基于Ansys的大体积混凝土温度场有限元分析
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析1混凝土结构是我们生活和工作环境中不可或缺的部分。
为了保证结构的安全性和耐久性，需要进行大量的试验和分析。
钢筋混凝土结构试验有限元分析是其中一种方法，本文将介绍如何基于ANSYS进行试验有限元分析。
1、前期准备工作进行钢筋混凝土结构试验有限元分析前，需要进行一些前期准备工作。
首先要确定模型的尺寸和几何形状，包括梁的长度、宽度和高度，钢筋的数量和材料等信息。
其次是建立材料模型。
钢筋和混凝土的本构关系可以参考各种规范和文献，例如ACI318和EHE等。
最后是进行荷载和边界条件的设置。
这些参数可以根据试验的要求进行设定。
2、建立有限元模型通过ANSYS软件建立钢筋混凝土结构的有限元模型。
其中，混凝土部分采用可压缩性线性弹性模型；钢筋采用弹塑性模型，可以考虑材料的塑性性质。
首先，选择适当的元素类型，包括梁单元和实体单元。
对于梁单元，要选择适当的截面类型和断面参数。
对于实体单元，要确定网格的大小和形状。
然后，按照模型的几何形状和材料参数设置单元类型和属性。
最后，进行单元的划分和网格生成，调整边界条件，使其与试验条件保持一致。
3、分析和结果在模型准备就绪之后，进行分析和结果的处理。
首先，定义荷载和边界条件，可以模拟多种加载模式，例如单点荷载、均布荷载、自重等。
然后，进行静态分析或动态分析。
静态分析可以计算结构的变形、应力和应变等参数；动态分析可以模拟结构在地震、风等自然灾害下的响应。
最后，进行结果的处理和分析。
包括可视化、动画演示、应力云图、位移云图等，能够对计算结果进行全方位的检查和分析。
综上所述，基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析是一种非常有用的手段，可以帮助工程师更准确地评估结构的安全性和耐久性。
它具有良好的可靠性和可操作性，可在较短的时间内快速建立模型和分析结果。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析2钢筋混凝土结构是目前建筑工程最常用的一种结构形式，其优点在于承载能力强、耐久性好、施工方便等。
ANSYS模拟大体积混凝土浇筑过程的参数分析
１．ＡＮＳＹＳ分析的原理和步骤ＡＮＳＹＳ的热分析［１］包括稳态和瞬态两种，如果系统的温度场与时间无关，则称该系统处于稳定的热状态，简称稳态；如果系统的温度场随时间发生变化，则称系统处于瞬态。
显然，大体积混凝土的浇筑过程属于瞬态分析，也属于非线性分析。
我们不仅要进行混凝土温度场的模拟还要进行应力场的模拟，所以要用到ＡＮＳＹＳ中耦合分析，ＡＮＳＹＳ提供了两种分析耦合场的方法：直接耦合与间接耦合。
直接耦合法的耦合单元包含所有必须的自由度，仅仅通过一次求解就能得出耦合场分析结果；间接耦合法是以特定的顺序求解单个物理场的模型，通过把第一次场分析的结果作为第二次场分析的载荷来实现两种场的耦合。
如我们用到的热－应力耦合分析就是将热分析得到的节点温度作为载荷施加在后序的应力分析中来实现耦合的。
基本步骤如下：第一步：进行热分析，可选择ＳＯＬＩＤ７０单元；第二步：重新进入前处理器，转换单元类型；将热单元转换为相应的结构单元，原来的ＳＯＬＩＤ７０单元将自动转换为ＳＯＬＩＤ４５单元，其对应的命令是ＥＴＣＨＧ，ＴＴＳ。
第三步：设置结构分析中的材料属性；第四步：读入热分析结果并将其作为载荷；可采用命令ＬＤＲＥＡＤ读入热分析的节点温度，或点击ＭａｉｎＭｅｎｕ＞Ｓｏｌｕｔｉｏｎ＞ＬｏａｄＡｐｐｌｙ＞Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＞ＦｒｏｍＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓ。
注意，结果文件的扩展名为＊．ｒｔｈ。
第五步：指定参考温度；在参考温度处，热应力值为零。
第六步：求解及后处理。
２．温度场的求解２．１三种基本传热方式（１）热传导，遵循傅里叶定律（导热基本定律）：ｑ″＝－λｄＴｄｘ，式中ｑ″为热流密度（Ｗ／ｍ２），λ为导热系数（Ｗ／ｍ·℃），“－”表示热量流向温度降低的方向。
（２）热对流，用牛顿冷却方程来描述：ｑ″＝β（ＴＳ－ＴＢ），式中β为对流换热系数，ＴＳ为固体表面的温度，ＴＢ为周围流体的温度。
（３）热辐射，指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术在大型混凝土结构建设的过程中，温度场分析对保障混凝土结构的安全性至关重要。
ANSYS作为工程领域中常用的数值模拟工具，能够对混凝土温度场进行准确的计算，为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。
但是，对于大体积混凝土的温度场计算，存在一些关键技术需要考虑，下面将进行详细介绍。
1. 混凝土的物理性质混凝土的物理性质是温度场模拟中的关键因素之一。
混凝土在浇筑后的初凝期、成型期、硬化期、老化期等各个阶段的物理性质都存在巨大的变化。
因此，在进行混凝土的温度场计算前，需要准确地测量混凝土在不同时间点的物理性质，如热导率、比热容、密度等。
2. 热源的模拟混凝土的温度场计算需要考虑混凝土内部的各种热源对温度场的影响。
建筑中的热源包括太阳辐射、室内外温度差、人体热辐射等，需要对这些热源进行准确的模拟。
3. 初始条件的设置混凝土温度场计算的初始条件设置直接影响计算结果的准确性。
混凝土在浇筑后的初始温度值、初始变形状态的设置等都需要进行准确、合理的处理。
4. 传热模型的选择对于大体积混凝土的温度场计算，需要选择合适的传热模型。
传热模型可以根据混凝土的物理性质和热源的模拟情况，选择适用于不同情况下的传热模型，如动态传热模型、静态传热模型等。
