遠端位移的案例
ANSYS Workbench remote displacement 遠端位移原理詳解 ￥10
本文的目的是用簡單的語言介紹遠端位移的原理及其應用。解釋了Deformable/Rigid/Coupled/Beam 這些選項間的區別，以及本質。如果不清楚這些，往往用這個邊界條件加載后的結果跟我們的預期相差很遠，明明我們想的最終結果是一個樣，但是實際卻大相徑庭。
目錄
1. 遠端位移的作用
2. 約束方程是什么
3. MPC是什么
4. 耦合自由度
5. 實例示意（Deformable/Rigid/Coupled/Beam的對比）
6. 注意事項
7. 有轉動+位移加載時的旋轉中心是什么
遠端位移的作用
Remote displacement 可以進行位移和角度旋轉的同時加載；Remote displacement的作用原理為使用MPC接觸對進行控制,即在remote displacement作用位置上產生接觸單元,作用點上產生一個控制功能的節點,遠端位移通過約束節點,然后將約束的具體數值分配給你作用位置上。
在行為選項behavior這個選項里有如下選擇：
Deformable
Rigid
Coupled
Beam
下面將介紹每個選項的含義。
展開 請問ABAQUS中接地彈簧Spring 1遠端可以加強制位移嗎
請問ABAQUS中接地彈簧Spring 1遠端可以加強制位移嗎
Workench中的Remote Point、Remote Force 和遠端位移用法 ￥5
1 題例
如下圖所示，一個工字結構體，兩端是方形塊尺寸為50mm×15mm×5mm，中間以一個半徑為4mm的圓柱實體連接。將左端固定，右端通過遠程點進行連接，遠程點離右端平面距離為100mm，在遠程點上施加100N水平向右的作用力。
2 遠程點創建及加載
創建完成的遠程點信息如下：
注：Remote Point在Detail里的最后Piolt Node APDL Name里一定要命名，要不后面無法插入命令流，命令流里則沒有名字，ANSYS程序無法識別。remotePoint,則為定義的命名。
遠程點創建完成后，可以直接使用APDL命令在遠程點上施加載荷，在Static Structural中插入命令：F,remotePoint,FZ,100，完成加載。
其他具體見收費內容里有具體操作文檔，及文件。
展開 ANSYS Workbench 轉子動力學：單盤轉子臨界轉速
遠端位移——Remote displacement 可以進行位移和角度旋轉的同時加載；Remote displacement的作用原理為使用MPC接觸對進行控制,即在remote displacement作用位置上產生接觸單元,作用點上產生一個控制功能的節點,遠端位移通過約束節點,然后將約束的具體數值分配給作用位置上。
下面通過案例來一起學習一下ANSYS求解單盤轉子臨界轉速。
【案例】ANSYS求解單盤轉子臨界轉速
【第一步】建立幾何模型如下圖所示；模型的建立不再贅述，為了優化網格，將模型劃分為多個bady并放入同一個part里，同時將軸承位置的柱面切分出來；
【第二步】選中connections，右鍵選擇insert—bearing；
【第三步】軸承接觸設置;選擇軸承旋轉平面—定義軸承剛度—定義軸承阻尼—選擇軸承位置—定義為柔性行為；
【第四步】定義另一個軸承；
【第五步】網格劃分；由于已經切分好，所有bady可掃略，故采用sweep method劃分網格；圓盤可通過映射面提高網格規整性；
【第六步】施加遠端位移約束；故還需限制X向平動和繞X軸轉動；
同樣方法，施加另一個遠端位移約束；
【第七步】求解選項設置；考慮阻尼;
【第八步】定義轉動角速度；
【第九步】添加坎貝爾圖；
【第十步】求解；
【第十一步】查看坎貝爾圖，可以獲取各階臨界轉速；
【第十二步】查看各階振型；
通過以上分析，完成了單盤轉子轉子動力學初步分析并獲取了轉子各階臨界轉速及其振型。
展開 
冷卻器緩沖罐應力分析 ￥5
圖4 邊界條件
圖5 總位移云圖
圖6(a) 殼體外側應力強度云圖
圖6(b) 殼體內側應力強度云圖
圖7 梁的應力云圖
圖8 路徑示意圖
