ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1

ANSYS的可靠性分析实例-PDS例题1 如图所示，两边固定方板承受集中力载荷模型。

其尺寸和材料属性均是不确定的输入参数。

随机条件如下:, 方板边长100mm，板厚1mm，板材加工精度误差等于,服从均匀分布; ,0.21mm, 材料弹性模量2.1e5Mpa，服从高斯分布。

标准方差是均值的0.05倍; , 密度均值8000kg/mm^3，集中载荷只能是正值，服从LOG1分布，标准方差为均值的10%;图1在上述条件下，板的最大变形和固定边界的最大等效应力的输出为随机行为，具体研究内容如下:, 检查统计结果，确定PDS是否执行了足够多的仿真循环计算数目; , 确定最大变形低于指定值的概率;, 计算随机响应结果相对于随机输入参数的灵敏度值;, 生成输出参数相对于最重要输入参数的离散图;GUI操作方式:第一步: 设置工作目录:Utility Menu>File>Change Directory 第二步:创建PDS分析文件，即仿真循环文件PDS-PLATE-LOOP.mac 1. 分析文件是为了在概率分析过程中使用而创建的。

利用文本编辑器或根据LOG文件整理，在ANSYS当前工作目录中创建PDS-PLATE-LOOP.mac，其内容如下:L=100 !定义设计变量TH=1YOUNG=21.E5DENSITY=8E-6FORCE=100/PREP7 !定义材料MP,EX,1,YOUNGMP,NUXY,1,0.3MP,DENS,1,DENSITYET,1,SHELL63 !定义单元类型和实常数R,1,TH,TH,TH,THRECTNG,,L,,L, !画板LSEL,ALL !划分网格LESIZE,ALL,,,16AMESH,ALLFINISH/SOLUNSEL,S,LOC,X,0,0 !选择X=0处节点约束D,ALL,ALL,0NSEL,S,LOC,X,L,L !选择X=L处节点约束D,ALL,ALL,0NSEL,S,LOC,X,0.5*L,0.5*L !选择X=0.5L，Y=0.5L处节点加载NSEL,R,LOC,Y,0.5*L,0.5*LF,ALL,FZ,FORCEALLSEL !选择所有节点SOLVE !求解FINISH/POST1NSEL,ALL !选择所有节点NSORT,U,Z,1,1 !将节点位移排序*GET,UMAX,SORT,0,MAX !将节点最大位移存在UMAX中NSEL,S,LOC,X,0 !选择X=0处节点约束NSEL,A,LOC,X,L,L !再选择X=L处节点约束NSORT,S,EQV,1,1 !按照应力绝对值的升序排序*GET,SMAX,SORT,0,MAX !将节点最大应力存到SMAX中2. 清除内存。

ansys分析可靠度2007-11-11 10:29:41| 分类：Ansys特辑|举报|字号订阅关于ansys分析可靠度的问题,他有两种方法：monte-carlo和响应面法。

在现在的可靠度分析中monte-carlo法有中心点抽样法、直接重要抽样法、更新重要抽样法、渐进重要抽样法、方向抽样法，这里的中心点抽样法是最古老、效率最低的一种，但ansys里只有这一种方法，只是在抽样选点时有不同的两种选择；并且，monte-carlo在工程计算中只用于校合，不能用于工程实践；中心点抽样法在计算中一般要进行计算次数的讨论：当可靠指标为1.0时，失效概率1.5866E-01；当可靠指标为2.0时，失效概率2.275E-02；当可靠指标为3.0时，失效概率1.3499E-03；当可靠指标为4.0时，失效概率3.1671E-05；一般结构的可靠指标为2-4，假设计算结构的可靠指标为3.0，此时的最少有限元计算次数为1/1.3499E-03（由于在计算过程中的多维变量随机选点不理想等原因，实际的计算次数远大于此），这对于写论文还可以，对于实际复杂的体系可靠度而言，是没法完成的；下面我们来讨论一下ansys响应面法以及构件可靠度和体系可靠度：响应面法计算可靠度不需要monte-carlo那么多次的有限元计算，对于构件可靠度他是现在一个很热门的研究方法，但是，对于体系可靠度，他没有考虑体系可靠度的失效模式；现在对于体系可靠度有两种认识：一种认为体系可靠度是由构件可靠度构成的，只有先知道构件可靠度，才能知道体系可靠度，要知道体系失效，先知道构件失效及其失效路径，在这方面大连理工大学的许林博士和张小庆博士开发了一套程序（程序思想是以上面的体系可靠度的认识为理论基础），程序的流程如下：利用经过二次开发生成的新的ANSYS，进行可靠度计算的具体运算过程为：1) 利用APDL建立结构分析文件和优化文件；2) 运行ANSYS的批处理方式，利用分析文件建立模型、进行结构分析与敏度分析；3) 进入用户优化模块完成可靠度分析的一次迭代过程；4) 重新利用分析文件建立模型、进行结构分析与敏度分析；5) 根据结构分析函数值和敏度值，以及前一点的结构分析函数值，用前面介绍的近似曲面构造法寻求拟合误差最小的近似极限状态函数；6) 对上一步得到的近似函数进行可靠度分析；7) 比较两次计算结果收敛与否，是则结束迭代，否则转到第4步，进行下一轮迭代。

