








工学博士,仿真秀平台优秀讲师。力学和有限元理论基础扎实,参与完成仿真咨询项目多项,参与编写研究生教材《工程结构优化设计方法与应用》一部及《ANSYS Workbench结构分析理论详解与高级应用》(2020年)、《ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用(第三版)》等ANSYS应用教程多本。累计为国内各行业技术人员开展ANSYS培训或技术讲座逾3000人次,授课特点深入浅出、理论联系实际,广受学员好评。

开始讲解第四章的内容。2023年8月,第二版文章和大家见面了,增加了很多内容,还有视频指导。本章开始开始教同学们如何编写复杂程序了。本课程总共有多少章啊?回答:七章。开始讲课。新版内容来了!同学们是不是好奇之前一版是什么样子呢?细微处体现备课的精益求精!工科生的特质!大型程序一定是合作完成的!程序的优化是个长期过程!以后大家进行产品开发就能体会到了!MATLAB、C用在不同的场合!前者重科研,后者重与硬件的结合!这些内容之前已经讲过!同学们还记得吗?操作过的同学肯定记得!这里既是讲解新内容,也是一种复习。放大了看!运行结果呢?早期学习编程从某种意义上来说就是学习新函数。后期呢?学习算法!最基础的算法只是就是排序、查找等知识,这些都在C语言课程中有所接触。本课程会提及,但不作为重点知识进行讲解!学习是相通的,很多学习方法和知识点都可以互相迁移!未完,待续!修订记录20200128完成初稿;20220521修订内容;20230815修订内容v2;来源:通信工程师专辑
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这几个问题非常基本,也常被人问到。1、智能化的理想状态是不是无人工厂?自动化工厂的理想状态是无人工厂。但自动化和智能化针对的问题不一样。无人的自动化工厂其实也是需要人的。因为无人化仅仅意味着生产操作的无人化。工业企业需要人解决两类问题:一类是维持问题,一类是改变问题。一般来说,自动化的实施是有前提的,前提是需要维护的。比如,设备总是要维护、材料总是会出现问题、质量不会100%合格、原料总是会用完的......企业只要生产,总会有各种问题。企业必须要有人,解决这些令人讨厌的问题,才能维持正常的工况,才能实现自动化。对优秀企业来说,优化和创新,应该是企业的日常业务。例如,出现质量问题时,要找到问题的根源,进而找到解决问题、避免下次再犯的办法。这就是持续改进。再如,用户可能会有新的要求、市场上可能会有更好的设备或者原料。这些都需要创新。.....这些改变,总是需要人的。一般来说,有人的地方,就要有人来管人。智能化要为这些人服务、提高这些人的效率。与传统自动化不一样。传统自动化,往往只是提高蓝领的劳动效率。大体上说:自动化解决常规生产问题,智能化解决杂事。2、有了人工智能算法,为什么还需要人?人工智能本质上是一种计算机算法,用来解决某类组合优化和非线性优化问题。所谓的算法,就是通过计算得到知识。我们注意到:计算,是在Cyber空间的工作。实践出真知。人类的许多知识,是通过与物理空间作用的过程中得到的。比如,设备出现故障时,人们需要打开机器去看,看看到底出了什么问题。发生质量问题后,要找到避免再犯的办法;这个办法是不是有效,需要实际生产过程来检验。这些都不是常规的生产活动。人类获得知识的涉及物理资源,不一定是生产现场。很可能是实验室、甚至是别人的实验室。换句话说,从一个物理空间走到另外一个物理空间。人工智能获得知识的本事再大,一般也只是计算数据,在Cyber空间中的活动。至于未来的科幻,再说吧。3、模型是万能的吗?模型是个好东西、是一种理想的知识。利用这种知识,人们可以用来选择好的手段,以达到更好的结果。特别地:有了模型,便于计算机优化决策。问题是:得到理想的模型并不容易。所以,现实中采用的多数知识,是人们实践的结果:某种做法好,就把它固化下来。这种固化下来的知识可能不是最好的做法,但却是经过实践检验的。随意的改变,可能会带来预料之外的风险。大臣向晋惠帝报告:老百姓没有粮食吃,饿死人了?晋惠帝不解地问:他们为什么不吃肉呢?显然,肉比粮食更有营养,但没有粮食吃的人往往更没有肉吃。在工业过程中,缺少知识都是一种常态,好的模型往往是奢侈品。模型是好东西,但要慢慢攒。


