模型分析
關注創建者：凱迪拉克 創建時間：2022-10-26
模型分析的視頻教程
ANSYS Workbench 16.2 子模型分析的兩種方法
ansys子模型分析是獲得局部精確結果和局部精細模型分析的重要方法 可以在保證計算精度的同時 大幅度節約計算量 本視頻介紹了兩種子模型分析的方法 一個是不改變模型尺寸 局部細化網格執行子模型分析 另一個是改變局部模型尺寸同時局部細化網格
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ABAQUS案例-旋轉對稱子模型分析及旋轉對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應力位移分析與過約束檢查
旋轉對稱分析可以大大降低工作量以及計算量，本課程演示了在何種情況下以及如何采用旋轉對稱子模型進行整結構分析。本實例中采用了旋轉對稱子模型分析結構在溫度場和過盈裝配下的應力位移分布及計算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標系下查看應力和位移。
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ansys workbench 子模型分析
子模型分析： 利用ansys workbench進行子模型分析； 利用命令流調用計算結果，加載邊界條件； 對比整體與局部分析結果； 節省計算資源。
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模型分析的實例教程
【問題背景】
在經典界面中有子模型分析技術，那么這種技術能否在WB中使用呢？
答案是肯定的。
本算例說明如何在WB中使用子模型技術。
【問題描述】
一塊開孔薄板，左邊固定，右邊施加1MPa的拉力，求板中的最大應力。
【問題分析】
該問題中存在應力集中，應力集中發生在孔的上下邊沿。
為了得到應力的收斂值，需要對應力集中點反復加密網格，然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言，這種方法是可以的。但是如果板很復雜，這樣反復計算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
經典界面中子模型法操作復雜，而WB則對子模型法提供了完美的支持。本算例說明如何在WB中用子模型法進行操作。
WB中，首先創建粗糙模型并進行分析；
然后拷貝粗糙模型分析系統得到子模型分析系統，并建立粗糙模型與子模型分析系統的關系；
接著修改子模型分析系統中的幾何模型，只取與應力集中點周圍的部分幾何體；
然后導入粗糙模型在切割邊界處的位移，根據此來計算子模型的應力；
對子模型反復加密網格，就可以得到應力集中點的精確解。
【求解過程】
1.分析粗糙模型。
（1）創建靜力學分析系統。
（2）創建幾何模型。
選擇長度單位是毫米，創建一個草圖
然后根據該草圖形成面體。
并設置對該面體進行2D分析。
（3）劃分網格。
自動劃分。此時使用粗糙的網格劃分。
（4）定義邊界條件。
固定左邊線。
右邊線施加1Mpa的均布載荷。
（5）求解并查看應力。
得到X方向的正應力如下圖。
可見，在孔的上下兩邊，應力最大,為2.7Mpa。
那么真正的最大應力是多少呢？
下面使用子模型加密得到。
2.分析子模型。
展開 Marc中模型部件（Model Section）功能介紹
自Marc2013版開始，Marc就擁有了一個比預狀態（PRE STATE）更靈活的多工步分析功能。PRE STATE雖然是一個很好的功能，但它是通過后處理結果文件來傳遞數據，不僅要求所有需要的數據均要存在結果文件中，而且前一個分析結束前也不能建立出后一個分析的完整模型。為了避免PRE STATE功能的限制，更好傳遞各個分析階段的數據，可以采用模型部件功能來進行分析。Marc2013版本的模型部件可用于結構、熱以及熱機耦合分析之中。近幾年，模型部件的功能又有新的擴展，目前該功能可以用于擴散-熱等更復雜的多物理場分析中；模型部件文件默認設置已采用壓縮模式以提高輸出和導入的速度，也節省了所需的硬盤空間。
一個模型部件代表一個自我包容的有限元模型，即包括節點坐標、單元節點編號、材料模型和結果數據如應力、應變、位移、溫度等。當在多工步仿真采用了模型部件，可以將前一個工步分析得到的模型部件包括在當前的工步中，不需知道模型中有多少個單元或采用了何種材料本構模型。模型部件的使用方法大致如下：
■ Marc分析的輸入文件中采用CREATE SEC 選項來定義模型部件。每個模型部件存在一個文件中，在每個分析成功結束時產生。產生模型部件的分析，可以是不加任何載荷的（只有增量步0），也可以是具有多個增量步的，分析結束時的狀態會存在模型部件中。