工程软件应用及设计实习报告实习时间：一．实习目的：1.熟悉工程软件在实际应用中具体的操作流程与方法，同时结合所学知识对理论内容进行实际性的操作.2.培养我们动手实践能力，将理论知识同实际相结合的能力，提高大家的综合能力，便于以后就业及实际应用.3.工程软件的应用是对课本所学知识的拓展与延伸，对我们专业课的学习有很大的提高，也是对我们进一步的拔高与锻炼. 二．实习内容（一）用ANSYS软件进行输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示承受内压：1.0e8 PaR1=0.3R2=0.5管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26.图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目解释：由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生.然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可.此外，需注意分析过程中的单位统一.操作步骤1.定义工作文件名和工作标题1.定义工作文件名.执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮.2.定义工作标题.执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK 按钮.3.更改目录.执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen2.定义单元类型和材料属性1.设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK2.选择单元类型.执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →applyAdd/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OKOptions…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框.图23.设置材料属性.执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框.图33.创建几何模型1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK2. 生成管道截面.ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK 如图4图4Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图5图53.拉伸成3维实体模型Preprocessor →Modeling→operate→areas→along normal输入2，如图6所示图64.生成有限元网格Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→V olumes Mesh→Tet→Free,.采用自由网格划分单元.执行Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-V olume-Free，弹出一个拾取框，拾取实体，单击OK按钮.生成的网格如图7所示.图75.施加载荷并求解1.施加约束条件.执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取前平面，单击OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U Y”选项，单击OK按钮.图8同理，执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取左平面，单击OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U X”选项，单击OK按钮.2.施加载荷.执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，弹出一个拾取框，拾取内表面，单击OK按钮，弹出如图10所示对话框，如图所示输入数据1e8，单击OK按钮.如图9所示.生成结构如图10图9图103.求解.执行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，弹出一个提示框.浏览后执行file-close，单击OK按钮开始求解运算.出现一个【Solution is done】对话框是单击close按钮完成求解运算.6.显示结果1.显示变形形状.执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，弹出如图11所示的对话框.选择“Def+underformed”单选按钮，单击OK按钮.生成结果如图12所示.图11图122.列出节点的结果.执行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，弹出如图13所示的对话框.设置好后点击OK按钮.生成如图14所示的结果图13图143.浏览节点上的V on Mises应力值.执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出如图15所示对话框.设置好后单击OK按钮，生成结果如图16所示.图15图167.以扩展方式显示计算结果1.设置扩展模式.执行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，弹出如图17所示对话框.选中“1/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图18所示.图17图182.以等值线方式显示.执行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，弹出如图19所示对话框，生成结果如图20所示.图19图20结果分析通过图18可以看出，在分析过程中的最大变形量为418E-03m，最大的应力为994E+08Pa,最小应力为257E+09Pa.应力在内表面比较大，所以在生产中应加强内表面材料的强度.。

基于ANSYS的结构可靠度分析基于ANSYS 的结构可靠度分析摘要：工程结构形式复杂多样，多数情况下其功能函数不能显示表达，传统的可靠度计算方法不再适用。

利用结构分析软件ANSYS 可有效解决该问题。

ANSYS 基于数值模拟技术分析结构可靠度。

结果表明该法准确、直观，具有较高的效率和使用价值。

0 前言可靠度的研究始于20世纪20年代，并逐步扩展到结构分析和设计领域。

国际上关于可靠度的研究一直很活跃，我国也于50年代开始了可靠度的研究。

经过几十年的发展，可靠度分析方法也臻于成熟。

目前形成了多种有效的可靠度分析方法，但许多方法需要大量的数学运算，在一定程度上限制了其发展，鉴于此本文利用有限元分析软件对结构进行可靠度分析。

1 结构可靠度概念结构可靠度的定义[1]是:“工程结构在规定的时间内,规定条件下,完成预定功能的概率”。

这就要求对结构正常设计、正常施工、正常使用，但由于还存在着种种影响结构可靠度的不确定性因素即事物的随机性、模糊性、知识的不完善性[2]，合理、正常的设计、施工和使用只是保证结构具有一定可靠性的前提和基本条件。

