如何利用Ansys Mechanical進行反向分析?

當我們求解結構分析時,通常假設一個未發生變形的物體為輸入條件,接著我們期望預測出物體的變形情況,并將其作為我們最基本的輸出。但是,我們有時可能需要求解反向問題,也就是說,給出已變形的物體,預測出其沒有變形的模樣。接下來,本文將展示如何設置和執行反向分析操作。

如何利用Ansys Mechanical進行反向分析?的圖1

圖1.正向分析

如何利用Ansys Mechanical進行反向分析?的圖2

圖2.反向分析

示例

想象你需要設計一個葉輪機的轉子葉片。常規的辦法是在運行狀態下設計轉子,被稱為“熱幾何”。通常,我們會假定相應的溫度、壓力、轉速等其他負載出現在轉子運行過程中。但是,轉子在制造出來以后是“冷幾何狀態”:接近室溫,沒有旋轉,沒有空氣動力壓力。

傳統情況下,一旦設計好“熱幾何”,設計師們會用費時間和資源的人工迭代過程來求解其中非線性問題。Ansys Mechanical中的反向分析可以提供一個很好的辦法,即可以根據“熱幾何”計算出“冷幾何”的自動化非線性解決方案。

如何利用Ansys Mechanical進行反向分析?的圖3

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總結

  • 當一個結構必須在載荷條件下設計,同時要制造的幾何形狀必須從設計條件中導出時,反向分析法十分有用。

  • 使用反向分析時,需要設置兩個分析選項:“Inverse Option”選項設置為“Yes”,“Large Deflection”選項設置為“on”。

  • 循環測試(“熱幾何”→反向分析→“冷幾何”→正向分析→重新得到的“熱幾何”,將兩個“熱幾何”結果比對)有利于驗證反向設計的結果。

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來源: Ansys結構大本營

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