作者|建源之光仿真秀专栏作者首发|仿真秀App导读:近日,哈尔滨市松北区利民学苑B栋有租户在3楼装修时砸掉了承重墙,导致大楼从下往上出现裂缝,楼内200余户居民被紧急撤离,临时安置到酒店。从网传视频看,该房间中钢筋混凝土的承重墙大面积被砸掉,只剩下钢筋,房间中还留有钩机、推土机等大型设备。据小区业主表示,当晚这栋共31层高的大楼,就开裂到了15层,第二天下午裂到21层,导致楼房无法正常使用。涉事楼层装修时砸掉的墙体众所周知,建筑物的承重墙等结构不能擅自改动,否则会产生严重的安全问题。2020年,福建泉州造成29人死亡、50人受伤的重大塌楼事故,就是因为违规野蛮装修所造成的。作为一名结构设计工程师,为了阐述钢筋混凝土承重墙拆除后,对整体结构的受力机理的影响。笔者拟用SAP2000软件对该行为进行仿真模拟分析。希望能引发大家的共鸣(点击文尾阅读原文留言互动),如有不当,欢迎专家学者批评,共同进步。一、仿真分析概述对于倒塌仿真分析,工况步骤为:初始重力工况→抗倒塌工况(需要采用非线性直接积分法!)对于模型分析需要满足以下的关键点:•建立考虑材料非线性的构件-变形骨架关系;•计入P-Δ效应的影响;•采用剩余结构的阻尼(如Rayleigh阻尼);•时程分析时步长不宜大于0.005s。且在实际工程应用分析时,需要三维计算模型全面考虑。由于本文仅对该现象进行抛砖引玉的剖析,仅建立2D平面框剪模型进行分析,如下图所示。二、仿真机理•整体拆除机理对该行为的仿真通常采用构件拆除法,和抗倒塌分析的步骤一致,将拆除失效的构件,通过等效为该失效构件所产生的力(M、V、N),并根据拆除方式,令失效构件所产生的力变为0,如下图所示。•梁柱构件机理由于该分析涉及构件弹塑性状态的分析,需要对梁柱和墙体做弹塑性定义。对于梁柱的弹塑性行为定义通常有以下方式:各类方法均有优缺点:•对于塑性铰/非线性弹簧的梁柱单元不容易较准确的考虑压弯作用;•纤维截面梁柱单元虽然能考虑压弯作用,但无法以考虑剪切作用;•精细化实体有限元梁柱单元存在标定难度大,计算量大的问题。因此,针对梁和柱的受力特征,在常规的建筑结构体系中,建议梁采用塑性铰单元,柱采用纤维截面梁柱单位。•墙板构件机理对于墙板的分析SAP2000提供了分层壳单元,分层壳单元可以分析任意板墙单元,但是缺点就是计算量相对较大。因此对于高宽比较大的墙体可采用墙铰的形式进行弹塑性分析。建议在拆除构件附近的楼板采用分层壳单元,其他楼板采用弹性薄壳。剪力墙视情况而已,不需要考虑节约算力时,建议全部采用分层壳单元。三、仿真定义模型建模与定义可根据上述进行建模,需建两个模型,一个是拆除后的模型,一个是未拆除的模型。拆除后的模型主要是为了计算竖向周期,并定义模型的Rayleigh阻尼,未拆除的模型为了模拟整体拆除过程。•拆除模型定义对于拆除模型,为了求解竖向周期,定义自由度为UZ、RY(如果是3D模型则为:UZ、RX、RY)。求解得到结构前三阶竖向周期为:•未拆除模型定义对于未拆除模型需要模拟分析整体拆除过程的结果。需要预先定义好前置的重力工况,并接力倒塌分析工况。通过软件查询得到拆除的墙体编号为1号。对于重力工况定义如下:需要注意的是:1、打开非线性2、打开P-Δ效应3、定义准永久工况(如果有Live工况,应增加且比例系数为0.5)对于倒塌工况定义如下:需要注意的要点:1、接力重力工况2、打开非线性和直接积分法3、勾选P-Δ效应4、打开连续倒塌选项5、显示移除对象,此处移除的是1号墙体单元。移除时间是在1s后开始移除,持时是移除的时间通常是拆除后结构竖向周期的1/10甚至更小,此处持时为0.02s。时间步长选择10^(-4)s,数量3w步,确保整体过程能完全展示得到。对于瑞利阻尼的定义如下:对于瑞利阻尼的填写,建议有两种方式:1、第一周期填写竖向第一周期,第二周期填写竖向第三周期;2、第一周期填写竖向第一周期,第二周期填写1/10的竖向第一周期。此处由于阻尼比建议为0.02~0.04,而非0.05,混凝土构件拆除后,塑性铰开展,非线性展开的阻尼应在塑性铰发展中产生。整体的阻尼比考虑过高,会高估系统阻尼比。四、仿真结果展示由下图可以得到(10倍变形放大),当1号墙体拆除时,对应楼上将多处出现开裂,与实际现象一致。因此,在装修过程中,在对结构信息不了解的情况下,切勿对承重受力构件进行暴力拆除,否则将来带来不可预见的损失。(完)来源:仿真秀App


