ANSYS Workbench隨機顆粒
關注創建者：淵魚 創建時間：2022-10-12
ANSYS Workbench隨機顆粒的視頻教程
ANSYS-WorkBench教程 支承結構地震響應計算、電子設備隨機振動分析
本課程結合工程實際，使用workbench軟件對支承結構與電子設備在隨機激勵下的響應，課程包含：支承結構（含橡膠底座）在地震激勵下，運用瞬態分析模塊，獲得時域內的應力應變響應；對電子設備進行隨機振動分析，即功率譜密度分析，從統計學角度出發，將時間歷程轉變為功率譜密度函數（PSD），在頻域內獲得電子設備的應力應變響應規律。
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ANSYS Workbench隨機顆粒的實例教程
研究進展
通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提。現階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
為了方便快捷的構建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 問題：
在Ansys Workbench進行隨機振動分析時，有時為了評估結構共振條件下是否可以滿足要求。需要將環境PSD譜，疊加共振頻率的駐頻進行振動仿真。當使用Ncode進行計算時可以實現同時輸入環境PSD譜和正弦駐頻。但是在Ansys Workbench進行隨機振動分析時，確不能同時輸入PSD譜和正弦駐頻。此時需要將正弦駐頻轉為窄帶隨機PSD譜，再將環境PSD與窄帶PSD的疊加譜輸入到Ansys Workbench進行隨機振動分析。
實現方法：
將正弦駐頻轉為窄帶隨機，可以依據1、能量等效原則。通過正弦信號的均方值等于窄帶隨機信號的均方值來換算。2、也可以通過兩種激勵狀態下結構的最大加速度響應幅值相等來換算。本文參考周炬老師《Ansys workbench有限元分析實例詳解-動力學》中給出的公式進行轉換。具體講解請參考教程。這里僅是將教材的轉換方法結合工作需求轉化為可以方便使用的excel工具。
應用介紹：
Excel工具表如下。
以下是進行PSD換算所需的輸入信息：
? 首先環境PSD譜線信息。
? 然后根據結構的模態仿真結果，確定結構固有頻率為駐頻點。
? 正弦激勵幅值：通常依據頻率值所在范圍有相對應的激勵幅值要求。
? 窄帶帶寬：通常由指定寬度、共振頻率的百分比等。
完成以上輸入信息后，點擊左上角“組合”按鈕即可得到，正弦駐頻轉窄帶隨機PSD+環境PSD的疊加結果。
將疊加后的PSD譜直接復制到Ansys Workbench中，再進行輸入Improved fit后即可進行正常隨機振動仿真。
示例：
1.模態疊加法隨機振動分析，計算結構模態。
展開 隨機響應分析（Random Response Analysis）是一種用于評估結構在隨機激勵下的振動響應的方法。它考慮了結構的固有振動特性和隨機激勵之間的相互作用，幫助我們理解系統在隨機環境下的工作情況。
隨機響應分析在許多領域中都具有應用價值，比如建筑工程中的地震反應分析、航空航天工程中的結構疲勞分析、汽車工程中的振動舒適度評估等。通過對隨機激勵和結構響應的綜合分析，可以更全面地了解結構的振動特性和可靠性，從而做出合理的工程決策。
下面和大家一起學習在Ansys Workbench中進行隨機響應分析。
第一步：建立分析流程
第二步：進行模態分析
在隨機響應分析前，首先要進行模態分析。有以下幾個原因：
確定頻率范圍：模態分析可以幫助確定結構的固有頻率范圍。這對于隨機響應分析中的頻率范圍選擇非常關鍵，因為隨機激勵通常以一段頻率范圍內的能量進行建模。通過模態分析，我們可以了解結構的固有頻率范圍，并確保在隨機響應分析中涵蓋這個范圍。
選擇模態數量：模態分析可以幫助確定需要考慮的模態數量。隨機響應分析通常會基于一定數量的模態來估計結構的響應。
展開 本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習塔架三維模型的處理
2、學習隨機振動分析步的建立
3、學習隨機振動分析的邊界條件的施加
4、學習隨機振動分析的隨機振動載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架隨機振動分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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本文介紹在ANSYS Workbench內建立如圖所示的隨機單連通域周期性邊界多孔結構模型。
模型具備單連通域及周期性邊界條件，通常用于模擬具有重復幾何特征的多孔材料，如泡沫金屬、多孔陶瓷、復合材料等。通過采用周期性邊界條件，研究者可以高效地分析無限大或非常大的多孔材料中的局部行為，而無需對整個體積進行完全建模。
模型的建立采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件生成多孔結構圖像文件。
使用CAD 圖像導入插件，將多孔結構圖像導入到AutoCAD內，建立孔隙邊界線草圖模型。
在CAD內通過生成面域及模型編輯-差集等方式建立多孔結構二維實體模型。并將生成好的模型導出為iges格式文件備用。