5. 计算方法的选择针对大体积混凝土温度场的计算，需要选择合适的计算方法。
常用的方法有有限元法、有限差分法等，需要根据混凝土内部温度场、变形场等的变化情况，选择合适的计算方法。
6. 数值模拟使用ANSYS进行混凝土温度场计算，需要进行数值模拟。
数值模拟是对真实物理系统的数学模拟，通过建立数学模型，利用计算机运算获得物理系统的各种行为特性，如温度场、应力场、变形场等。
7. 计算结果的验证在进行混凝土温度场计算后，需要对计算结果进行验证。
验证结果通常采用实验测试的方式进行验证，如温度测试、原位应力测试、变形测试等。
，针对大体积混凝土温度场计算，需要考虑混凝土的物理性质、热源模拟、初始条件设置、传热模型选择、计算方法选择、数值模拟和计算结果验证等方面的关键技术，以保证计算结果的准确性和可靠性。
基于ANSYS下混凝土箱梁水化热温度场的有限元计算
不锈钢钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究
张国学1 ,徐永生2 ,丁 舟2
(11 佛山科学技术学院 土木工程与建筑系 ,广东 佛山 528000 ; 21 华南理工大学 土木系 ,广州 510640)
摘要 :基于三根不锈钢钢筋混凝土梁和一根普通钢筋混凝土梁的试验结果 ,对不锈钢钢筋混凝土梁的受 力性能进行了较为系统的分析和研究 。结果表明 ,与普通钢筋混凝土梁相比 ,不锈钢钢筋混凝土梁的极 限承载力和裂缝宽度为 013 mm 时的对应荷载值均有所提高 ,但增加幅度较小 ,而梁的挠度值却有较大 程度的增加 。因此建议不锈钢钢筋混凝土梁的裂缝宽度和极限承载力可按现行混凝土结构设计规范计 算 ,但挠度计算需要适当修改 。 关键词 :不锈钢钢筋 混凝土梁 受弯性能 试验 中图分类号 :TU37511 ; TU317+ 11 文献标识码 :A
3 结语
1) 混凝土结构浇筑后水泥水化是较为复杂的化学 反应过程 ,水化热在混凝土结构中形成瞬态温度场 。 应用有限元软件 ANSYS 建立有限元模型进行分析 ,对
2008 年第 2 期
铁 道 建 筑 Railway Engineering
13
文章编号 :100321995 (2008) 0220013203
B 截面部分测点实测数据曲线 。
m) 的梁段进行实体建模 ,能够反映实际混凝土箱梁水
化热温度场的分布情况 。
据此 ,建立 B 截面 (跨中截面) 节段实体模型如图
4 (A 截面节段类似 ,略) 。热分析有限元计算单元选用
三维温度单元 Solid 70 (八节点六面体温度单元) 进行
分析 。定义混凝土材料特性 ,包括性能参数 : 导热系
本文结合在建杭州湾跨海大桥工程 ,采用有限元 分析方法 ,应用 ANSYS 软件 ,对移动模架施工 50 m 预 应力混凝土箱梁浇筑过程中的水化热温度场进行仿真 模拟 ,计算各个时间段箱梁截面温度场 ,结合实测温度 进行对比分析 ,探寻其分布规律和特点 ,以达到防止温 度裂缝产生的目的 。
大体积混凝土热工计算及温度场有限元仿真分析
T = 0
0.92 (m T +mT T +mT ) +4.2 Tw(m ) −c1(ωsam +m −ωsam −ωgmg ) +cw(ωsamsaTsa +ωgmT +ωgmg ) ce ce s s sa sa g g w sa g g sa 4.2 mw +0.92 (m +m +m +mg ) ce s sa
λ β
当 1m 厚底板采用 1 层 3cm 阻燃草帘保温时，在 3d 龄期，代入数据可得：
β =
λ——混凝土的导热系数，取 2.33W/m·K； K——计算Байду номын сангаас减系数，可取 2/3； β——保温层的传热系数（W/m·K）；
β= 1 δi 1 ∑ λi + βq
∑
h/ = K λ = 2 × 2.33 = 0.4m β 3 3.88
水化热与温差计算（℃） 入模温度 8 8 最高温度 32.6 26.2 表面温度 16.8 12.9 内外温差 15.8 13.3
Tb (t ) = Tq +
4 / h ( H − h/ )∆T(t ) 2 H 4 = −5 + × 0.733× (4.166 − 0.733) × 37.6 = 16.8o C 2 4.166
b
——泵管外保温材料导热系数[W/(m•K)]，草帘被取为 0.14 W/(m•K)；
ωsa—砂子的含水率（%）；ωg—石子的含水率（%）；
cw—水的比热容（kJ/kg·K）； c1—冰的溶解热（kJ/kg）。 当骨料温度大于 0℃时，cw=4.2，c1=0；
第 250 页 共 369 页
db——泵管外保温层厚度（m），计算时取为 3cm； Dl——混凝土泵管内径（m），计算时取为 122mm； Dw——混凝土泵管外围直径（包括外围保温材料）（m），计算时取为 155mm； ω——透风系数，计算时取 1.35；
大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力
大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力摘要：通过利用结构有限元分析程序midas/civil对一座桥梁承台进行水化热分析研究，总结出大体积混凝土在水化热影响下温度的分布规律以及温度应力的变化规律，对分析结果进行比较和总结，可提出防止混凝土开裂的一些应对措施。
关键词：大体积混凝土;有限元分析;温度场应力1 引言大体积混凝土在现代土木工程施工中的应用已非常普遍, 但却常常出现裂缝和变形, 严重影响了结构的整体性和耐久性。
国内外工程实践表明，防止温度裂缝的关键在于混凝土温度控制和温度应力控制。
目前，关于大体积混凝土的温度计算一般都是利用经验公式计算混凝土的中心最高温度和表面温度，未能考虑混凝土内部温度的连续性和连续变化的外界气温的影响。
