畸變的案例
VirtualLab：畸變分析器
- 畸變數(shù)據(jù)陣列：你可以掃描一個完整的角度范圍，結(jié)果以數(shù)據(jù)陣列的形式返回--如果系統(tǒng)的光源發(fā)出一個以上的波長，則以數(shù)據(jù)陣列集的形式返回。
- 單一畸變值：在這種情況下，可以直接配置相關的角度。這種模式可以用參數(shù)優(yōu)化來優(yōu)化某些角度的畸變。
例子：球狀透鏡的畸變
例子：球狀透鏡的畸變
VirtualLab Fusion技術
文件信息
VirtualLab Fusion應用：畸變分析儀
- 畸變數(shù)據(jù)陣列：你可以掃描一個完整的角度范圍，結(jié)果以數(shù)據(jù)陣列的形式返回--如果系統(tǒng)的光源發(fā)出一個以上的波長，則以數(shù)據(jù)陣列集的形式返回。
- 單一畸變值：在這種情況下，可以直接配置相關的角度。這種模式可以用參數(shù)優(yōu)化來優(yōu)化某些角度的畸變。
例子：球透鏡的畸變
例子：球狀透鏡的畸變
VirtualLab Fusion應用：畸變分析儀
- 畸變數(shù)據(jù)陣列：你可以掃描一個完整的角度范圍，結(jié)果以數(shù)據(jù)陣列的形式返回--如果系統(tǒng)的光源發(fā)出一個以上的波長，則以數(shù)據(jù)陣列集的形式返回。
- 單一畸變值：在這種情況下，可以直接配置相關的角度。這種模式可以用參數(shù)優(yōu)化來優(yōu)化某些角度的畸變。
例子：球透鏡的畸變
例子：球狀透鏡的畸變
VirtualLab Fusion應用：畸變分析儀
分析器的設置
位置（畸變類型，見第4頁）
- 參考位置
- 計算的光線束位置
輸出(結(jié)果顯示)
- 絕對畸變[m]或相對畸變[%]
- 角度范圍：定義沿著哪個方向掃描畸變（組件的X軸或Y軸，在這兩種情況下都可以使用正或負的范圍）。
- 畸變數(shù)據(jù)陣列：你可以掃描一個完整的角度范圍，結(jié)果以數(shù)據(jù)陣列的形式返回--如果系統(tǒng)的光源發(fā)出一個以上的波長，則以數(shù)據(jù)陣列集的形式返回。
- 單一畸變值：在這種情況下，可以直接配置相關的角度。這種模式可以用參數(shù)優(yōu)化來優(yōu)化某些角度的畸變。
例子：球透鏡的畸變
例子：球狀透鏡的畸變
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帶內(nèi)螺紋精密零件的熱處理畸變有限元仿真
摘 要：帶內(nèi)螺紋的精密零件在經(jīng)歷淬火-低溫回火的熱處理后發(fā)生了輕微的畸變，但是對于精密工程而言(如火箭發(fā)動機等),這些輕微畸變將會導致后續(xù)在裝配過程出現(xiàn)無法裝配的嚴重后果。使用有限元軟件及其子程序，考慮了應力影響相變和相變塑性，計算得到了熱處理過程中的溫度場、應力應變場，以及熱處理后的殘余應力分布和零件畸變，該畸變與生產(chǎn)過程中的裝配結(jié)果所顯示的畸變基本一致。針對裝配困難問題，結(jié)合數(shù)值模擬分析結(jié)果，提出了一些改進生產(chǎn)工藝控制零件畸變的建議。
關鍵詞：內(nèi)螺紋;熱處理畸變;淬火-回火;有限元仿真;
熱處理對于鋼制零件的加工來說是一個非常重要的最終加工工藝，被用來改進材料的力學性能[1]。熱處理之后，材料的性能會發(fā)生變化， 零件也可能產(chǎn)生畸變。在工業(yè)生產(chǎn)領域，對于測量這些畸變，花費了大量人力財力，提出了許多方法，但是目前仍很難準確地預測熱處理畸變。有限元仿真方法通過基于物理模型的數(shù)值計算可以給出每一個時刻的應力應變場、溫度場和組織場，給企業(yè)科研人員的生產(chǎn)決策提供理論基礎，在熱處理研究中越來越成為強有力的分析工具。
控制零件的性能和形狀是熱處理的首要目標。當前很多學者對熱處理過程的有限元分析做了大量的工作。日本的Gur and Tekkaya開發(fā)了有限元新模型用來計算軸對稱零件的溫度場和應力應變場[2]。Caner Simsir等使用三維有限元軟件模擬了淬火過程，并且研究了考慮殘余應力對軸對稱零件熱處理過程數(shù)值計算的影響[3]。Fukumoto等[4]通過ABAQUS軟件對螺旋齒輪的滲碳和淬火過程的畸變進行了研究。Lee等[5]研究了熱處理過程的力學性能變化，并使用ABAQUS軟件對HSLA鋼的熱處理過程進行了有限元仿真。
