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 ansys Workbench 靜應(yīng)力模塊，利用生死單元技術(shù)結(jié)合APDL命令，模擬轉(zhuǎn)軸最大扭力

示例：要求計(jì)算轉(zhuǎn)軸所能承受的最大扭轉(zhuǎn)力矩，轉(zhuǎn)軸抗拉強(qiáng)度1230MPa

模型如下： 中間最細(xì)位置R=3

Workbench計(jì)算時(shí)，左側(cè)固定。右側(cè)面施加圓轉(zhuǎn)位移。

 

效果展示

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操作過程：

首先，初步計(jì)算轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)多少會(huì)接近許用最大值1000Mpa。確定初始載荷大小。

當(dāng)加載1° ——0.0174 弧度 ，時(shí) 轉(zhuǎn)軸約945Mpa。

其次，利用APDL命令分載荷步逐步增大轉(zhuǎn)角載荷，并在每個(gè)載荷步中進(jìn)入后處理中查看是否有單元應(yīng)力超過許用值1000Mpa。當(dāng)有單元超過許用值時(shí)記錄該單元，在下一步載荷過程中將該單元抑制。繼續(xù)加載直到循環(huán)結(jié)束。

1.創(chuàng)建加載點(diǎn)——remotePoint

在Pilot Node APDL Name 中定義名稱：后期將在插入的APDL命令中使用該名稱，更改載荷大小。

1. 創(chuàng)建單元組——Name Selection

在每個(gè)載荷步的后處理中需要篩選單元結(jié)果，查看是否超過許用應(yīng)力。為了縮小查詢范圍可以先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷危險(xiǎn)截面位置，將危險(xiǎn)截面附近的單元定義為一個(gè)組。在后期結(jié)果查看時(shí)，僅在該組內(nèi)查找單元應(yīng)力。從而提高計(jì)算效率。

注意：選著的是單元組，可以使用框選功能。

1. 在Analysis setting 中插入Command 命令

插入命令如下所示，同時(shí)注意單位制的選著，本例使用mm kg N。 命令見附錄

 

1. 命令中包含有三種 應(yīng)力評(píng)估方法，一:剪應(yīng)力失效。二：等效應(yīng)力失效。三：第一主應(yīng)力失效。應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況條，結(jié)合零部件失效模式，自主選著。

!!!!!1.使用剪切應(yīng)力判斷是否失效*********************

!etable,myp1,s,1                        !提取第一主應(yīng)力

!etable,myp3,s,3                        !提取第三主應(yīng)力

!SADD,mystress,myp1,myp3,1,-1      !構(gòu)造 剪切應(yīng)力

!esel,r,etab,mystress,2018                 !選擇單元剪切應(yīng)力大于1009

!!!!!2.使用Von Mises應(yīng)力判斷是否失效*********************

etable,mystress,s,eqv                        !提取Von Mises應(yīng)力

esel,r,etab,mystress,1230                  !選擇單元取Von Mises應(yīng)力大于1230

!!!!!3.使用第一主應(yīng)力判斷是否失效*********************

!etable,mystress,s,1                           !提取第一主應(yīng)力

!esel,r,etab,mystress,1230                 !選擇單元主應(yīng)力大于1230

1. 結(jié)果顯示

結(jié)果動(dòng)畫中可以看到 部分單元因超過設(shè)定值 而被抑制。

查看約束端力矩，可以看到在第9秒時(shí)刻載荷最大約29856Nmm。此時(shí)應(yīng)力云圖剛超過許用應(yīng)力，下一載荷中（9.2s），部分單元即被抑制。動(dòng)畫顯示效果即為，轉(zhuǎn)軸斷裂。

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附錄：

插入的命令：

Finish                 

/prep7

steps=10                                                

timeinc=1

finish                

/solu

nsubst,10,20,10                   

autots,on             

nlgeom,on                                                       

rescontrol,define,last,last,0,dele  

time,1

d,rotorY,roty,0.0174          

allsel,all

solve      

time,2       

d,rotorY,roty,0.0184          

solve

*do,i,1,steps-1

/post1

allsel,all

set,last

cmsel,s, resultGroup       

etable,mystress,s,eqv                    

esel,r,etab,mystress,1230             

cm,myelem%i%,elem                  

finish

allsel,all

cmwrite,temp%i%,cm         

parsav,all,myname,txt       

/solu

antype,,rest                   

parres,change,myname,txt  

*do,j,1,i                                     

/input,temp%j%,cm                 

*get,exists,comp,myelem%j%,type

*if,exists,ne,0,then

cmsel,s,myelem%j%

ekill,all

*endif

*enddo                  

nsubst,5,20,5

autots,on

allsel,all

time,timeinc*(i+1)+1

d,rotorY,roty,0.0184+0.001*i          

allsel,all

solve

finish

*enddo

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