在温度应力计算方面，目前施工单位也多采用公式分开计算外约束力和内约束力，这并不能反映出大体积混凝土各处的温度应力分布。
本文针对大体积承台混凝土，根据热传导基本原理以及有限元原理对大体积混凝土温度应力的计算进行理论分析，同时考虑徐变干缩等因素对大体积混凝土变形裂缝的影响无疑对结构设计和施工有很好的指导作用。
2 大体积混凝土温度场及温度应力理论分析2.1 大体积混凝土温度场分析混凝土的温度场的计算与求解，实际上是一个热学问题。
分析大体积混凝土温度场，需要根据当地气候条件、施工方法及混凝土的热学特性，按热传导原理进行计算。
混凝土浇注完成后，混凝土在水泥水化热作用下，可以看成有内部热源强度具有瞬态温度场的连续介质，其瞬态温度场的计算实质是三维非稳态导热方程在特定边界条件下和初始条件的求解。
导热方程为：式中为混凝土瞬时温度；为混凝土导热系数；为混凝土比热；为混凝土容重；为单位体积内水化放出的热量。
要计算确定混凝土内部温度场，首先应选取水泥水化放热规律，再确定水化热生热率：式中,q为水化热；t为龄期；为无穷大时的最终水化热；m为水化系数。
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术.
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术王新刚1高洪生2 闻宝联3(⒈中交天津港湾工程研究院有限公司结构所，中国天津，300222;⒉中交一航局五公司，河北秦皇岛，066002；⒊天津市市政工程研究院,天津，300074摘要：为了能够用ANSYS较为准确地计算大体积混凝土温度场，本文结合工程实例，对单元选择、网格划分以及各时变参数的技术处理进行了分析和探索。
计算结果表明,温度场的计算值与实测值比较接近，在变化趋势上也基本一致，同时也验证了本文所提出方法的可行性。
关键词:大体积混凝土；水化热；温度场;ANSYSkey technologies calculate the mass concrete temperature field with ANSYSW ANG Xin—gang1GAO Hong—sheng2WEN Bao—lian2（⒈Tianjin Port Engineering Institute， Ltd。
of CCCC—First Harbor Eng。
Co。
, Ltd.， Tianjin 300222； 2. No.5 Engineering Company Ltd. Of CCCC First Harbor Engineering Company Ltd., Qinhuangdao 066002;⒊Tianjin Municipal administration Research institute， Tianjin 300074Abstract： In order to calculate the mass concrete temperature field accurately with ANSYS， the analysis and the exploration has carried on to the unit select， the grid division as well as each time variable element's technical processing in this article unifies the project example。
基于ANSYS的大体积混凝土温度场计算程序开发
基于ANSYS的大体积混凝土温度场计算程序开发1 概述对于大体积混凝土结构的温度场有限元仿真计算，不少科研单位结合国家“七五”、“八五”和“九五”科技攻关课题，自行编制了大体积混凝土结构的温度场计算程序，开发模式基本都是采用FORTARN语言编制有限元程序库加VB语言制作可视化界面。
然而此种开发模式存在前处理不直观、后处理不直接、开发的单元类型有限以及对实体模型和单元的形状有较高要求等，实际应用起来难免有些缺陷。
本文直接在大型商用有限元软件ANSYS的基础上进行二次开发，对已有的资源进行改造扩充以适应各种复杂体型的大体积混凝土结构温度场计算，使大体积混凝土结构的温度场计算仿真程序走向普及和通用。
2 ANSYS软件的优点ANSYS软件是美国ANSYS公司开发的大型通用商业有限元计算软件，在FEA行业中第一个通过了ISO9001质量认证。
ANSYS软件融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体，并可进行多物理场耦合计算，广泛应用于核工业、航空航天、国防军工、土木工程、水利工程等行业的科研和设计。
ANSYS具有以下主要特点：(1)完备的前处理功能。
ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具，可以方便地构建数学模型和有限元模型，而且还提供了近200种单元类型。
工程技术人员利用实体建模、网格划分工具及丰富的单元类型可以方便而准确地构建反映实际工程结构的仿真计算模型。
(2)强大的求解器。
ANSYS提供了对多种物理场的分析，分析计算模块包括结构、热、流体、磁场、声场以及多物理场的耦合分析，分析的类型包括线性分析、非线性分析和高度非线性分析。
另外，ANSYS还可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析等功能。
(3)方便的后处理器，ANSYS软件的后处理包括通用后处理模块POST1和时间历程后处理模块POST26两个部分。
通过后处理器可以将计算结果以图表、曲线、动画等形式显示或输出，结果图形显示也有多种方式，如彩色云图、等值线图、矢量图、粒子流迹图、立体切片图、历时曲线图等。