要真做到结构安全、适用和耐久，还要研究分析这些不确定性的方法，并分析结果进行决策。

以随机性为不确定性内容的结构设计和分析方法就是结构可靠性方法。

可靠性分析的意义在于：一方面若某因素对结构失效影响较大,则在设计制造过程中就要严格加以控制,以保证结构有足够的安全可靠性。

反之,如某因素的变异性对结构可靠性的影响不显著,则在进行结构可靠性分析时,就可把它当定值处理,以减少随机变量的数目。

另一方面,如果结构的可靠度或失效概率没有达到预定的水准,则首先须变化对可靠度有重要影响的输入变量。

在结构的可靠性和失效概率可以接受,输出结果变量的分散程度较小时,可考虑在不影响可靠性和质量的前提下如何节省经费。

这种情况下应首先变更那些影响程度较小的参数。

2 可靠度的分析方法工程结构可靠性分析是用概率和数理统计等理论，对影响结构可靠性的不确定性进行适当处理的一种方法[3]。

目录实验一衍架的结构静力分析 (2)一、问题描述 (2)二、实训目的 (2)三、结果演示 (3)四、实训步骤 (4)实验二三维实体结构的分析 (14)一、问题描述 (14)二、实训目的 (14)三、结果演示 (15)四、实训步骤 (15)实验三变截面高速轴的最优化设计 (23)一、问题描述 (23)二、实训目的 (25)三、实验步骤 (26)实验四压杆的最优化设计 (28)一、问题描述 (28)二、实训目的 (29)三、实验步骤 (29)实验五悬臂梁的可靠度分析 (31)一、问题描述 (31)参考文献 (33)实验一 衍架的结构静力分析结构静力分析是ANSYS 软件中最简单，应用最广泛的一种功能，它主要用于分析结构在固定载荷（主要包括外部施加的作用力，稳态惯性力如重力和离心力，位移载荷和温度载荷等）作用下所引起的系统或部件的位移，应力，应变和力。

一般情况下，结构静力分析适用于不考虑或惯性，阻尼以及动载荷等对结构响应的影响不大的场合，如温度，建筑规范中的等价静力风载和地震载荷等在结构中所引起的响应。

结构静力分析分为线性分析和非线性分析两类，由于非线性分析涉及大变形，塑性，蠕变和应力强化等内容，较为复杂，不适于作为入门教学。

因此，本实训中只讨论ANSYS 的线性结构静力分析。

一、问题描述图1所示为由9个杆件组成的衍架结构，两端分别在1，4点用铰链支承，3点受到一个方向向下的力F y ,衍架的尺寸已在图中标出，单位： m 。

试计算各杆件的受力。

其他已知参数如下:弹性模量（也称扬式模量）E=206GPa ；泊松比μ=0.3；作用力F y =-1000N ；杆件的横截面积A=0.125m 2. 显然，该问题属于典型的衍架静力分析问题，通过理论求解方法（如节点法或截面法）也可以很容易求出个杆件的受力，但这里为什么要用ANSYS 软件对其分析呢？二、实训目的本实训的目的有二：一是使学生熟悉ANSYS8.0软件的用户界面，了解有限元分析的一图1衍架结构简图般过程；二是通过使用ANSYS 软件分析的结果和理论计算结果进行比较，以建立起对利用ANSYS 软件进行问题根系的信任度，为以后使用ANSYS 软件进行更复杂的结构分析打基础。

