题依据2. 目的与意义3. 国内外研究现状二、实测分析1. 试验区域选取及试验方案设计2. 实验数据采集与处理3. 软土路基沉降实测结果分析三、有限元数值模拟1. 路基结构及数值模型建立2. 材料性质与本构关系确定3. 软土路基沉降数值模拟结果分析四、实测与数值模拟结果比对1. 实测与数值模拟结果对比2. 讨论分析实测与数值模拟结果偏差的原因及改进方案3. 结论与启示五、结论1. 研究主要结论概括2. 研究创新性贡献与不足3. 进一步研究方向及展望六、参考文献一、绪论随着城市化建设的不断推进，新建道路数量逐年增加，而其中很大一部分道路路基建设在软土地基上。
软土地基由于其弱的物理和力学性质，对路基的支撑和稳定性有重要影响。
土壤在受到荷载作用时，土体产生各种变形和破坏，路基在使用过程中会发生不同程度的沉降，从而影响路面的平整程度和使用年限。
因此，对软土路基沉降特性的研究具有重要的理论和实际意义。
软土路基沉降是一个复杂的地下工程问题，涉及土体工程、力学、岩土工程、计算机科学等多个学科领域。
为了研究软土路基沉降特性，既要进行实地试验，又需要运用有限元数值模拟方法进行计算分析。
实测与数值模拟相结合，可以更加全面深入地研究软土路基沉降的机理和规律，揭示土体变形破坏的本质和规律，为软土路基设计提供理论支撑和实践指导。
本论文将对软土路基沉降的实测及有限元分析进行研究，通过实地试验和有限元数值模拟两种方法，对软土路基沉降机理和规律进行探究，并评估其对路基稳定性的影响。
本研究旨在深入分析软土路基沉降问题的本质及其机理、探讨影响软土路基沉降的因素、提高路基的稳定性和使用寿命。
通过对国内外研究现状的分析，发现对软土路基沉降特性的相关实验和研究鲜有人进行，而有限元数值模拟方法相对成熟，但缺乏实际应用中的验证和对参数的合理选取，这就需要通过实验和计算模拟相结合的方法深入研究软土路基沉降问题，为路基的设计和改进提供理论和实践参考。
黄土高填方路堤沉降观测及有限元分析
黄土高填方路堤沉降观测及有限元分析三航宁波分公司王斌熊宗瑜［摘要］以经过常规碾压和重锤夯实补强的甜永高速TY05标湿陷性黄土高填方路堤试验段为研究对象,在路堤填筑完成后对该路段进行沉降观测，研究其工后沉降影响因素及变化规律。
使用ANSYS有限元软件对路基建立模型，进行沉降计算，与实测沉降值进行比较,发现两者计算结果差距不大，可以为类似湿陷性黄土填方路堤计算和控制工后沉降提供一定依据。
［关键词］湿陷性黄土高填方沉降有限元法1前言随着西部交通网络的扩张，黄土高路堤成为黄土地区常见的公路结构形式。
然而由于黄土填料自身的遇水失陷、结构疏松的独特性质以及高填路堤自身的特点，使得黄土地区高填方路堤的病害多发。
如相关研究对公路病害进行调查时发现西宝高速全线路基沉陷达58处，且多出现在高填方路段处。
由此可以看岀，沉降是高路堤设计和施工中必须解决的技术难题。
文章依托甜永高速TY05标段高填方试验段的工后沉降观测，分析总结该段路堤工后沉降变形的规律；然后结合大型有限元ANSYS软件，利用试验确定的土工参数，建立路堤计算模型，仿真分析该段填方路堤工后沉降变形规律，并与现场实测数据进行对比，检验其准确性和适用性。
通过长期观测与相应的数值分析，对该项目其他几段高填方路基填筑具有一定的指导作用。
2工程概况2.1试验段高填方路堤施工说明正在建设的甜永高速TY05标段项目，位于甘肃省庆阳市，主线桩号K93+900-K104+ 500,总长10.45km。
本标段有高填路堤5段,共计166m,最大边坡高度达24m,试验路段选为主线K98+065-K98+100段，共长35m,所需填料由互通区B匝道路基挖方段调入。
本处路基中心最大填高10-16m,边坡最大填土高度20.2m,路基跨越山体边脚,属黄土冲洪积一级阶地地貌单元。
为保证路基稳定,减少工后沉降,在原路基基底开挖2m后由里向外施工灰土桩处理原基底湿陷性黄土，施工完成后在其上施工2m级配碎石垫层，待地基处理完成,检测达到设计要求后再填筑路基，路基每填筑2m 釆用重锤夯实处理。