基于ANSYS的大体积混凝土温控措施分析
基于ANSYS的大体积混凝土温控措施分析徐振;蒋玲;赵军【摘要】Based on Bailianya reservoir, the article analyzes the stress state of large volume concrete in different technical indicators with the finite element software--Ansys. Through the comparison of theo- retical value and actual value, the measures of temperature control are optimized which may have a cer- tain reference to similar projects.%以白莲崖水库为例,结合大型有限元软件Ansys分析养护技术指标和养护方式,分析大体积混凝土在不同技术指标下可能出现的应力状态,通过理论值与实际值的对比,优化温控措施,对类似项目有一定的借鉴作用。
【期刊名称】《滁州学院学报》【年(卷),期】2012(014)002【总页数】2页(P69-70)【关键词】大体积混凝土;Ansys;温控措施【作者】徐振;蒋玲;赵军【作者单位】安徽省水利水电勘测设计院,合肥230088;安徽职业技术学院,合肥230051;江西省建工集团公司,江西南昌330700【正文语种】中文【中图分类】TU74混凝土在现代建设工程中，占有非常重要的地位。
与普通混凝土相比，大体积混凝土具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土浇筑量大、工程条件和施工技术要求高等特点［1］。
要保证大体积混凝土的施工质量，就要解决混凝土表面裂缝和收缩裂缝问题，温度控制是关键。
目前常用的温控方法主要有两种：第一是外保法。
所谓外保法就是对体积混凝土结构采取相应保温保湿措施，控制凝土结构表面温度和湿度不受散失，从而控制凝土内外温差在规范允许范围内；第二是内降，内降法就是在大体积混凝土结构中采取布设却水管的方式进行降温。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构非线性有限元分析
2、应力-应变曲线：描述了混凝土和钢筋的在往复荷载作用下的变形和能量吸收能力，显示 了结构的塑性变形和损伤演化过程。
参考内容
引言
钢筋混凝土结构在建筑工程中具有重要地位，其非线性行为对结构性能影响 显著。因此，进行钢筋混凝土结构的非线性有限元分析对于预测结构响应、优化 结构设计具有实际意义。本次演示将根据输入的关键词和内容，建立钢筋混凝土 结构非线性有限元分析模型，并详细描述分析过程、结果及结论。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构 非线性有限元分析
基本内容
引言：
钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑工程的重要材料，其非线性力学行为 对结构设计的安全性和稳定性具有重要影响。为了精确模拟钢筋混凝土结构的真 实行为，需要借助先进的数值计算方法，如非线性有限元分析。ANSYS作为一种 广泛使用的有限元分析软件，为钢筋混凝土结构的非线性分析提供了强大的支持。
对于钢筋混凝土，其非线性行为主要来自两个方面：混凝土的本构关系和钢 筋与混凝土之间的相互作用。在非线性有限元分析中，需要建立合适的模型来描 述这些行为。例如，可以采用各向异性本构模型来描述钢筋混凝土的力学行为， 该模型可以捕捉到材料在不同主应力方向上的不同响应。
二、ANSYS中混凝土本构关系研 究
在进行荷载试验时，通过施加不同大小和方向的荷载，检测结构的变形和破 坏过程。采用静力荷载试验和动力荷载试验两种方式，分别模拟实际结构在不同 荷载条件下的响应。在试验过程中，记录各阶段的位移、应变和荷载数据。
在进行有限元分析时，采用ANSYS软件对试验数据进行模拟分析。首先进行 模态分解，了解结构的基本振动特性。随后进行屈曲分析，预测结构的失稳趋势。 通过调整模型参数和网格划分，对比分析不同方案下的有限元计算结果，为结构 的优化设计提供依据。
大体积混凝土结构温度控制及有限元分析
其 瞬态温 度场 的计算 实质 上是 三维 非稳态 热传 导方 程 在特定 初始 条件 和边界 条件 下 的求解 。
２ １ 热传 导方程 ．
在 固体 的热传 导 中 ， 流量 ｑ单 位 时 间 内通过 热 （ 单 位面 积 的流量 ）与温 度 梯 度 ａ ／ｘ成 正 比， 热 Ｔａ 但 流方 向与温 度 梯度 方 向相反 ｜ ， 根 据 凝 土 在绝 ２再 ］ 昆 热条件 下 由于水 化 热作 用 引 起 温度 上 升 ， 得 出混 可 凝土 的热传 导方 程为
应力 ； 裂缝 ； 制 ； 限元 法 控 有
／、 １
（） ２
ａ ｒ一“ ｘ 。 ｙ 。３。 。 ｔ Ｉ ３ ３ ｚＩ ８
１ 引 言
随着桥 梁 建设 的快 速发 展 ， 跨 径桥 梁 越 来越 大 多， 大体 积混 凝土 结 构在 桥 梁 工 程 中 的应 用 也 越来 越 广泛 ， 如桥 墩 、 台 、 础 、 承 基 锚碇等 都属 于大体 积混 凝 土结 构 。 由于 大 体 积 混 凝 土结 构 的 截 面 尺 寸 较
大 ， 以 由外 荷载 引起裂 缝 的可能性 很小 ， 所 但水 泥在 水 化反 应过 程 中释放 的水化 热所产 生 的温度 变化 和
式中， 丁为 温度 （ ） ｒ为 时 间 （ ） 为 混 凝 土 的绝 ℃ ； ｈ；
热温 升 （ ； ℃）以为导温 系数 （ ／ ）２为 混 凝 土 的导 ｍ。ｈ ；