■ 采用IMPORT SEC 選項可以將前面定義的模型部件包含進來。如前所述，所有的信息都在模型部件中，包括材料本構模型和使用的單元以及完整的求解狀態。當定義接觸體，可以直接將一個模型部件為一個變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到模型部件中。輸入的模型部件可以重新定位，包括平移、旋轉等，這對采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便的。
展開 因此要保證全局模型在子模型邊界上有足夠細化的網格，另外還要盡量選擇位移變化不劇烈的位置作為子模型邊界。
2.子模型分析簡單實例
1）支架幾何模型及其網格劃分
注1：單個零件劃分網格時，為了劃分方便，可能在Hypermesh中創建了多個Component組件以放置零件分割后不同部位的網格。在輸出inp文件之前，使用Hypermesh的Organize功能將網格放在同一個Component中。
注2：Component的名稱不能出現數字，否則導入到Abaqus中將可能出現沒有網格信息的情況。
2）子模型屬性設置和子模型邊界條件設置
子模型屬性設置中需輸入全局模型的結果文件名。需要讀入的全局模型結果文件包括.odb文件（或.fil文件）和.prt文件，這些文件都應該在該計算模型所對應的工作路徑下。
上述子模型邊界條件設置的含義為：子模型邊界上的驅動變量為位移U1、U2和U3，讀入全局模型中第一個分析步的位移結果。對于同一個分析步，全局模型和子模型的增量步長可以不一樣，Abaqus會自動對其進行插值處理（對于大變形分析也沒有問題）。
建立第一個子模型時仍然使用全局模型在此部位原有的網格，將子模型的分析結果和全局模型的分析結果相比較，如果二者幾乎完全相同，就可以初步驗證子模型的各項參數是正確的。
然后再對子模型進行網格細化，得到更精確的分析結果。
子模型分析包括以下幾個基本步驟。
（1）完成對全局模型的分析，并保存子模型邊界附近的分析結果；
（2）創建子模型，定義子模型邊界；
（3）設置各個分析步中的驅動變量；
（4）設置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束；
（5）提交對子模型的分析，檢查分析結果。
展開 Marc中模型部件（Model Section）功能介紹
自Marc2013版開始，Marc就擁有了一個比預狀態（PRE STATE）更靈活的多工步分析功能。PRE STATE雖然是一個很好的功能，但它是通過后處理結果文件來傳遞數據，不僅要求所有需要的數據均要存在結果文件中，而且前一個分析結束前也不能建立出后一個分析的完整模型。為了避免PRE STATE功能的限制，更好傳遞各個分析階段的數據，可以采用模型部件功能來進行分析。Marc2013版本的模型部件可用于結構、熱以及熱機耦合分析之中。近幾年，模型部件的功能又有新的擴展，目前該功能可以用于擴散-熱等更復雜的多物理場分析中；模型部件文件默認設置已采用壓縮模式以提高輸出和導入的速度，也節省了所需的硬盤空間。
一個模型部件代表一個自我包容的有限元模型，即包括節點坐標、單元節點編號、材料模型和結果數據如應力、應變、位移、溫度等。當在多工步仿真采用了模型部件，可以將前一個工步分析得到的模型部件包括在當前的工步中，不需知道模型中有多少個單元或采用了何種材料本構模型。模型部件的使用方法大致如下：
■ Marc分析的輸入文件中采用CREATE SEC 選項來定義模型部件。每個模型部件存在一個文件中，在每個分析成功結束時產生。產生模型部件的分析，可以是不加任何載荷的（只有增量步0），也可以是具有多個增量步的，分析結束時的狀態會存在模型部件中。
■ 采用IMPORT SEC 選項可以將前面定義的模型部件包含進來。如前所述，所有的信息都在模型部件中，包括材料本構模型和使用的單元以及完整的求解狀態。當定義接觸體，可以直接將一個模型部件為一個變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到模型部件中。輸入的模型部件可以重新定位，包括平移、旋轉等，這對采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便的。
展開 在WB19.0中使用子模型方法進行求解一般步驟如下：
1．創建幾何模型；
2．創建子模型分析項目，如圖18-2所示，單擊Geometry右鍵選擇Duplicate復制幾何模型；
3．在子模型分析項目中進行切分，獲得子模型分析的局部幾何體；
4．完成粗糙網格的整體模型的求解；