3.結果討論
模擬得到的位移云圖如圖5所示，最大位移處于殼體頂部，為0.17mm；應力強度最大值位于梁殼連接處，殼體外側存在應力集中，大小為51.43MPa，殼體內側為39.97MPa。梁的應力最大值同樣位于梁殼連接處，為1.27MPa。獲取最大應力節點處的坐標信息，定義局部坐標系，沿著儲罐側壁不同高度定義與X軸相交的路徑，采用X Axis Intersection創建路徑。
應力線性化結果如下：
路徑1（外側）
路徑2（內側）
取罐體內側進行應力評定，評定結果通過。注意殼單元計算得到的為整體薄膜應力和彎曲應力。
4.問題擴展
4.1 遠端位移約束
抑制線體，分析中加入4個遠端固定位移約束分別作用在罐體與支撐梁連接處，約束點坐標分別為（591mm，0，0）（-591mm，0，0，）（0，0，591mm）（0，0，-591mm），約束全部平移和轉動自由度。
圖9 邊界條件
圖10 總位移云圖
圖11(a) 殼體外側應力強度云圖
圖11(b) 殼體內側應力強度云圖
4.2 遠端位移約束帶加強板
考慮連接處的局部加強，增加加強板厚為12mm，在DM中設置加強板的面厚度為24mm，其余設置不變，重新求解得到變形及應力強度結果如下。
展開 關于結構計算的邊界條件清單
3、位移約束
3.1 完全固定約束
完全固定約束，可以施加在點，線，面上，并且在這些位置的位移設置為0，即為完全剛性約束。
3.2 位移約束
位移約束，可以施加在點，線，面上，并且在這些位置上1可以設置0位移和非0位移約束，0位移約束等效于完全固定，非0位移約束，相當于位移載荷。用戶可以通過指定不同的坐標系，施加徑向和周向約束。
3.3 遠端位移約束
用戶可以在點，線和面上施加遠端位移，遠端位移可以在實體模型的邊界上引入轉動自由度。
3.4 無摩擦支撐
無摩擦支撐約束條件，只能施加到面上，它約束面地法向運動，而允許面在切向上可以自由運動（無摩擦運動）。相當于約束一個方向自由度，釋放兩個方向自由度。
3.5 只壓縮支撐
只壓縮支撐約束條件，只能施加到面上，它只約束面法向壓縮的位移，不約束拉伸方向位移。
3.6 圓柱支撐約束
圓柱支撐約束邊界條件，只能施加到圓面上，程序在圓孔的內部建立局部柱坐標系統，將位移約束分量轉換為徑向，軸向和周向。
3.7 彈性支撐約束
彈性支撐約束只能施加到面上，它將在被約束的面上的法向施加彈性支撐，如果用戶激活該選項后，還需要輸入基礎剛度。
來源：CAE技術聯盟
展開 基于optistruct的支架拓撲優化暨輕量化設計
經分析，支架遠端位移最大，垂向位移為2mm，二應力分析表明，部件設計安全裕度較大，存在較大減重空間，部分區域冗余，沒有充分利用材料和相關工藝，達到材料的最優拓撲，該零件符合拓撲優化條件。
2.優化設計
1）建立設計變量
進入optistruct界面，該拓撲優化使用材料的密度作為拓撲設計變量，對承載有用的單元賦予真實的材料密度，而冗余的單元則賦以零密度。關聯有限元模型的屬性，將其中的密度引用為變量，變量類型為PSHELL，base thickness設置為7.99mm。
2）定義響應
本優化，以零部件的體積最小為目標，以約束遠端一個節點的垂向位移小于2mm。為此建立一個名為volume的體積響應，和一個dispz的位移響應。響應可以理解為以設計變量為自變量的函數，optistruct提供了很多類型的響應可供選用。
3）定義目標函數
選擇上述volume響應為目標函數，類型定義為：min
4）定義約束
建立一個名為disp的約束，在響應范圍框內定義位移變動范圍大于-2mm，并關聯到上述的dispz的位移響應，并選擇有限元模型中的相應工況。
5）設置優化卡片，設置迭代步和收斂條件。
6）選擇optistruct求解器求解上述優化模型，結果可進入hyperview查看，拓撲優化結果如圖4所示。
3.結果處理
拓撲優化設計空間表明，優化效果較為明顯，但顯然優化后的結果并不符合可制造原則，為此結合現有零件特點和加工工藝，得出改進后的輕量化設計方案如圖5所示，有限元分析結果表明（如圖6所示），優化后的零件性能仍保持不變，但質量降低6Kg，優化效果顯著。
展開 橡膠護套密封的非線性分析 ￥15