展開 Ansys Speos | 擋風玻璃光學畸變分析
TL 957 標準規(guī)定了硅酸鹽玻璃車輛玻璃板的要求和測試，其中第9.2節(jié)詳細說明了光學畸變測試。盡管測試名為“光學畸變”，但實際測量的是屈光率。屈光度的計算方式如圖所示：
圖中展示了擋風玻璃的橫截面。兩條光線自左向右穿過玻璃。位于頂部的光線在點M與玻璃發(fā)生相互作用，而底部的光線則在點M’處發(fā)生相互作用。兩個偏轉(zhuǎn)角分別標記為α1和α2，它們代表了從擋風玻璃射出的光線（即透射光線）與入射光線之間的夾角。
在位置M處的屈光度DM可以通過在M點的光學畸變值ΔαM除以ΔX來計算。光學畸變值定義為在距離上的偏轉(zhuǎn)角度差。基于上圖，光學畸變值是通過計算位置M和M′處存在的擋風玻璃上的兩條傳輸光線之間的角度來得到的。在標準TL 957中，使用在4個M′點測量的最大光學畸變值來計算折射力，如下圖所示。
本文闡述了如何運用Speos軟件分析汽車擋風玻璃的光學畸變。本示例將介紹一個Speos擋風玻璃分析項目。基于特定擋風玻璃幾何形狀，將生成一個光學畸變圖和一個屈光度圖。
綠色點代表位于M位置的光線。在中心光線M′的上方、下方、左側(cè)和右側(cè)的其他四條光線被用來獲得最大的光學畸變值。在標準的TL 957中，距離值?X被設定為12毫米。
還有其他標準以類似但略有不同的方式定義了光學畸變分析。例如：聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會的第43號法規(guī)（ECE R43）。在第43號法規(guī)中，距離值?X設定為4毫米，并且要求使用16條光線來獲得最大光學畸變值。
在這個例子中，為了演示目的，使用了材料為PMMA的簡單單層擋風玻璃。光學畸變是根據(jù)TL 957標準的定義計算的。您需要安裝以下工具：
Ansys Speos 2023R2或更高版本。
在鏈接中說明的Python版本。
展開 解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（下）
在《解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（上）》中介紹到，運用ABAQUS中的map solution功能和強大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合操作，可以實現(xiàn)大變形中由于網(wǎng)格畸變而導致的計算不收斂問題，本文將進一步介紹，map solution的實現(xiàn)方法和橡膠大變形實例的操作。
在上篇文章中講到，試樣被下壓30mm后進行重構網(wǎng)格，之后導入ABAQUS/CAE中進行前處理的重新設置，最后將map solution命令寫入INP文件中，如下圖所示。
提取試樣頂部中間節(jié)點的載荷曲線可以看到，由于map solution的將節(jié)點應力映射到新的網(wǎng)格上，兩個模型的載荷曲線基本達到首尾相連的狀態(tài)，少量的誤差也是在可接受范圍之內(nèi)的，這樣就通過映射網(wǎng)格節(jié)點數(shù)據(jù)的方法，對畸變的網(wǎng)格進行重新劃分，使得模型能夠成功的完成整個下壓50mm的大變形過程。
變形后應力云圖如下圖所示，可以看到，由于重構了網(wǎng)格，橡膠的填充效果比較理想，并沒有出現(xiàn)大的畸變和因此導致的不收斂情況發(fā)生。
可見，對于大變形中的網(wǎng)格畸變問題，我們只要運用ABAQUS的map solution功能，并結(jié)合強大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合作用，便可以在網(wǎng)格發(fā)生畸變之前進行重構，并映射前一步結(jié)果，再通過重啟動分析使計算繼續(xù)的進行下去，使得網(wǎng)格畸變不再是影響大變形不收斂的限制性因素。