施 工控 制 中的一个 重要 问题 。 本 文 以铜 陵长 江公 铁 两 用大 桥 为 背景 ， 于 瞬 基
律 ， 界条 件 为混 凝 土 表 面 与周 围介 质 （ 空 气 和 边 如 水 ） 间温度相 互作 用 的规 律 。 之
在初 始 瞬时 ， 度 是 坐标 （ Ｙ， ） 已知 函数 温 ｚ， ｚ 的
大体积混凝土温度应力有限元分析
Finite Element Analysis on the Tempreature Stress of Massive Concrete
WANG Yi2fan , NING Xing2dong , CHEN Yao2long , ZHANG Xiao2fei , ZHANG Jian2hua , L I Jia2ming
过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度 T 和气温 5 T β( T a 之差成正比 , 即 q = - λ = T - T a ) , 式中β 5n
)。 为表面放热系数 , kJ / ( m2 ・ h ・℃ 当表面放热系数β趋于无限时 , T = T a , 即转化 成第一 类边 界条 件 。 当 表面 放 热 系 数 β = 0 时 ,
AN S YS 热分析基于能量守恒原理的热平衡方
程 ,以各节点的温度为基本未知量 ,利用材料的几何 参数 、 材料热性能参数及所施加的边界条件 ,建立方 程用有限元法计算各节点的温度 , 并导出其它热物 理参数 。 在土木工程大尺寸混凝土结构中 , 温度应力在 很多情况下对结构的影响很大 。很多时候需先对结 构进行热传导分析 ,得到结构内部的温度应力分布 , 再进行结构分析 ,得到由于温度产生的结构内力 。 AN S YS 提供了很方便的热分析 - 结构分析切 换工具 。其分析步骤为 : ( 1) 首先进行热分析 。添加热分析单元 , 定义 材料的热传导速率参数 、 热膨胀系数和材料的力学 属性参数 。建立有限元模型进行热分析 , 得到热分 析的结果 。
1. 3 温度场的求解
如下 : 5T = τ 5 λ 52 T 52 T 52 T Q + + + ρ 5 x2 ρ 5 y2 5 z2 c c
52 T 52 T 52 T θ 5 + + + τ 5 x2 5 y2 5 z2 5 2 α为导温系数 , m / h ; θ为混凝土的绝热 其中 :
基于ANSYS的大体积混凝土温度场计算程序开发
基于ANSYS的大体积混凝土温度场计算程序开发
司政;李守义;陈培培;杨杰
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2011(028)009
【摘要】目前大多温度场计算程序均存在一定的缺陷,基于ANSYS的完备前处理功能、强大求解器、方便后处理和良好开放性等优点,提出在ANSYS平台的基础上开发出适用性更强的计算大体积混凝土结构温度场的仿真程序,并对此进行了论证.利用开发出来的温度场计算程序,根据坝体碾压混凝土实际浇筑进度及热力学参数对其进行仿真计算,并将计算成果与实测资料进行对比,各测点温度最高值相差不超过1.8℃,相对差在±5.00％以内,表明开发的程序可以很好地实现对大体积混凝土结构温度场的仿真计算.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】司政;李守义;陈培培;杨杰
【作者单位】西安理工大学水利水电学院,西安710048;西安理工大学水利水电学院,西安710048;西安理工大学水利水电学院,西安710048;西安理工大学水利水电学院,西安710048
【正文语种】中文
【中图分类】TV315
【相关文献】
1.基于Ansys的大体积混凝土温度场有限元分析 [J], 郑思敏
2.基于有限元法的空冷过程温度场数值计算及程序开发 [J], 周聪;廖敦明;陈涛;周建新;庞盛永
3.ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术 [J], 王新刚;高洪生;闻宝联
4.基于ANSYS的大体积混凝土温度应力计算程序开发研究 [J], 孙启冀;侍克斌;周峰
5.基于ANSYS二次开发的大体积混凝土温度场分析 [J], 李越;李骁春;张建;周继凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ANSYS的大体积混凝土温度应力的研究
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｍ ａ ｙ ｃａｋｓｏ ｈ ｓ ｏ ｃ ｅｅａｅｃ ｕｓｄｂ ｈ ｅ ｅａｕｒ ｔ ｓ． Ｓｎ ｃ ｓａｙ ｔ ｎ ｌｓ ｈ ｅ ｅａ ｒ ｅｄ ａ ｄｔ ｅｍａ ｔａ ｔ ｎ ｒｃ ｆｔ ｅｍａ ｓｃ ｎ ｒｔ ｒ ａ ｅ ｙ ｔｅｔｍｐ ｒ ｔ ｅ ｓｒ ｓＩ ｉ ｅ ｅ ｓｒ ｏ ａ ａｙ ｅｔｅｔｍｐ ｒ ｔ ｅｆ ｌ ｈ ｒ ｌ ｅ ｔ ｕ ｉ ｎ
Ｒｅ ｅ ｃ ｈ ｍ ａｌ ｔｅ ｓｏｆｔ ａ ｓ ｃ ｃ ｅ ｅｂａ ｅｄ ｏｎ ＡＮＳＹＳ ｓ ａｒ ｈ ｏｎｔ ｅｒ ｒ ｓ ｈｅ ｍ ｓ ｏｎ ｒ ｔ ｓ ｓ
ＬＩＴ ｏ ． ａ ＺＨＡＮＧ Ｘｔ ａ ． ｍ—ｎ ＧＡＯ ａ Ｗ
（ ． ｐ ｒ ｎ ｆ ｃ ａ ｉｓ ｎ ｉｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｎｏｔｗｅ ｔ ｏｙ ｅ ｈ ｉ ｌ ｎ ｖ ｒｉ ， ’ １ １ ９ Ｃｈｎ ； １ Ｄｅ ａｔ ｔ Ｍｅｈ ｎｃ ｄＣ ｖ ｌ ｎ ｉ ｅｉ ， ｒ ｍｅ ｏ ａ ｎ ｎ ｈ ｓ ｒ Ｐ ｌｔｃ ｎ ｃ ｉｅｓ ｙ Ｘｉｎ ７ ０ ２ ， ｉａ ｅ ｎ ａＵ ｔ ａ
基 于 ＡＮＳ Ｓ 的大 体 积 混 凝 土 温度 应 力 的研 究 Ｙ