打開ANSYS Workbench后，選擇適用的分析系統，并將幾何結構-高級幾何結構選項-分析類型更改為2D，然后導入預先導出的iges文件。
后續可對連通多孔結構RVE模型進行有限元分析操作。
AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1954735
CAD圖像導入插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1953110
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本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習杯架模型的三維模型處理
2、學習隨機振動分析相關的分析步的建立
3、學習隨機振動分析相關的約束條件的建立
4、學習隨機振動分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯架隨機振動分析。
問題：
在Ansys Workbench進行隨機振動分析時，有時為了評估結構共振條件下是否可以滿足要求。需要將環境PSD譜，疊加共振頻率的駐頻進行振動仿真。當使用Ncode進行計算時可以實現同時輸入環境PSD譜和正弦駐頻。但是在Ansys Workbench進行隨機振動分析時，確不能同時輸入PSD譜和正弦駐頻。此時需要將正弦駐頻轉為窄帶隨機PSD譜，再將環境PSD與窄帶PSD的疊加譜輸入到
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習塔架三維模型的處理
2、學習隨機振動分析步的建立
3、學習隨機振動分析的邊界條件的施加
4、學習隨機振動分析的隨機振動載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架隨機振動分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件
在ANSYS Workbench內建立混凝土細觀模型進行有限元分析是混凝土細觀研究的有效手段，混凝土細觀模型可簡化為隨機投放的圓形骨料、界面過渡區（ITZ）部件以及水泥漿體等部分組成，對不同的部分賦值相應的材料屬性，以更好的模擬混凝土相關性能。
在ANSYS Workbench內建立隨機圓形骨料混凝土細觀模型可采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0
本文介紹在ANSYS Workbench內建立如圖所示的隨機單連通域周期性邊界多孔結構模型。
模型具備單連通域及周期性邊界條件，通常用于模擬具有重復幾何特征的多孔材料，如泡沫金屬、多孔陶瓷、復合材料等。通過采用周期性邊界條件，研究者可以高效地分析無限大或非常大的多孔材料中的局部行為，而無需對整個體積進行完全建模。
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在ANSYS Workbench內建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進行裂隙流模擬是理解復雜地質結構中的流體行為及進行實際應用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內建立地層或巖石的隨機裂隙模型方法。
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三維多孔結構廣泛存在于材料科學、生物醫學工程、土木工程等領域，如泡沫金屬、骨組織、過濾介質等，通過ANSYS Workbench對三維多孔結構進行有限元模擬，是對其進行性能分析的有效手段。
在ANSYS內建立多孔結構模型可采用CAD隨機球體插件專業版參數化建立模型后再將模型導入到Workbench內實現。
在三維混凝土細觀的有限元模擬中，混凝土細觀幾何模型的建立是仿真前提，也是其難點。在ANSYS內高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級配等參數，是三維混凝土細觀有限元仿真模擬的關鍵。
隨機多面體骨料3D模型的建立可采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內參數化建模后導入Workbench
在ANSYS Workbench內建立隨機球體及ITZ界面層混凝土細觀模型可采用CAD隨機球體顆粒&過渡區3D插件建模后將模型導入。
在插件內設置好模型參數后運行，插件會自動完成隨機球體、界面過渡區、基體模型的建立。插件已將不同部件分圖層進行建模，將模型整體導出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench
在ANSYS Workbench內建立隨機圓形多孔結構模型可采用CAD隨機圓形骨料插件建模后將模型導入。
在插件內設置好模型參數后運行，插件會自動完成CAD多孔結構模型的建立，將模型生成面域并導出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench內選擇幾何結構
