本篇文章給大家談談四節點有限元分析，以及四節點有限元分析怎么做對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，有限元分析ansys~~提高有限元分析計算精度的方法和途徑，2、，ansys面單元的厚度大小對結果又影響嗎，3、，計算盾構施工過程中襯砌內力的方法？，4、，有限元分析方法是指什么？
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本文目錄一覽：
- 1、有限元分析ansys~~提高有限元分析計算精度的方法和途徑。
- 2、ansys面單元的厚度大小對結果又影響嗎
- 3、計算盾構施工過程中襯砌內力的方法？
- 4、有限元分析方法是指什么？
- 5、有限元：剪切鎖死、體積鎖死、沙漏、零能模式 的概念
有限元分析ansys~~提高有限元分析計算精度的方法和途徑。
提高計算精度有很多種方法，例如增加網格密度，改善單元形狀，盡量使用p方法的高階插值型單元。計算時盡量使用雙精度迭代等。瞬態分析或顯式動力學分析則盡量使用小的時間步，等等都可以提高計算精度
厚度不均的薄板可以指定單元在任意點的板厚。四邊形單元有ijkl四個節點，在設定實常數時可分別指定板厚。
ansys面單元的厚度大小對結果又影響嗎
平面問題有限元解的支配方程為t[K]{a}=t{f}，t為單元的厚度。從式中可以看出，方程左右兩邊的t可以約去，所以單元的厚度對計算的結果沒有影響。
那么，板的厚度到底會不會對實際變形產生影響呢？
1）對于彈性力學中的平面問題，不會。因為平面問題中荷載的方向垂直于板的厚度方向。這種情況下，當板的厚度增加n倍，截面的剛度增加n倍，而相應的荷載也會增加n倍，此時上式變為nt[K]{a}=nt{f}，不影響計算結果。
2）而當板受到平行于厚度方向的力，產生彎曲時，板厚的影響就比較大了。此時厚度會影響板的抗彎剛度，從而影響整體的變形。
總之，板厚的影響與你實際荷載的方向有關，它取決具體的問題和分析的方法。
其他回答中的幾個問題：1.梁的抗彎剛度為EI/L，I為慣性矩，與截面的幾何形狀有關；EA是梁的軸向剛度，A是截面面積。2.彈性模量E是材料參數，僅與材料類別有關，與結構特征無關。而剛度，通常是指結構在荷載作用下抵抗變形的能力，它是與結構參數有關的。
計算盾構施工過程中襯砌內力的方法？
計算盾構施工過程中襯砌內力的方法有哪些呢，下面中達咨詢招投標老師為你解答以供參考。
1 前言
盾構機械施工時，首先依靠盾構機本身的剛性支護和開挖面土壓力的平衡裝置而開挖前方土體，隨著盾構的推進，不斷拼裝管片，同時在盾尾向襯砌環外圍進行注漿。由于注漿材料的逐漸凝固以及土體的固結，整個隧道的隧道受力狀態趨于穩定，投入運營使用。在運營階段，又會受到列車的振動荷載和人群荷載。從以上過程可以看出：盾構隧道的建造是一個復雜的多步驟施工過程。在進行襯砌內力分析中為了模擬施工過程，地層—結構法與荷載—結構法分別采用了不同的假設條件和設計理論，以期全面的反映盾構襯砌的受力狀況。荷載—結構法首先把一切影響因素轉化為荷載作用在結構上，這樣需要引進諸多假設，如假設水土壓力分布形式，地基抗力等。然后利用按最不利工況荷載組合的原則來進行內力分析，尋求盾構隧道內力包絡圖。地層一結構法分析中引進應力系數釋放的概念，將土與隧道作為一個整體宋分析計算，建立模擬盾構隧道襯砌施工全過程的有限元分析模型，這就回避了荷載結構法中引進的假設，從最大限度上模擬了各個施工因素對襯砌受力的影響。本文依據自行研制的同濟曙光軟件，采用地層—結構法和荷載—結構法對盾構隧道的施工過程做出模擬，并比較分析結果。
2 盾構襯砌的結構分析模型
2.1管片的離散化
盾構隧道襯砌結構通常屬管片—接縫構造體系，其在隧道橫斷面上為若干管片通過螺栓連接成管片環，在隧道縱向上為管片環通過縱向螺栓連接，呈通縫或錯縫拼裝而成。在地層一結構法和荷載—結構法中，都可以將襯砌離散為二結點六自由度的梁單元如圖1所示，假定隧道管片材料處于彈性受力狀態，根據幾何形狀又可分為曲梁單元和直梁單元，直梁單元模型是曲梁單元模型的一種特殊形式，當剖分單元取得足夠小時，可以由直梁模型代替曲梁漠型。
在荷載—結構法計算中，為了模擬管片接頭的作用，宜引入以考慮點與點接觸為特征的接頭單元模擬管片間接頭的不連續性，如圖2所示。管片接頭的局部坐標定義如下：S是沿兩梁單元間的等分角方向，正向指向洞內，n為與s正交的方向，正向為逆時針轉。
2.2地層模擬