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
展開 解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（上）
通過以上方法，便可以有效的解決大變形問題中網(wǎng)格畸變導致的計算不收斂問題，有關具體操作方法及細節(jié)問題，在《解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（下）》中將做詳細介紹。
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
GLAD：透射元件中由熱效應導致的波前畸變
概述
透射率元件中的熱致波前畸變主要包括兩個部分：（1）由折射率變化導致波前畸變以以及（2）由溫度導致的厚度變化所引起的波前畸變。GLAD中支持三種材料，分別為光學材料、固體非光學材料和流體。光學材料包含了一個內(nèi)部熱源分布，可以對閃光燈泵浦類似的熱效應進行建模。表征光學材料的參數(shù)包括熱導率、密度熱容積、折射率以及折射率的1階、2階導數(shù)，以及熱膨脹系數(shù)。固體非光學材料只具有熱性質(zhì)。流體通過一個熱對流系數(shù)表征，并假設流體會保持它的溫度不變，即流體中的熱能是不守恒的。
系統(tǒng)描述
本例介紹了一個玻璃窗口被一個金屬鋁環(huán)包圍，并通過壓縮空氣對其進行降溫。“thermal/material/add”命令可以將三種材料的熱分布整合在一個數(shù)據(jù)矩陣中。GLAD通過特定材料的名稱在MATLIB中實現(xiàn)對各種材料的調(diào)用。在每個熱區(qū)域，一共可以定義4種材料。光學材料中，虛部包含了內(nèi)部的熱源分布。流體中，虛部包含了傳導常數(shù)分布。
初始狀態(tài)時玻璃窗口和圓環(huán)的溫度為30度，壓縮空氣為25度，并通過“thermal/settle”命令實現(xiàn)了熱傳導和熱對流。壓縮空氣向內(nèi)流動對窗口冷卻，內(nèi)部熱源在窗口的中心位置開始發(fā)出熱量。對于相距0.1cm的兩個陣列點，材料的熱時間常數(shù)分別為：玻璃，2秒；鋁，0.0043秒；壓縮空氣，12.2秒。鋁的熱導率非常高，熱量不斷地向空氣中擴散。在5秒時，內(nèi)部熱源的影響幾乎觀察不到，但是在20秒時已經(jīng)非常的明顯了。當時間達到150秒時內(nèi)部熱源的加熱與壓縮空氣的冷卻達到了一個穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。
模擬結(jié)果 圖1.初始設定的材料分布情況
圖2.初始設定的溫度分布情況
圖3.5秒時的溫度分布 圖4.20秒時的溫度分布 圖5.150秒時（穩(wěn)態(tài)）的溫度分布
展開 GLAD：透射元件中由熱效應導致的波前畸變
透射率元件中的熱致波前畸變主要包括兩個部分：（1）由折射率變化導致波前畸變以以及（2）由溫度導致的厚度變化所引起的波前畸變。
概述
GLAD：透射元件中由熱效應導致的波前畸變
概述
透射率元件中的熱致波前畸變主要包括兩個部分：（1）由折射率變化導致波前畸變以以及（2）由溫度導致的厚度變化所引起的波前畸變。
GLAD中支持三種材料，分別為光學材料、固體非光學材料和流體。光學材料包含了一個內(nèi)部熱源分布，可以對閃光燈泵浦類似的熱效應進行建模。表征光學材料的參數(shù)包括熱導率、密度熱容積、折射率以及折射率的1階、2階導數(shù)，以及熱膨脹系數(shù)。固體非光學材料只具有熱性質(zhì)。流體通過一個熱對流系數(shù)表征，并假設流體會保持它的溫度不變，即流體中的熱能是不守恒的。
系統(tǒng)描述
本例介紹了一個玻璃窗口被一個金屬鋁環(huán)包圍，并通過壓縮空氣對其進行降溫。“thermal/material/add”命令可以將三種材料的熱分布整合在一個數(shù)據(jù)矩陣中。GLAD通過特定材料的名稱在MATLIB中實現(xiàn)對各種材料的調(diào)用。在每個熱區(qū)域，一共可以定義4種材料。光學材料中，虛部包含了內(nèi)部的熱源分布。流體中，虛部包含了傳導常數(shù)分布。