以下文章来源于凯德利冷水机,作者KAYDELI山西德志时代新能源汽车制造股份有限公司成立于2015年,位于山西太原市小店区氢都产业园街,总占地面积约200万平方米,建筑面积126万平方米,产业园配套产业占地1000万平方米,建筑面积667万平方米。德志时代具备完善的研发体系,具有新能源整车、零部件设计开发能力,今年8月份德志时代自主研发生产的首批氢燃料电池客车已成功下线,推动着全球氢能源汽车的发展步伐。氢能源作为一种清洁可再生能源,制造专用氢燃料电池发动机,是目前较为先进的科技技术,而随着发动机研究和开发,尤其是氢发动机的成功下线之前,要对氢发动机做全方面的检验测试,同时燃料电池发动机测试能力是衡量车企是否具备氢能源开发能力的依据,所以氢发动机台架试验相当重要。氢发动机台架试验室一般由试验间及控制室组成,低温启动性能是氢发动机测试的重要指标。在氢发动机台架试验室,高低温试验装备是一类控制试验温度的设备,可模拟冬季低温环境,为试验提供重要的数据支撑,其性能会影响测试的效率及目标。为保证试验的高效率、高准确的试验数据分析,凯德利作为在工业制冷行业深耕20年的工业制冷设备生产商,在氢发动机台架测试行业,多次制定出适合试验室测试的专业制冷系统解决方案及研发出氢发动机台架试验专用冷水机设备,技术先进,设备质量卓越,受到国内外氢能动力企业认可。凯德利氢发动机台架测试专用冷水机,可实现对发动机台架测试设备中的升降温、恒温控制、符合要求的水流量及压力,并可根据试验间台架数量布置冷却水循环系统,实现多台试验台架的集中降温冷却。控温范围在-65度到135度区间内(根据实际要求可定制更低温或高温)。在德志时代某氢发动机台架试验室,采用的是凯德利工业制冷系统解决方案,包括一套凯德利KDCS100HP一体式风冷螺杆冷水机组(含水泵、水箱等设备),项目之初,为不占用试验室实际工作区域,采用制冷机组、保温水箱及其他配套设备外置,不影响试验室整体布局设计,通过高性能水泵将需求冷冻水供给到试验间,为台架试验提供稳定的温度控制。凯德利氢能源行业制冷机组应用在燃料电池环境测试中,具有多种优势及优点。第一,智能化程度高,进口西门子PLC/PC控制系统,精准实现测量和控制流量,泵压、温度精度高,可实现自动监控系统运行状态,实现智能化控制。第二,功能齐全,可实现多种制冷方案的定制开发,可作为一对一高低温试验箱等低温起动测试设备的冷却降温,也可按工艺提供适宜温度的冷却液供应,实现多台试验设备的集中供水冷却,无论哪种,皆可采用凯德利的专业制冷系统解决方案,最终达到试验高效进行。第三,运行稳定性高,安全可靠,凯德利制冷设备,具有多重安全保护功能,反相、逆相、高低压报警,并可根据试验实际需求做防爆、防振等特殊工况设计,安全可靠,运行平稳。凯德利冷水机作为在氢发动机生产及测试中的制冷设备,保障了氢发动机的高低温检测试验,既能为科研人员提供重要的测试检验数据,又提升了氢燃料电池的高效运行方式。在新能源行业,凯德利冷水机还可应用在动力电池电极材料生产及测试、电池包及电机设备的低温测试、生产设备的降温冷却等,未来,凯德利将继续努力,以更加领先的工业制冷技术,实现新能源燃料电池行业的发展。


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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、Algor、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。