這是通過應用無摩擦的支持，如下圖所示
遠程位移是通過軸底面的遠程點(上圖所示的遠程點2)范圍內的不同載荷步驟進行的位移和旋轉。指定了以下加載步驟：
加載步驟1：遠程位移受到各個方向的約束。
加載步驟2：當軸向下移動時，啟動密封被壓縮。軸的垂直運動由軸的中心軸末端的基礎節點(先導節點)的位移控制。向下位移10毫米應用。
加載步驟3：軸繞z軸旋轉31.5°，繞軸中心軸末端的基礎節點(先導節點)旋轉。
設置遠程點
遠端位移設置如下所示：
3.4. 分析和解決方案控制
3.4.1. 載荷步設置
非線性靜力分析分三個荷載步驟進行。分析中考慮了大變形特性。
完成載荷步設置后，打開大變形選項。
設置完成后進行計算求解。
展開 技巧-如何在Ansys Mechanical中用好遠程點（Remote Points）？
遠程邊界條件包括：
結構分析和溫度分析的質量點
運動副，彈簧和軸承
梁連接
遠端位移和遠端力
力矩
遠程點通過一個接觸將幾何模型(網格模型)抽象化，且這種接觸方式與直接采用幾何模型的接觸方式等效。
二．遠程點的常見應用
以下幾種情況適用于采用遠程點。每個具體應用詳見視頻。
將部分幾何模型抽象化來減少模型尺寸并提高計算效率。
當多個邊界條件作用在同一個幾何模型時，避免出現過約束情況。
允許更好地控制一個模型中自由度。
1. 在僅包括位移自由度的二維或三維實體中顯示旋轉自由度。
2. 允許節點的自由度耦合。
三．遠程點應用
應用1：將一個模型的區域抽象化
遠程點用來將模型的區域抽象來節省計算資源，同時保持結果的完整性。
(案例模型中的分析系統B對應應用1)
兩種模型結果對比：
應用2：多個邊界條件加到同一個物體上
你曾經碰到過下圖中的警告信息嗎，想知道他們意味著什么，并且如何去解決他們嗎？(案例模型中的分
析系統E對應應用2)
應用3：控制自由度
在畫網格過程中，Ansys通過單元類型來定義模型自由度(DOF)。
二維面幾何(位于X-Y平面): X和Y方向平動位移。
三維立體幾何：X,Y和Z方向平動位移。
三維曲面和線幾何：X,Y和Z平面的平動和轉動位移。
但是你如何對沒有旋轉自由度的模型定義旋轉邊界條件呢？找到并打開案例模型中二維齒輪分析系統G。
四. 遠程點的行為選項（behavior）
遠程點的行為選項可以有：剛性、變形（默認選項）、耦合、梁連接。
展開 螺紋連接松動機理有限元仿真分析...
振動載荷位移從最大值變化到最小值在圖中對應 曲線 CBA 段，曲線斜率變化規律和之前所述相同，先 不變然后逐漸減小最后變為 0，之后的循環均符合此 規律。多次加載的曲線對比發現，接觸面上的受力隨 著振動次數的增加緩慢減小，同時斜率為零的階段占 比在緩慢增加，這是螺栓的預緊力逐漸降低導致，預 緊力的降低會導致接觸面更加容易發生相對滑移，導 致螺栓松動。
螺母端面所有節點沿 x 軸的位移平均值與振動載 荷位移之間的關系如圖 12 所示，振動載荷直接施加在 上連接板，而螺母與固定的下連接板接觸，但是螺母 端面仍有位移，該位移是振動載荷通過上連接板施加 給螺栓產生的。螺母端面位移曲線與受力曲線體現了 相同的規律，在接觸面沒有發生相對滑移之前螺母端 面位移基本不變，但是隨著發生相對滑移區域的增多，螺母端面也出現了位移，最終螺母端面的位移隨著振 動載荷位移一同以正弦規律增大。
上述分析的接觸表面為螺栓螺母和被連接件之間 的接觸面，接下來分析螺紋部分的接觸狀態。提取仿 真結果中的螺紋面上的接觸狀態生成云圖，紅色表示 黏附狀態，橙色表示滑動狀態。圖 13(a)、13(b)分別 是在初始預緊力為 765 N、24 680N，振幅為 0.4 mm 的條件下螺紋面的接觸狀態在振動載荷循環一個周期 內的云圖。在一個振動周期的開始，螺紋接觸面都處 于黏附狀態，不會發生滑動，隨著振動位移的加載， 螺紋接觸面上會有局部地區產生相對滑移，并且發生 相對滑移的區域會逐步擴展最終幾乎整個螺紋接觸面 發生相對滑移。
展開 轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
默認的模型不會出現對稱的設置，需要選中model狀態下插入對稱、接觸、遠端點等選項.