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能，对路基沉降靠得住度施行研究讨论，并经过一个算例解释明白其办法的行得通性。 对其他工程的靠得住性计算有一定的引导意义。 2靠得住性计算理论 简言之靠得 住性就是指目的值小于某一个准许值的几率，按靠得住性理论中的功能函数树立办法， 如基本变量由X1，X2……，Xn组成，Q为基本变量的函数，功能函数可表达为 Q=f(X)=u0-u(X) 式中，u0为准许值，u为计算值，在几率极限状况预设理论中，极限 状况方程为 f(X)=u0-u(X)=0 故而求解靠得住性就是求极限状况函数f(X)≥0的几率 。 3板型树立及计算商议 3.1确认性板型 路基有限元板型如图1所示，上局部 为路堤，下局部为路基。路基的高度为8m，路基的长度为20m，路堤的高度为3m，路 堤顶半宽为3m，边坡比为1：1。认为合适而使用ansys的八节点PLANE
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散布。基本随机变量见表2。认为合适而使用ANSYS软件的蒙特卡罗摹拟办法施行靠得 住度计算，施行200次循环计算施行靠得住性剖析。 图6和图7给出了路堤弹性模量和 路基疏密程度的随机散布图。计算最后结果如图8到11所示。图8给出了路基最大沉降量 随摹拟回数的变动事情状况，由图可知路基最大沉 降的最大值为0.1973m,最小值为 0.1609m。图9给出了路基沉降最大值的柱状况图，由图可知：路基沉降最大值显露出来 频率无上的0.m。 图9给出了路基沉降最大值的几率散布图，由图可知：路基沉降的均值 为0.1973m,方差为0.7366e-2m，路基沉降最大值大于0.192m且相信 度为95百分之百的 几率是20百分之百，因为这个假如准许的路基最大沉降为0.192m，则靠得住度为80百分 之百，靠得住度的非常准确度与取样回数相关，取样回数越多，计算
基于Ansys的路基沉降靠得住性有限 元剖析
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1引言 路基的沉降计算和预先推测在道路工程中有着非常关紧的意义，解决 软基路堤沉降问题，是高速马路预设与动工的关键存在的地方。土体是在人的总称无力 扼制的条件下 形成的，其性质表达出非常大的异样变化性川。数量多尝试、计数表明， 土性参变量的异样变化系数远比世人工材料大。在地基沉降计算方面，几率剖析办法可 以较好地反映地 基土的不确认性。到现在为止地基沉降靠得住度剖析办法主要有两类:一 是直接法施行的沉降靠得住度剖析，但过于简单;二是基于随机有限元的地基沉降几率计 算办法，理论 比较复杂，不易掌握。所以，怎么样把现存的有限元软件用于路基沉降的 靠得住度计总算很有实际意义的。 ANSYS是一个功能十分坚强雄厚的有限元剖析软 件。已经有学者运用ANSYS的几率剖析功能，在结构预设方面做过研讨。本文旨在/anli/02/20131123/1055.html 定位基准的选择
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183单元摹拟，思索问题其大变型影响。运用绝对牛顿-拉弗森算法。不思索问题土体的 排水固结，按总应力法计算。认为合适而使用Drucker-Prager板型描写土体的非线性， 其屈挠条件是意义广泛Mises准则，其本构关系如图2和图3所示。在D-P材料中用表现出 来大小膨胀的体积，不思索问题土体积增大。板型计算参变量见表1。图4和图5给了确 认性板型y方向的位移云图和等效应力云图。有此可知：路基的最大沉降为18.55cm;最大 等效应力为Pa。 3.2不确认性板型 由确认性剖析的全部代码组成.mac的剖析文 件，参变量化剖析文件的形成是靠得住性剖析中至关关紧的一环，文件中要求里面含有 完整的剖析过程，APDL剖析手续经过反反复复调配使用剖析文件来求得所需的计算最后 结果。 思索问题疏密程度与弹性模量的随机性，设疏密程度和弹性模量服均从正态
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的数值越精 确。图11给出了随机参变量对路基沉降最大值的影响，由图可知：路基的弹 性模量对其计算最后结果影响最大。4论断 从以上剖析和计算可知： (1)ANSYS 可以较好的处置实际工程的靠得住性问题。 (2)认为合适而使用apdl语言编织手续来 成功实现路基沉降的参变量化计算，并应用到靠得住性计算，思考的线索清楚办法简单 ，计算靠得住。 (3)路基的弹性模量对其计算最后结果影响最大，路堤的弹性模量对 其计算最后结果影响最小。
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