李 涛 ，张洵 安 ，高 娃
（ 西北工业大学 力学与土木工程学院 ，陕西 西安 ７ ０ ２ ；２ １ ． １ １９ ．内蒙古工业大学 建 筑工程学 院，内蒙古 呼和浩特 ０ ０ ５ ） １０１
摘 要 ： 温度应力是大体积混凝土开裂的主要原因 ， 了控制混凝土温度裂缝的发展 ， 为 有必要对结构 的温度场和温度应力运用有限元 方
２１ ００年 第 １ ２期 （总 第 ２ ４ 期 ） ５
Ｎｕ ｅ ２ｉ ０ ０ Ｔｏａ ．５ ｍｂ ｒ１ ｎ２ １ （ ｔ１ Ｎｏ２ ４）
基于ANSYS二次开发的大体积混凝土温度场分析
( 上接第 4846 页 ) 土早期温度变化过程, 对大体积混凝土温度控制具 有重要的意义。
参 考 文 献
2 李骁春 . 基于数值分析和 工程经验的 现代大体 积砼裂缝 控制实 用技术 . 河海大学 , 2008 3 李骁春 , 吴胜兴 . 基于水化度概念的早期混凝土热分析 . 科学技 术与工程 , 2008 ; 9( 2 ) : 441 445
第 9 卷 第 16 期 2009 年 8 月 1671 1819( 2009) 16 4844 04
科
学
技
术 与
工
程
Sc ience T echno logy and Eng inee ring
V ol 9 N o 16 A ug . 2009 2009 Sci T ech Engng
建筑技术
基于 ANSYS 二次开发的 大体积混凝土温度场分析
关键词
中图法分类号
A 热分析这一特定问题时 , 尚需开展一定的研究
[ 1]
在高层建筑中出现大体积混凝土 结构的部位 主要是基础底板。特 别是沿海地区在 软土地基上 建造的高层建筑 , 很多采用片筏基础或桩与筏板复 合基础 , 其筏板 又兼作地下室 的底板。一 般地, 这 种底板的面积较大, 厚度也在 80 cm 以上, 最厚处可 达 ( 5~ 6) m。基础底板浇筑后, 在内部水化热和外 部环境温度变化的影响下 , 混凝土结构各处温度时 时发生 着 变 化, 其 内 部 最 高 温 度 将 达 到 ( 50 ~ 80) , 与外界气温相 差很大。如果不 采取一定的 措施, 混凝土将很容易开裂 , 影响结构 的整体性并 造成地下水渗漏 , 进一步影 响结构的耐久 性, 给整 个工程带来极其严重的危害。 混凝土热分析不 仅是预测混凝土 温度变化的 必要方法, 同时也是计算混凝土温度应力的前提条 件。由于早期混凝土 各项热性能都时 时发生着变 化 , 同时环境等因素也时时在变化 , 因此 , 混凝土早 期热分析是一个较为复杂的问 题。 ANSYS 软件虽 具有专门的热分析模块 , 适用于计算一个系统或部 件的温度分布及其它热物理参数, 如热量获取或损 失、 温度梯度、 热流密度等 , 但当运用在混凝土早期
基于ANSYS实现大体积混凝土施工仿真及温度应力计算
基于ANSYS实现大体积混凝土施工仿真及温度应力计算作者：唐誉兴来源：《卷宗》2012年第11期摘要：近10年来水电设计水平不断提高，有限元分析已经成为水电设计行业不可缺少的设计依据，Ansys软件是一个以有限元分析为基础的大型通用CAE软件，运用ANSYS的参数化编程（Ansys Parameter Design Language，APDL），设计人员可以实现大体积混凝土施工仿真计算，从而实现对施工过程和质量的及时跟踪和把握，及时调整温控措施和方案，提高设计质量和效率。
关键词：大体积混凝土；施工仿真；有限元分析；ANSYS温度应力计算一、引言虽然目前国内许多科研单位均有强大的实力进行温控计算，一些大项目可委托科研单位进行详细的温控计算。
但是温控计算结果与混凝土浇筑时的外部气候条件、采取的温控措施有关，在工程实施时，往往是实际浇筑时的外部条件与委托计算的外部条件相差很大。
基于ANSYS平台自行研发编写一些计算程序，可以紧跟施工实际情况，及时的把握浇筑施工过程的温度及应力变化情况，从而避免出现前期委托计算与实际施工不符，导致温控计算结果与实际差别过大，无法为设计人员采取温控措施提供有效依据。
目前国内很多科研单位均有自己的计算程序，但是非温控设计人员自己计算而委托科研单位计算，存在以下问题：a）委托计算周期长，需在工程实施前委托，并提出计算成果；b）计算成果不便于设计人员对其结果是否合理进行迅速的判断；c）不能紧跟工程实际施工时的外部条件的变化，随时掌握大体积混凝土的温度及应力情况，无法合理调整温控措施；大体积混凝土温控措施的采取需要一定的温度应力计算作为依据，设计人员自己可以进行计算是大势所趋，是设计院设计水平的体现，不仅能使设计更有说服力，还能够节约设计时间，提高设计效率，节约设计成本。
二、ANSYS简介近10年来水电设计水平不断提高，有限元分析已经成为水电设计行业不可缺少的设计依据，例如结构稳定计算，结构应力计算等等，都离不开有限元分析。
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术.
ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术王新刚1高洪生2 闻宝联3(⒈中交天津港湾工程研究院有限公司结构所,中国天津,300222;⒉中交一航局五公司,河北秦皇岛,066002;⒊天津市市政工程研究院,天津,300074摘要:为了能够用ANSYS较为准确地计算大体积混凝土温度场,本文结合工程实例,对单元选择、网格划分以及各时变参数的技术处理进行了分析和探索。
计算结果表明,温度场的计算值与实测值比较接近,在变化趋势上也基本一致,同时也验证了本文所提出方法的可行性。