地層—一結構法中將土層模擬為平面材料，離散為三角形或四邊形單元，將土與隧道作為一個整體來分析。為了更好地模擬土與隧道的共同作用，可以在土體的本構模型上加以改進，如采用土的非線性彈性模型(Duncan—chang)、土體E-μ模型等，還可以引進土體本構模型的最新研究成果，這為更好地進行土層材料的模擬提供了基礎。而荷載—結構法將土體對結構的作用分為兩部分即地層壓力和地層抗力。地層壓力計算采用了太沙基土拱理論和靜止土壓力理論。在地層抗力的計算上，抗力的作用范圍、分布形狀和大小都根據所采用的設計計算方法來確定。被設計單位普遍采用的修正慣用法假定水平向地層抗力分布在水平直徑上下45度中心角的范圍內，以水平直徑處為頂點三角形分布，在垂直方向上地基抗力與地基位移無關。在梁—接頭連續(梁—彈簧)和梁—接頭不連續計算模型中，將管片環與地基間的相互作用通過地基彈簧模型進行考慮，并分為全周地層彈簧模型和局部地層彈簧模型。
從以上比較可以看出，荷載—結構法將隧道周圍的土體作用簡化為孤立的荷載作用，脫離了土與結構相互作用的理念，并引進諸多假設。在這方面，地層-結構法顯示出優越性，但在土的物理參數取值方面需要做更多的考慮。
2.3接觸面單元
注漿材料介于襯砌結構和土層之間，構成既能傳遞法向應力σ，又能傳遞剪應力τ的面。為了模擬這種注漿形態，在結構和襯砌之間設置接觸面單元。本文在地層—結構計算中采用四節點接觸面單元。如圖2所示，i,j,m,r為單元的四個節點，s軸為單元局部坐標切向軸，n軸為單元局部坐標法向軸。不考慮切向和法向耦合作用，接觸面應力和相對位移關系為：式中，σ為法向應力；t為剪應力；Ks為切向剛度；kn為法向剛度；u為切向相對位移；v為法向相對位移。有限元計算中采用的接觸面單元如圖3所示。利用以上單元類型地層—結構法可以將結構和土體離散為圖4所示的計算模型。
3施工過程的模擬
盾構隧道的施工過程包括正面土體開挖，管片拼裝，盾構推進，壁后注漿等多道工序。依據此工序，本文采用的地層——結構法中將施工過程分為4個施工步，第一施工步挖土階段，盾構開挖面壓力與后方的支護壓力以及盾構機與土層之間的摩擦力保持平衡。由于盾構機的剛性支護，周圍土層的地應力釋放系數很小，取為0.1。第二施工步襯砌施工完畢，由于開挖產生的釋放荷載在此階段大部分釋放，此時應力釋放系數取為0.7。第三施工步注漿，在盾尾脫開后為了減少因孔隙引起的土體變形，從盾尾向襯砌外圍進行注漿。為了達到預想的注漿效果，在壓人口的壓力為該點的靜止土壓力和水壓力之和的1.1-1.2倍，盡量做到填補，應力釋放系數取為，同時在結構和土體之間施加注漿壓力，如圖7所示。第四施工步注漿影響范圍內土體的固結，改變圖6中陰影部分(即為注漿影響范圍)的土層材料性質，應力釋放系數取為0.1，至此由于開挖產生的釋放荷載全部釋放。
荷載—一結構法中，需要定義施工荷載以模擬施工過程對管片內力的影響。從管片組裝開始，到
盾尾孔隙中壁后注漿材料的硬化為止，作用在襯砌上的臨時荷載稱為施工荷載，主要有千斤頂推力，
壁后注漿壓力。對于單孔注漿壓力可以采用圖8所示的計算模式，其中注漿荷載的分布可以假設為三
角形分布和均勻分布兩種形式。三角形分布時，以注漿孔為對稱中心呈等腰三角形分布。在實際施工
中，一般是多孔同時注漿的，可以根據要模擬的工況在相應注漿孔的周圍施加相應荷載，通過工況組
合，求出內力包絡圖。
從以上分析看出，在地層—結構法中對注漿壓力施工瞬態的模擬，采用了在接觸面施加注漿壓力和改變盾構隧道周圍土體物理性質兩種方法?？梢院芎玫啬M在注漿完成后，襯砌內力變化。一般情況下，注漿壓力分布是不均勻的，容易造成隧道受力處于偏心荷載作用下。在實際工程中，為了減少地面沉降和注漿順利完成，采用了很大的注漿壓力，一般為0.2-o.4MPa，而偏心荷載容易造成應力局部集中，這對隧道的受力是極為不利的。由于千斤頂荷載沿隧道走向施加于管片上，在平面有限元中無法模擬。影響注漿效果的因素有很多，對于注漿的影響半徑、分布形式還存在著諸多假設。通過荷載-—一結構法計算可以獲得各個施工步襯砌的軸力、剪力、彎矩，而荷載—一結構法最終獲得各種工況(基本荷載，基本荷載 可變荷載)下的包絡圖，用以具體的設計配筋。
4算例分析
以某盾構隧道典型設計斷面為例，隧道內徑10.04m，環寬1.5m，襯砌厚度480mm，埋深11m。大彎矩偏大，最大彎矩出現的位置卻頗為接近，二者彎矩圖的分布形狀也略有差別。
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有限元分析方法是指什么？
有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素（即單元），就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。