設置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示，設置坐標和對稱軸及平面數量。
設置得到的概念模型結果如下圖所示，可以看到有三個平面，相隔120°，劃分網格后的顯示結果如下圖所示，呈現三棱柱的效果。在軸對稱的選項中平面數3只能添加3~12之間的數值，添加12則效果近似12邊形的圓柱，計算結果沒有大的區別，只是顯示精度的不同，但是計算量會增大，所以一般3個即可。
2.遠端點的建立
在模型中進行遠端點的添加，其目的是將質量點和軸承根據遠端點來進行添加，方便后期的模型選擇操作，沒有這個操作也可以，后期的軸承和質量點選擇相同的位置即可。
添加遠端點主要有以下4個位置，如圖所示
第一個點為左側中間軸線上的質量，表示轉子系統的葉輪或齒輪等質量大的地方。
第二個和第三個點為軸承的支撐位置，設置remote point.
第四個位置和左側第一個位置相同，只是偏移了半徑方向很小的距離，表示不平衡的位置質量。
3.軸承添加
設置好遠端點之后，進行支撐軸承的添加，在接觸中右鍵插入軸承Bearing。在以前的版本中在沒有軸承支撐的情況下采用三個方向的彈簧設置就行，workbench中的彈簧方便了軸承剛度的設置，在新的workbench中可以采用bearing添加，只要設置剛度即可，設置選項如下所示。主要為轉動平面Y-Z，各個方向的彈簧剛度。彈簧剛度表水平方向，豎直方向和夾角方向，如圖所示.
右側軸承的設置方法同上，結果如下圖所示，會形成一個圓環表示。
展開 
ANSYS Workbench沖壓成形仿真
■ 載荷步1：凸模向下運動16mm完成沖壓成型；
■ 載荷步2：凸模向上運動16mm離開沖壓件；
由于凸模和凹模我們用的剛性模型，所以在施加位置的時候需要使用遠端位移實現，具體設置如下：
八.網格非線性自適應
沖壓仿真過程中，網格會發生較大變形，為了改變并細化網格從而使得求解收斂并獲得更精確的結果，我們需要設置網格非線性自適應選項，具體設置參數如下：
九.分析設置
1. 自動時間步設置。打開自動時間步，并采用子步形式；2. 子步設置。初始子步設置為200，最小子步設置為180，最大子步設置為1000；3. 打開大變形。4. 關閉弱彈簧。該設置是為了使用網格非線性自適應功能。
十.結果
十一.總結
沖壓成型的有限元分析作為沖壓模具高效專業的輔助設計手段，能夠為模具的設計和生成提供很大的幫助，如鈑金毛坯尺寸、材料流動、機構運動、模具結構等引起的成型性能變化等。本文介紹了沖壓分析過程中的技術要點，可供讀者參考使用。
注：本文做的只是一個示意性算例，結果不具備實際工程意義。
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展開 網格自適應技術！
5.邊界條件
注意：壓頭的上表面施加遠端位移（Remote Displacement）向下移動8mm，其他5個自由度均設置為0（對于剛體施加位移也可以通過joint中的移動副），正方形底面設置固定約束（Fixed Support），正方形兩側面設置無摩擦約束（Frictionless Support），目的是為了約束正方體在被壓縮的時候，兩側面不發生向外變形。如果不理解無摩擦變形，很簡單通俗的解釋就是所施加的面在法向不分離，切向可滑移。
6.分析設置
注意：子步的設置之前的幾篇文章就已經講過，子步可以設置大，但不能無限大，本例最大設置為10000，讀者可以通過使用不同的Max Substep對比一下對收斂情況的影響。對于超彈性本構必須打開大變形開關，否則無法計算。
7.求解