ANSYS 分析实例集Whtao1998汇集11．ANSYS SOLID65环向布置钢筋的例2.混凝土非线性计算实例（1）- MISO单压 (6)3.混凝土非线性计算实例（2）-MISO约束4.混凝土非线性计算实例（3）- KINH滞回 (10)5.混凝土非线性计算实例（4）-K INH压-拉裂 (12)6.混凝土非线性计算实例（5） (13)7.混凝土非线性计算实例（6） (15)8.混凝土非线性计算实例（7）-MISO滞回 (17)9.混凝土非线性计算实例（8） (19)10.混凝土非线性计算实例（9）-梁平面应力 (21)11.四层弹簧－质点模型的地震分析 (23)12.悬臂梁地震分析 (49)13.用beam54单元描述变截面梁的例子 (73)14.变截面梁实例 (74)15.拱桥浇筑过程分析-单元生死应用实例 (75)16.简支梁实体与预应力钢筋分析实例 (76)17.简单的二维焊接分析－单元生死实例 (78)18.隧道开挖（三维）的命令流 (85)19.岩土接触分析实例 (102)20.钢筋混凝土管的动力响应特性分析实例......................................................................11021.隧道模拟开挖命令流（入门）......................................................................................11722.螺栓连接的模拟实现问题 (120)23.道路的基层、垫层模量与应力之间的关系 (130)23.滞回分析 (152)24.模拟某楼层浇注 (154)25.在面上施加移动的面力 (156)27.在任意面施加任意方向任意变化的压力 (160)28.预紧分析 (161)29.几何非线性+塑性+接触+蠕变 (163)30.埋设在地下的排水管32.幕墙企业玻璃简化计算 (173)33.等截面杆单元生死应用实例 (189)34.梁板建模联系 (190)36.简单的例子－如何对结构的振动控制分析 (193)37.模态分析结果的输出实例 (195)38.火车过桥动态加载实例（部分） (197)39.悬索结构的找形和计算的例题 (214)40.陶瓷杆撞击铝板的例子 (219)41.求反作用力的APDL 命令42.LS-DYNA 实例（部分） (223)43.路面分层填筑对路基的影响 (224)44.一个例子（含地震影响，求振兴与频率） (228)45.接触面上的压力总和 (232)46.施加位置函数荷载 (236)247.非线性分析考虑刚度退48.一个圆形水池的静力分析 (238)49.ANSYS中混凝土模式预应力模拟的算50.悬臂梁受重力作用发生大变形求其固有频率 (241)51.循环对称结构模态分析 (243)52.三角平台受谐波载荷作用的结构响应 (245)53.三角平台受一地震谱激励的应力分布和支反力 (247)54.三角平台受时程载荷作用的应力分布和变形过程 (249)55.经典层合板理论 (251)56．定易圆轨迹的例子 (258)57．模拟门式刚架施工－单元生死 (258)58．钢筋混凝土整体式模型例子 (261)子 (263)60．含预应力的特征值屈曲计算 (264)61．振型叠加计算及工况组合例子 (266)62．柱子稳定分析算（预应力，特征值屈曲，初始缺陷） (269)63．m odule M Concre te!混凝土模板 (272)64.混凝土开裂实例 (280)65．螺栓网格划分 (281)66．自由液面的土石坝平面渗流分析 (282)67．导出刚度矩阵 (286)析 (287)69．移动温度荷载计算 (294)70．S HSD用于壳-实体装配实例An (296)71．ansys 显示－隐式－回弹分析实例 (300)72．工况组合的经典例子 (315)31．ANSYS SOLID65环向布置钢筋的例子!一个管道，环向配筋率为1%，纵向配筋率为0.5%，径向配筋率为0.1%!FINISH/CLEAR/PREP7!*!单元属性ET,1,SOLID65!*KEYOPT,1,1,0KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0KEYOPT,1,7,1!*!实参数1：不同方向配筋R,1,2,.001,,,2,.01,RMORE,90,,2,.005,90,90,!Adds real constants to a set.!材料属性!混凝土基本材料属性MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,30E2 MPDATA,PRXY,1,,.2!屈服准则TB,MISO,1,1,5, TBTEMP,0TBPT,,0.0005,15 TBPT,,0.001,21 TBPT,,0.0015,24 TBPT,,0.002,27 TBPT,,0.003,24!破坏准则TB,CONC,1,1,9, TBTEMP,0 TBDATA,,.5,.9,3,30,,!抗拉和抗压是10倍的关系TBDATA,,,,1,,, MPTEMP,,,,,,,,4MPTEMP,1,0!钢材基本属性MPDATA,EX,2,,200E3MPDATA,PRXY,2,,.27!屈服准则TB,BISO,2,1,2,TBTEMP,0TBDATA,,310,2E3,,,,!管道内径和外径CYL4,0,0,3000, ,,,1000CYL4,0,0,2000, ,,,10000VSBV,1,2!定义局部柱坐标CSWPLA,11,1,1,1,!Defines a local coordinate system at the origin of the workin g plane. KWPAVE,11!move to keypoint11WPRO,,-90.000000,VSBW,3WPCSYS,-1,0!Defines the working plane location based on a coordinate syste m. KWPAVE,1WPRO,,,-90.000000VSBW,ALLESIZE,500,0,!