初始狀態(tài)時玻璃窗口和圓環(huán)的溫度為30度，壓縮空氣為25度，并通過“thermal/settle”命令實現(xiàn)了熱傳導和熱對流。壓縮空氣向內(nèi)流動對窗口冷卻，內(nèi)部熱源在窗口的中心位置開始發(fā)出熱量。對于相距0.1cm的兩個陣列點，材料的熱時間常數(shù)分別為：玻璃，2秒；鋁，0.0043秒；壓縮空氣，12.2秒。鋁的熱導率非常高，熱量不斷地向空氣中擴散。在5秒時，內(nèi)部熱源的影響幾乎觀察不到，但是在20秒時已經(jīng)非常的明顯了。當時間達到150秒時內(nèi)部熱源的加熱與壓縮空氣的冷卻達到了一個穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。
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單元扭轉(zhuǎn)過度和變形速度比大于10000、單元畸變、穿透解決方法 ￥28
There are a total of 2 excessively distorted elements
The ratio of deformation speed to wave speed exceeds 1.0000 in at least one element
單元扭轉(zhuǎn)過度和變形速度比大于10000、單元畸變、穿透解決方法：
大部分情況是接觸設置的問題，單元刪除后內(nèi)部單元之間無接觸關系，因此會造成侵入問題。
壓縮工況時穿透
沖擊時沖頭與材料發(fā)生穿透
單元入侵嚴重
接觸設置后效果圖
每層之間層次分明、無穿透
接觸設定方法
Interaction模塊
1.創(chuàng)建接觸屬性，給定切向和法向接觸行為，摩擦系數(shù)為0.3，法向硬接觸
Assembly模塊
對于層合板：創(chuàng)建層合板每層上下表面，以及界面層（0.001mm）的上下表面（注意是mesh面），若為0厚度界面層則不需要創(chuàng)建，QS代表球的外表面，GTS代表支撐夾具上表面，其中ALL代表所有單元的內(nèi)外表面，創(chuàng)建步驟后續(xù)給出；
對于機織復合材料：只需創(chuàng)建QS，GTS，試件上表面以及ALL面。
創(chuàng)建ALL面（所有單元內(nèi)外表面）
展開 滲碳齒輪的熱處理畸變及其控制技術
滲碳齒輪的熱處理畸變及其控制技術[J]. 熱處理, 2008, 23(3):8.
資源共享---ANSYS在場畸變開關電極優(yōu)化設計中的應用
通過改變場畸變開關電極參數(shù)利用ANSYS軟件計算不同形狀電極內(nèi)部的電場強度分布，根據(jù)開關優(yōu)化設計原則對開關電極進行優(yōu)化設計。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=347
2012阿毅鍛壓仿真系列講座-Deform 2D局部點網(wǎng)格畸變問題處理方法
開打前處理發(fā)現(xiàn)，以下網(wǎng)格畸變：
像上圖這種問題，是沒有正確的Remesh導致的，需要在deform2d中單獨設置Remesh條件嗎，而不是等待軟件自動重劃分：
一般情況下，可以用下壓的距離或者步數(shù)進行控制，具體的數(shù)值根據(jù)實際情況決定；
大部分的問題都是由于此原因?qū)е碌模鴤€別的則是由于邊界條件導致的，如下：
報的是同樣的SORRY, NEGATIVE JACOBIAN DETECTED AT ELEMENT NO.741 錯誤
這個地方出現(xiàn)問題，主要是由于2個變形體和模面的交匯，沒有正確的處理邊界條件造成的，解決的方法是單獨定義邊界條件：需要增加一個X方向的約束，一個高級接觸條件，2個需要配合使用，單獨一個貌似不起作用；
此問題模型下載：
http://forums.caenet.cn/showtopic-523475.aspx
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