注意：求解至0.57484s時候，出現不收斂情況，也可以考慮打開重啟動，打開方式如下圖所示，然后當不收斂情況出現時，在分析設置中選擇要重啟的子步，然后打開穩定性開關，設置如圖所示，點擊Solve繼續求解，一般情況下，重啟動對收斂幫助很大，但是遇到較強的非線性，重啟動有時也作用不大。
注意：重啟點需要往前移幾個子步，比如在第83個子步處不收斂了，重啟點不能設置在從子步83處重啟，必須設置為83的前移數字，比如80、78等等，否則也無法收斂。
注意：當使用重啟動功能時，再次點擊Solve，軟件會根據設定的重啟點開始接著上回的計算繼續，這不僅是節約時間的辦法，也是幫助收斂的功能之一。
展開 3月26-28日 線上+西安 | Workbench結構強度、剛度計算、穩定性分析與優化設計
1、重力加速度載荷
2、標準地球重力載荷
3、旋轉速度載荷
4、壓力
5、靜水壓力
6、集中力
7、遠端力
8、軸承載荷
9、螺栓預緊載荷
10、力矩
11、線性壓力
12、熱條件載荷
13、運動副載荷
14、固定約束條件
15、普通位移約束
16、遠端位移約束
17、圓柱支撐條件
18、彈性支撐條件
實例分析-1：支架強度與剛度計算
后處理技術與
強度、剛度評價理論
1、變形與剛度
2、應變評價方法
3、應力評價方法
4、應力工具與強度評估理論
5、計算結果誤差估計
6、自適應求解
7、探測器后處理技術
8、計算精度的判定
工程實例-1：制動輪強度、剛度計算與對稱結構計算技巧
ANSYS Workbench與APDL命令流聯合仿真計算技術
1、APDL簡介
2、ANSYS Workbench中APDL命令流的格式
3、APDL在WB中的使用方法與技巧
4、ANSYS Workbench轉化為APDL命令流的方法
5、ANSYS Workbench與APDL聯合仿真的實現方法與設置技巧
工程實例-1：基于Workbench與APDL聯合仿真的鋼筋混凝土結構受力與開裂分析
應力集中與應力奇異
1、應力集中與應力奇異的概念
2、應力集中系數的定義
3、降低應力集中的方法
4、應力奇異產生的原因
5、應力奇異的消除方法
實例分析-1：應力集中分析實例—開孔方板受力分析
實例分析-2：應力奇異分析實例—斗型零件受力分析
子模型技術與
網格無關性
1、 子模型技術簡介
2、子模型技術的操作步驟
3、 邊界切分方法與操作技巧
展開 ANSYS Workbench分析實例之沖壓成型
載荷步1：凸模向下運動16mm完成沖壓成型；
載荷步2：凸模向上運動16mm離開沖壓件；
由于凸模和凹模我們用的剛性模型，所以在施加位置的時候需要使用
遠端位移實現，具體設置如下：
Step8
網格非線性自適應
沖壓仿真過程中，網格會發生較大變形，
為了改變并細化網格從而使得求解收斂并獲得更精確的結果，我們需要設置
網格非線性自適應選項，具體設置參數如下：
Step8
分析設置
1. 自動時間步設置。打開自動時間步，并采用子步形式；
2. 子步設置。初始子步設置為200，最小子步設置為180，最大子步設置為1000；
3. 打開大變形。
4. 關閉弱彈簧。該設置是
為了使用網格非線性自適應功能。
Step9
結果
總結
沖壓成型的有限元分析作為沖壓模具高效專業的輔助設計手段，能夠為模具的設計和生成提供很大的幫助，如
鈑金毛坯尺寸、材料流動、機構運動、模具結構等引起的成型性能變化等。本文介紹了沖壓分析過程中的技術要點，可供讀者參考使用。
注：本文做的只是一個示意性算例，結果不具備實際工程意義。
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