注意：设定单元局部坐标VATT,1,1,1,11!*VSWEEP,ALL/DEVICE,VECTOR,1/ESHAPE,1.0!Displays elements with shapes determined from the real constan ts or section/REPLO!注意：红色代表最大配筋方向，绿色代表其次，蓝色表示最小配筋方向52.混凝土非线性计算实例（1）-MISO单压!MISO单压FINISH/CLEAR/PREP7ET,1,SOLID65R,1MP,EX,1,30E3MP,NUXY,1,0.2TB,CONCR,1,1TBTEMP,0TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1TB,MISO,1,1,15TBPT,,100E-6, 3.0TBPT,,300E-6,8.3TBPT,,600E-6,14.6TBPT,,900E-6,19.1TBPT,,1100E-6,21.0TBPT,,1250E-6,22.0TBPT,,1400E-6,22.6TBPT,,1550E-6,22.8TBPT,,1650E-6,22.7TBPT,,1800E-6,22.3TBPT,,2000E-6,21.4TBPT,,2800E-6,16.8TBPT,,3200E-6,14.7TBPT,,3800E-6,12.3TBPT,,4600E-6,9.9!TB,MKIN,1!TBTEMP,,STRAIN!TBDATA,,600E-6,1100E-6,1600E-6,3000E-6,4500E-6 !TBTEMP,0!TBDATA,,15,21.5,23,16,9BLOCK,0,50,0,50,0,50MSHAPE,0,3DMSHKEY,1ESIZE,106VMESH,ALL NSEL,S,LOC,X,0 D,ALL,UX,0 NSEL,S,LOC,Y,0 D,ALL,UY,0 NSEL,S,LOC,Z,0 D,ALL,UZ,0 NSEL,S,LOC,Y,50 CP,1,UY,ALL NSEL,ALL FINISH/VIEW,1,1,1,1 /REPLOT/SOLU ANTYPE,STATIC AUTOTS,OFF OUTRES,ALL,1 TIME,50 NSUBST,50D,1,UY,-.25NSEL,ALLSOLVEFINISH/POST26NSOL,2,1,U,Y,UYRFORCE,3,1,F,Y,FYADD,4,2,,,STRAIN,,,-1/50ADD,5,3,,,STRESS,,,-1/2500/AXLAB,X,STRAIN/AXLAB,Y,STRESSXVAR,4PLVAR,5FINISH3.混凝土非线性计算实例（2）-MISO约束压7!MISO约束压FINISH/CLEAR/PREP7ANTYPE,STATICET,1,SOLID65R,1MP,EX,1,30E3MP,NUXY,1,0.2TB,CONCR,1,1 TBTEMP,0TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1 TB,MISO,1,1,15 TBPT,,100E-6, 3.0 TBPT,,300E-6,8.3 TBPT,,600E-6,14.6 TBPT,,900E-6,19.1 TBPT,,1100E-6,21.0 TBPT,,1250E-6,22.0 TBPT,,1400E-6,22.6TBPT,,1550E-6,22.8TBPT,,1650E-6,22.7TBPT,,1800E-6,22.3TBPT,,2000E-6,21.4TBPT,,2800E-6,16.8TBPT,,3200E-6,14.7TBPT,,3800E-6,12.3TBPT,,4600E-6,9.9!TB,MKIN,1!TBTEMP,,STRAIN!TBDATA,,600E-6,1100E-6,1600E-6,3000E-6,4500E-6!TBTEMP,0!TBDATA,,15,21.5,23,16,9BLOCK,0,50,0,50,0,50ESIZE,10VMESH,ALLMSHAPE,0,3DNSEL,S,LOC,X,0D,ALL,UX,08NSEL,S,LOC,Y,0 D,ALL,UY,0 NSEL,S,LOC,Z,0 D,ALL,UZ,0 NSEL,S,LOC,Y,50 CP,1,UY,ALL D,ALL,UX,0D,ALL,UZ,0 NSEL,ALL FINISH/VIEW,1,1,1,1 /REPLOT/SOLU OUTRES,ALL,1 TIME,20 NSUBST,20,0,20 D,1,UY,-.04 LSWRITE,1 TIME,30 NSUBST,20,0,20 D,1,UY,-.06LSWRITE,2TIME,40NSUBST,100D,1,UY,-.1LSWRITE,3LSSOLVE,1,3FINISH/POST26NSOL,2,1,U,Y,UY RFORCE,3,1,F,Y,FYADD,4,2,,,STRAIN,,,-1/50 ADD,5,3,,,STRESS,,,-1/2500 /AXLAB,X,STRAIN/AXLAB,Y,STRESSXVAR,4PLVAR,5FINISH94.混凝土非线性计算实例（3）-KINH滞回!KINH滞回FINISH/CLEAR/PREP7ANTYPE,STATICET,1,SOLID65R,1MP,EX,1,30E3MP,NUXY,1,0.2TB,CONCR,1,1TBTEMP,0TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1TB,KINH,1,1,10TBPT,,150E-6, 4.5TBPT,,600E-6,14.8 TBPT,,1000E-6,20.25 TBPT,,1300E-6,22.3 TBPT,,1480E-6,22.8 TBPT,,1620E-6,22.8 TBPT,,1800E-6,22.3 TBPT,,2000E-6,21.4 TBPT,,3500E-6,12.8 TBPT,,5000E-6,9.0BLOCK,0,50,0,50,0,50 ESIZE,10VMESH,ALL