关键词:大体积混凝土;水化热;温度场;ANSYSkey technologies calculate the mass concrete temperature field with ANSYSW ANG Xin-gang1GAO Hong-sheng2WEN Bao-lian2(⒈Tianjin Port Engineering Institute, Ltd. of CCCC-First Harbor Eng. Co., Ltd., Tianjin 300222; 2. No.5 Engineering Company Ltd. Of CCCC First Harbor Engineering Company Ltd., Qinhuangdao 066002;⒊Tianjin Municipal administration Research institute, Tianjin 300074Abstract: In order to calculate the mass concrete temperature field accurately with ANSYS, the analysis and the exploration has carried on to the unit select, the grid division as well as each time variable element's technical processing in this article unifies the project example. The computed result indicated that the temperature field predicted value and the actual value are quite close, the change tendency is also quite consistent, it also confirmed that the method feasibility which proposed in this article at the same time.Keywords:Mass concrete; hydration heat; Temperature field; A NSYS0引言1大体积混凝土广泛应用于船坞、船闸、大坝等工程中。
基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析
基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析冻结过程是很常见的一种物理现象，它是指在经历一定的温度的作用下，液体变为固体的过程。
然而，这种过程的温度分布存在多种不确定性，它需要利用有限元分析来进行定量研究。
针对这种情况，本文将以《基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析》为标题，对冻结过程中温度场的有限元分析进行研究。
首先，对冻结过程进行简要介绍。
冻结过程是指物质在一定温度条件下，由液体变为固体的现象。
在这种情况下，物质的温度变化不一致，其分布有多种形式，并且受到物质的性质和其它外界因素，如温度、压强、热流等的影响。
因此，如何精确的表征这种温度场的变化，是研究冻结过程的一个重要环节。
其次，对有限元分析方法进行介绍。
有限元分析是一种基于数值技术计算物体力学性能的分析工具，它是基于有限元分析理论，以求解结构力学问题为主要目标。
其计算原理是将实际的结构模型用一系列的有限元来代表，以计算结构的变形和接触应力等特性。
有限元分析可以用来解决复杂材料温度场传播和弯曲分析等问题，是研究物理力学和热力学特性的一种有效方法。
此外，介绍使用有限元分析软件Ansys来研究冻结过程中温度场的步骤。
Ansys是一款功能强大、使用方便的有限元分析软件，具有仿真、精度高、多种物理特性和界面友好等优点，支持多种力学和热学分析，如静力学、弹性力学、多体动力学、渗流、熔融模拟等，可以实现数值模拟计算，从而解决复杂的热力学分析问题。
最后，利用Ansys软件对冻结过程中的温度场进行研究。
首先，建立冻结过程的温度场模型，其次，设置相应的材料性质，在接下来的分析步骤中，通过设置熵热模型和外加源分别得到温度场的时间变化和温度场的空间分布情况。
之后，利用Ansys软件在给定的温度条件下，经过相应的计算与验证，确定计算模型的准确性，最后得到温度场的时空分布情况。
综上所述，基于Ansys的有限元分析，可以有效的解决冻结过程中的温度场问题。
在深入的研究中，可以进一步挖掘Ansys软件的功能优势，以求解更多复杂的多物理场力学分析问题。
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（ 新疆 玉 点建 筑设 计研 究 院有 限公 司 ， 乌 鲁木 齐 ８ ３ Ｏ Ｏ Ｏ ２ ）
摘 要 ： 该文利用大型通用有限元 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 软件， 对筏板基础进行有限元分析， 找出施工中薄弱环节， 探讨了裂缝处
理原 则 ， 并对薄弱部位采取加 强配筋等措 施 ， 总结 了相 关规律 。
再叙稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — １ ９ ． 作 者简介 ： 郑 思敏（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 助理工程师． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ３ ９ ５ ８ ６ ９ ２ ８ ９ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
２ ３
建 材 世 界
混凝 土水 化 时必然 产 生水化 热 ， 对 于小体 积混 凝 土 ， 水 化热 较 小 同时 比表 面大 ， 使 得 少量 的水 化热 能 够