5．將求解結果與子模型分析項目進行數據共享，同時加載到子模型切割邊界，如圖2所示，設置整體分析項目下Solution到子模型Setup中的連接；
6．在子模型分析項目中細化網格完成更為精確地求解；
7．結果后處理。
圖2 創建分析項目和數據連接
子模型分析實例—直角支撐結構應力分析
本例以直角支撐機構為分析對象，為讀者詳細介紹如何使用WB19.0進行子模型方法的應用，通過每一步的操作設置以及最終分析結果對比，使讀者能夠更好的掌握該方法的使用。
1. 問題描述
如圖3所示直角支撐板結構，厚度為10mm，其過渡圓角為8mm，分析在受到豎直向下的掛載力作用時結構的整體應力分布情況。
圖3 直角板幾何示意圖
2. 幾何建模
幾何體建模分為兩部分內容，分別為整體幾何建模和子模型局部幾何體建模，下面分別作介紹。
1．整體幾何建模
（1）進入DM編輯窗口建立幾何模型，如圖4所示為幾何模型草圖，各長度按照圖中給定的進行繪制。
圖4 幾何草圖
（2）退出草圖編輯，依次單擊菜單欄中的ConceptàSurfaces From Sketches，生成幾何面，然后在其詳細設置窗口中的Thickness輸入10mm，完成后單擊Generate生成模型，如圖5所示。
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模型分析的相關專題、標簽、搜索
模型分析的最新內容
上述每個工具都提供可自定義的幾何結構、載荷、約束和有限元分析（FEA）模型選擇設置，使您能夠調整選項，以減少識別時間，并確保準確高效地準備分析模型。
例如，在板屈曲驗證過程中，SDC Verifier中的面板識別工具可用于在結構模型中自動對面板、板件和加勁肋進行分割和分類。如視頻中所示，只需點擊一下該工具即可識別這些單元，而篩選功能可實現清晰的可視化和驗證。
本次研討會介紹如何通過Ansys Mechanical來評估電子產品界面分層的可靠性風險，主要涵蓋以下要點：Ansys 界面分層失效分析方法；CZM模型分析及其在電子封裝界面分析的應用；CZM測試方法和參數獲取介紹。
對流、溫度及輻射邊界條件</em></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>使用線性網格劃分模型，求解分析。溫度分布如圖 3 所示。
、靈敏度分析、可靠性評估
COMSOL Uncertainty Quantification Module
小數據集代理模型+置信區間估計
外部數據融合
導入試驗數據、第三方仿真結果
MATLAB、Python (Pandas/NumPy)、Excel
將特征值分析的求解結果拖拽到新靜力結構分析的模型單元上。此操作用于使用特征值模態形狀的變形形狀。在屬性中將變形形狀的比例因子設為0.1。
9、定義連接。連接的定義與第一次靜力結構分析相同。
10、定義分析設置和邊界條件。開啟大變形，并設置最大子步數為500。采用基于能量的非線性穩定化方法，能量耗散比為0.01。
該技術棧中還包含Ansys HFSS?仿真軟件，用于分析安裝在航天服和月球車上的高保真天線模型，深入洞察分析月球表面端到端通信系統的連接性能。
Bentley Systems首席平臺官Patrick Cozzi指出： “要建設月球通信網絡，首先必須構建一個 “數字月球” 。
詳細介紹汽車用材料的高精度參數標定與卡片構建技術；探討整車碰撞試驗用壁障的精細化建模方法，助力整車碰撞模型精度提升；構建沙坑模型，描述車輛沙坑翻滾過程中地形與車體相互作用的仿真實現；構建新能源汽車電池包機-電-熱多物理場耦合仿真模型，深入分析機械濫用條件下動力電池的電壓響應與溫度演變規律，為電池安全性設計提供理論支撐。
分析流程
① 基于3D設計模型，構建機器人夾爪動力學模型；
② 輸入夾爪電機實際扭矩值，驗證與數學模型的相關性；
③ 建立對稱化有限元模型，開展MFBD分析以完成應力評估；
④ 基于MFBD分析得到的應力結果，進行耐久性分析；
⑤ 分析并修正缺口系數，校正異常的疲勞壽命預測結果。
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</jsk>
</div><p><br></p><ul><li>進入計算模塊，設計工程師將創建好的分析模型選中并點擊“計算”，SmartCAE便會自動啟動計算 </li></ul><
如何提高模擬分析的準確性-網格篇1個月前
選擇網格即為選擇分析的理論模型，不同的網格，在某些分析方向上結果會有較大差異，根據產品模型的結構和分析目的，選擇最適合的網格 。
例如，同一個產品模型，如果采用不同的網格類型，分析結果有較大差異
由于 Beam 單元和 3D 網格，能夠考慮壁厚側邊的熱量散失，所以模擬的流動模式，與實驗的結果更為一致。