MSHAPE,0,3D NSEL,S,LOC,X,0D,ALL,UX,0NSEL,S,LOC,Y,0D,ALL,UY,0NSEL,S,LOC,Z,0D,ALL,UZ,0NSEL,S,LOC,Y,50 CP,1,UY,ALL10NSEL,ALL FINISH/VIEW,1,1,1,1 /REPLOT/SOLU OUTRES,ALL,ALL TIME,20 NSUBST,20,0,20 D,1,UY,-.04 LSWRITE,1 TIME,35 NSUBST,15,0,15 D,1,UY,-.01 LSWRITE,2 TIME,90 NSUBST,55,0,55 D,1,UY,-.12 LSWRITE,3 TIME,125 NSUBST,35,0,35 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FINISH/POST26RFORCE,3,1,F,Y,FYADD,4,2,,,STRAIN,,,-1/50ADD,5,3,,,STRESS,,,-1/2500/AXLAB,X,STRAIN/AXLAB,Y,STRESSXVAR,4PLVAR,5FINISH6.混凝土非线性计算实例（5）FINISH/CLEAR/PREP7ANTYPE,STATIC13ET,1,SOLID65R,1MP,EX,1,30E3MP,NUXY,1,0.2TB,CONCR,1,1 TBTEMP,0TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1 TB,KINH,1,1,18 TBPT,,100E-6, 3.0 TBPT,,300E-6,8.3 TBPT,,600E-6,14.6 TBPT,,900E-6,19.1 TBPT,,1100E-6,21.0 TBPT,,1250E-6,22.0 TBPT,,1400E-6,22.6 TBPT,,1550E-6,22.8 TBPT,,1650E-6,22.7 TBPT,,1800E-6,22.3 TBPT,,2000E-6,21.4 TBPT,,2400E-6,19.1 TBPT,,2800E-6,16.8TBPT,,3200E-6,14.7TBPT,,3600E-6,13.0TBPT,,4100E-6,11.3TBPT,,4600E-6,9.9BLOCK,0,50,0,50,0,50ESIZE,10VMESH,ALLMSHAPE,0,3DNSEL,S,LOC,X,0D,ALL,UX,0NSEL,S,LOC,Y,0D,ALL,UY,0NSEL,S,LOC,Z,0D,ALL,UZ,0NSEL,S,LOC,Y,50CP,1,UY,ALLNSEL,ALLFINISH14/VIEW,1,1,1,1/REPLOT/SOLUOUTRES,ALL,ALLTIME,50NSUBST,50,0,50D,1,UY,-.25SOLVEFINISH/POST26NSOL,2,1,U,Y,UY RFORCE,3,1,F,Y,FYADD,4,2,,,STRAIN,,,-1/50 ADD,5,3,,,STRESS,,,-1/2500 /AXLAB,X,STRAIN/AXLAB,Y,STRESSXVAR,4PLVAR,5FINISH7.混凝土非线性计算实例（6）!MISO约束压FINISH/CLEAR/PREP7ANTYPE,STATICET,1,SOLID65R,1MP,EX,1,30E3MP,NUXY,1,0.2TB,CONCR,1,1TBTEMP,0TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1TB,KINH,1,1,15TBPT,,100E-6, 3.015TBPT,,300E-6,8.3TBPT,,600E-6,14.6TBPT,,900E-6,19.1TBPT,,1100E-6,21.0TBPT,,1250E-6,22.0TBPT,,1400E-6,22.6TBPT,,1550E-6,22.8TBPT,,1650E-6,22.7TBPT,,1800E-6,22.3TBPT,,2000E-6,21.4TBPT,,2800E-6,16.8TBPT,,3200E-6,14.7TBPT,,3800E-6,12.3TBPT,,4600E-6,9.9!TB,MKIN,1!TBTEMP,,STRAIN!TBDATA,,600E-6,1100E-6,1600E-6,3000E-6,4500E-6 !TBTEMP,0!TBDATA,,15,21.5,23,16,9BLOCK,0,50,0,50,0,50ESIZE,10VMESH,ALL MSHAPE,0,3D NSEL,S,LOC,X,0 D,ALL,UX,0 NSEL,S,LOC,Y,0 D,ALL,UY,0 NSEL,S,LOC,Z,0 D,ALL,UZ,0 NSEL,S,LOC,Y,50 CP,1,UY,ALL D,ALL,UX,0D,ALL,UZ,0 NSEL,ALL FINISH/VIEW,1,1,1,1 /REPLOT/SOLU OUTRES,ALL,1 TIME,20 NSUBST,20,0,2016D,1,UY,-.04LSWRITE,1TIME,30NSUBST,20,0,20D,1,UY,-.06LSWRITE,2TIME,40NSUBST,100D,1,UY,-.1LSWRITE,3LSSOLVE,1,3FINISH/POST26NSOL,2,1,U,Y,UY 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核 动 力 工 程Nuclear Power Engineering第30卷 第1 期 2 0 0 9 年2月V ol. 30. No.1 Feb. 2 0 0 9文章编号：0258-0926(2009)01-0109-03基于ANSYS 的压力容器可靠性分析彭翠玲，艾华宁，刘青松，向文元（中科华核电技术研究院，广东深圳，518124）摘要：运用通用有限元分析软件（ANSYS ）的概率设计功能，以压力容器壁厚、压力载荷及弹性模量为随机输入变量，模拟实际结构设计参数的随机性。