有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。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，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件（如結構的平衡條件），從而得到問題的解。
因為實際問題被較簡單的問題所代替，所以這個解不是準確解，而是近似解。由于大多數實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。
擴展資料：
有限元方法與其他求解邊值問題近似方法的根本區別在于它的近似性僅限于相對小的子域中。20世紀60年代初首次提出結構力學計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”，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）滿足整個定義域邊界條件的允許函數的Rayleigh Ritz法，有限元法將函數定義在簡單幾何形狀（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），且不考慮整個定義域的復雜邊界條件，這是有限元法優于其他近似方法的原因之一。
有限元：剪切鎖死、體積鎖死、沙漏、零能模式 的概念
現象 ：以結構彎曲變形為主的問題中，單元整體出現“剛度過大”的情況，結構形變明顯小于預期。
簡單地說就是在理論上沒有剪切變形的單元中發生了剪切變形。該剪切變形也常稱伴生剪切（ parasitic shear）。
原因 ：根據梁的基本理論，對于純彎變形，軸向應變在厚度方向呈線性變化，而剪應變為 0。但如果在計算中采用了低階完全積分的四節點或四邊形單元，線性單元在沒有中間節點的情況下無法模擬純彎，原本的純彎應該是這個樣子的
，如圖：
采用了四節點的線性單元，就只能以上下緣節點相對位移變化來體現“彎曲”，如圖：
但是，純彎問題的特點是只存在沿高度方向的纖維長短變化，純彎構件的每個截面與中線總是垂直的。當出現四個節點模擬純彎的時候，無法體現“中心線的彎曲”，即在數學描述上形成了單元水平線與垂直線之間的夾角變化，即“產生了”名義上的剪應力。從而提高了單元的剛度，然而這部分剛度顯然是不存在的，無形中使總的變形量減小。
發生的條件：1.一階、全積分單元；2.受純彎狀態；
產生的結果：使得彎曲變形偏小，即彎曲剛度太剛。解決方法：1.采用減縮積分；2.細化網格；3.非協調單元；4.假定剪切應變法；
此文中還有些具體的分析：
現象： 分析結果顯示體積幾乎不可壓縮，體積應變表現為無窮小，體現為結構過硬，甚至導致非線性分析的不收斂。
簡單地說就是應該有單元的體積變化的時候體積卻沒發生變化。該原因是受到了偽圍壓應力（Spurious pressure stresses ）。
體積模量 K=E/(3*(1-2*miu)) 可描述均質各向同性固體的彈性，可表示為單位面積的力，表示不可壓縮性。當泊松比接近 0.5 時，分母趨近于零，導致體積模量無窮大、體積應變無窮小。材料表現為不可壓縮，在超彈性材料、塑性流動時出現這種不可壓縮性的時候，會導致計算困難，產生單元偽應力。
發生的條件：1.全積分單元；2.材性幾乎不可壓縮；
二階單元：對于彈塑性材料（塑性部分幾乎屬于不可壓縮），二階全積分四邊形和六面體單元在塑性應變和彈性應變在一個數量級時會發生體積鎖死。二次減縮積分單元發生大應變時體積鎖死也伴隨出現。
但值得注意的是，一階全積分單元當采用選擇性減縮積分（selectively reduced integration）時可以避免出現體積鎖死。
產生的結果：使得體積不變，即體積模量太大，剛度太剛。
解決方法：1.將大應變區域網格細化；2.mixed formulation法；
檢查方法：輸出積分點的圍壓應力，分析圍壓應力是否在相鄰積分點存在突變，是否顯棋格式分布，是的話就說明出現體積鎖死。
簡單地說就是單元只有一個積分點，周邊的節點可以隨意變形。
發生的對象：1.一階、減縮積分單元；
產生的結果：單元太柔；
解決方法：1.對一階減縮單元，合理細化網格；荷載避免使用點荷載；2.在大應變區或大應變梯度區使用一階單元，而不是使用二階單元。
采用一階減縮積分時會出現零能模式。即單元只有一個積分點，在受彎時該積分點沒有任何的應變能，此時此單元沒有任何剛度，就無法抵抗變形。
解決方法：1.提供人工的“沙漏剛度”；2.細化網格（一般在高度方向至少要有4個單元）
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