较快 消散 ， 而 大体 积混 凝 土水化 热 总量 大且 比表 面小 ， 水 化 热 难 以散 去 。容 易产 生 不 均 匀 的 温 度场 和 应 力
紧， 筏 板 在 Ⅱ区 的混 凝 土连 续 浇 筑 ， 浇 筑期 间砼 的
施工 温度 ＝３ ４℃ ， 浇 筑初 期筏 板 的垫 层 温度 为 ３ ０ ℃， 当地 日常均 温 一３ ３℃ 。混凝 土 强 度等 级 为Ｃ ４ ０ ， 配合 比见 表 １ ， 其 他 参 数 参 见 限 于 篇 幅 不
Ｚ Ｈ ＥＮ Ｇ ｓ ｉ — ｍｉ ｎ ｇ
（ Ｘｉ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｗｉ ｎ ｄ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ， Ｌ ｔ ｄ， Ｗｕ ｌ ｕ ｍｕ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ０ ２ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ３年
第 ３ ４卷
第 ４期
应 力致 使混 凝 土表 面产生 温 度裂缝 。在 降温 阶段 ， 混 凝 土 主要 产生 收缩 变形 。但 是 由于筏 板 基 础受 到周 围 土 体 的约束 ， 筏板 基 础在 内部 拉应 力 的作用 下产 生 温度 裂缝 。
场， 从 而 使混凝 土产生 裂缝 。当大体 积混 凝 土在夏 季施 工 时 ， 更加 剧 了混凝 土开 裂 的程度 。因此在 大体积 混 凝土 浇筑 中有 必要 研究 温度 场对 混凝 土 开裂 的影 响规 律 。在 结 构设 计 中 ， 通常 只考 虑 荷 载 （ 地震 作 用 ） 产 生
的 内力 和变形 ， 截 面积 尺寸 和钢 筋用 量均 是按 照荷 载 效应 确定 。然 而对 于筏 板 、 箱 型 基础 等 的设 计 ， 温 度 场
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ｏ ｍ ｍｏ ｎ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ａｎ ｓ ｙ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｒ ａ ｆ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎ —
的影 响不 可忽 略 。但是 通 常 的构 造 配筋并 不 能保证 按 照实 际情 况 配 置 ， 因此 有 必要 充 分 掌握 大 体 积混 凝 土
的开 裂规 律 。
该文 利用 大 型通用 有 限元 Ａｎ ｓ ｙ ｓ 软件 ， 研 究 了在温 度 场 作 用下 的筏 板基 础 温 度 应 力 场 的分 布 情 况 ， 并 探讨 了减 小裂 缝 的措施 ， 以期为 其设 计提供 参 考依 据 。
建 材 世 界
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ６ ０ ６ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
２ ０ １ ３年
第３ ４ 卷
第 ４期
基 于 Ａｎ ｓ ｙ ｓ的 大 体 积 混 凝 土 温 度 场 有 限 元 分 析
ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｌ ｏ ｏ ｋ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｋ ｌ ｉ ｎ ｋ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａｔ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｐ ｕ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｓ ｏ ｍｅ
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｋ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ； ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ； ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ； ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
１ 工 程 概 况 与 有 限元 模 型
某超 高层 建 筑 总建 筑 面积 ８ １ ２ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， ４层 地
下室 ， 底板 采用 筏 板 基 础 ， 厚 １ ． ５ ｍ。该 文 以筏 板
基础 Ⅱ区 的混 凝 土筏 板 作 为 研 究 对 象 ， 模 拟 混 凝 土浇 筑 期 间 温 度 对 筏 板 的 影 响 。 由 于 施 工 工 期
关 键词 ： 大体积混凝土； 温度场； 应力场； 有限元
Ｆｉ ｎｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎｔ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｍａ ｓ ｓ
Ｃｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ａｎｓ ｙ ｓ