选用蒙特卡罗法进行压力容器应力的可靠性分析，获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征，得到了压力载荷、壁厚等设计参数对应力分布的敏感程度。

关键词：压力容器；可靠性分析；ANSYS ；蒙特卡罗法 中图分类号：TG404 文献标识码：A1 前 言常用工程构件的设计方法有两种：传统的结构强度理论设计方法和可靠性设计方法。

结构强度设计方法是假设各设计变量为确定值，并要求结构的工作应力小于材料的许用应力，即[]σσ≤。

这种设计方法中，材料的属性、结构尺寸、载荷等各种参数都是根据假设和理想化得到的，对这些因素的误差引入一个安全系数加以处理。

严格说来，这些参数都不是确定的，具有一定的随机性和模糊性。

可靠性设计方法假定设计变量为随机变量，依据可靠度或失效概率进行设计，也称为概率设计。

相对于确定性的评价方法，可靠性设计方法不但能给出较准确的失效概率值，还可给出结构的设计参数敏感性分析结果。

本文应用ANSYS 概率设计模块PDS 的可靠性分析功能，采用蒙特卡罗法，以压力容器壁厚、压力载荷及材料的弹性模量作为随机输入变量，对压力容器的可靠性进行了分析。

2 ANSYS 的可靠性分析功能ANSYS 的概率分析的参数包括随机输入参数和随机输出参数。

随机输入参数指影响分析结果的结构和载荷数据，如弹性模量、载荷、结构几何尺寸等。

随机输出参数指有限元分析的结果，通常是随机输入参数的函数，如应力、应变等[1]。

在ANSYS 中计算结构的可靠度黄兆兵河海大学工程力学系，南京(210098)E-mail ：huangzhaobing123@摘 要: 本文首先介绍了蒙特卡罗法计算结构可靠度的相关理论,以及大型通用有限元分析软件ANSYS 的概率分析功能模块,提出了利用ANSYS 对结构进行可靠度分析的方法.通过一个简单的实例说明了利用ANSYS 进行结构可靠度分析的可行性. 关键词: 蒙特卡罗法，结构可靠度，ANSYS1． 引言工程结构要求具有一定的可靠性,因为结构在设计、施工和使用过程中具有种种影响其安全、适用和耐久的不确定性。

在用确定性方法（如有限单元法）计算结构模型时，所需的量如荷载、材料特性、构件尺寸和边界条件等，我们通常将它们取为定量。

但这并不符合实际。

事实上，真实设计的任何构件或结构，以上的物理量总是具有不确定性，我们无法准确获得它们的值。

所以，它们都应被视为具有某种分布特性的随机变量。

另外，还存在统计方法以及分析模型的不确定性等。

结构可靠度分析的任务就是考虑各类不确定性因素对结构分析的影响程度，并最终以一个定量（可靠指标）来描述。

在可靠度分析中，结构的极限状态是由功能函数表达的，其形式为()Z g X =，其中随机矢量12(,,,)n X X X X = 表征了工程结构中存在着的不确定信息。

当0()g X >时，结构处于安全状态；当0()g X =时，结构处于极限状态； 当0()g X <时，结构处于失效状态。

结构的失效概率是[]00()()()f g X P P g X f X dX <=<=∫，其中()f X 为随机矢量的联合概率密度函数[1]。

2． 蒙特卡罗法简介计算结构或构件可靠度的方法有很多，蒙特卡罗法是其中独具风格的数值计算方法。

它是通过对随机变量的大批抽样，通过结构的失效频率来计算结构的失效概率，所以又称随机抽样法或统计实验法，也是被公认为相对精确的一种结构可靠度分析方法[3]。

利用Ansys的概率分析功能实现结构的可靠性分析摘要：有限元分析软件Ansys5.7提供了概率分析功能，使对结构的概率分析非常容易。

在本文中对Ansys的概率分析方法作了简单的介绍，提出了利用Ansys的概率分析功能进行结构的可靠性分析的方法，并通过一个实例，说明了利用Ansys的概率分析功能实现结构的可靠性分析的可行性。

关键词：有限元分析、概率设计、可靠性分析Abstract:The software of FEA (Finite Element Analysis) Ansys 5.7 provides the function of probabilistic design, which makes structural probabilistic analysis very easy. In this paper, the method of probabilistic design is introduced. The technique of the structural reliability analysis through the probabilistic design of Ansys is presented. From an instance, it shows that the method presented is feasible.Keywords：Finite Element Analysis, probabilistic analysis, reliability analysis1. 概率分析概述在工程分析中，我们建立的分析模型都是经过各种假设和理想化而得出的，事实上，真实设计的任何产品，其材料属性、加工公差、边界条件和载荷等总是具有不确定性,并且它们的真实值往往是无法得到的。

所以，在有限元分析中的几乎所有输入参数都是不确定的，都具有一定程度的不确定性。

这种不确定性就给分析带来误差，使分析结果与实际有较大的差别。

与有限元法相结合的结构可靠性分析作者：宣桂兰来源：《科技视界》 2014年第3期宣桂兰（无锡交通高等职业技术学校，江苏无锡 214000）【摘要】本文通过对可靠度分析的概述理解到现代工程分析中实体模型不确定因素众多，进而带来分析的不准确性。

基于有限元分析软件ANSYS提供的概率设计系统(PDS)的概率分析功能，使对结构的概率分析非常容易。

根据结构的失效模式来确定结构功能函数，由此建立结构极限状态方程，再运用结构可靠度分析中的蒙特卡洛法(MCS法)利用结构的失效频率来估算其失效概率。

在本文中提出了利用ANSYS的概率分析功能结合MCS法进行结构可靠性分析的方法，并通过一个实例具体说明了利用ANSYS的概率分析功能实现结构可靠性分析的可行性。

【关键词】可靠度分析；ANSYS；蒙特卡洛法0 引言有限元法作为一种实用的分析方法，随着高精度单元不断研究出来，有限元计算的精度越来越高，并且在工程实际的各个领域得到了充分的发展和应用。

正是基于这个原因，许多学者研究了将有限元法运用于结构可靠性分析设计中的可能性，拓展了可靠性的理论和方法，形成一个新兴的学科交叉研究热点。

ANSYS是一个功能非常强大的有限元分析软件，它自身机提供的概率分析功能可以对模型进行结构可靠性分析，能够从有限元分析的角度计算这些非确定性的输入参数对产品性能的影响，也可以确定有限元分析的某些计算结果不满足用户指定的设计准则的概率。

很好地将可靠性分析融入到了有限元计算中。

1 可靠性的基本理论结构的可靠度是指结构在规定的时间内、规定的条件下（正常使用极限状态和承载能力极限状态）完成预定功能的概率。

如结构的基本变量由X1,X2,···,Xn组成，且结构功能Z为基本变量的函数，则结构的功能函数（极限状态函数）可表示为：Z=g(X)=g(X1,X2,···,Xn)（1）在概率极限状态设计理论中，极限状态方程为：g(X1,X2,···,Xn)=0（2）通常在结构设计中，基本变量X1,X2,···,Xn为随机变量，如果把基本变量归结为结构抗力R和载荷效应S两大类，则结构功能函数可简化为：Z=R－S（3）所以在概率极限状态的结构设计中，必须满足下列条件，即：Z= g(R,S) =R－S≥0（4）由可靠性理论知，求一个结构的可靠度就是求极限状态函数g(X)≥0的概率，所以利用ANSYS概率分析功能计算出g(X)≥0的概率，就得到了结构的可靠度。

基于ANSYS中PDS模块边坡可靠性分析李原;武清玺【摘要】基于ANSYS中PDS模块,在强度折减法确定边坡工程的安全稳定系数后,使用可靠性理论中的蒙特卡洛法,结合有限元软件进行概率设计.通过一个典型的边坡工程实例,在输入多个边坡材料的随机参数情况下,求得边坡最大沉降量以及目标控制值下边坡的失效概率.分析结果形象合理,较传统边坡稳定分析方法更加客观有效.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2015(037)002【总页数】3页(P105-107)【关键词】边坡工程;ANSYS中PDS模块;强度折减法;蒙特卡洛法【作者】李原;武清玺【作者单位】河海大学力学与材料学院,南京210098;河海大学力学与材料学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU753.7在边坡稳定性数值分析法中，基于有限元的强度折减法作为一种确定性方法，因其简便有效而被广泛地应用。

然而由于没有考虑实际情况和材料参数的不确定性，使计算结果和实际情况相差较大。

将可靠性理论中的蒙特卡洛法和有限元技术结合起来，考虑强度折减，把输入的边坡材料参数作为具有一定统计特征的随机变量，使用有限元软件进行分析，可以较准确的反应边坡实际情况[1]。

在此方法下进行可靠性分析，有助于通过控制最大沉降量的失效概率来保证边坡稳定性，本文使用大型有限元软件ANSYS中的PDS模块可以很好地解决此类问题。

建立在强度折减有限元分析基础上的边坡稳定性分析的基本原理就是将关于边坡稳定的两个参数内聚力c和摩擦角φ同时除以一个折减系数F，得到新的内聚力c′和摩擦角φ′，即:将折减后的参数输入并使用有限元软件分析计算。

开始时F取小一些，保证近乎于一个弹性问题，若程序收敛则说明边坡稳定。

然后慢慢增加F直至某一值使得程序恰好不收敛，此时的折减系数即为边坡的稳定安全系数，即边坡达到到极限状态[2]。

本文计算采用理想弹塑性模型，在大型有限元分析软件ANSYS中采用D-P准则，这是Drucker和Prager于1952年在Mises准则的基础上进行修正，消除了M-C屈服面的棱线，考虑平均静水压力对屈服的影响，其屈服函数为：I1=σ1+σ2+σ3式中，I1与J2为应力张量的第一不变量和应力偏张量的第二不变量；α与k为材料常数，通过与M-C屈服模型的比较可确定其值。