abaqus壓縮仿真的案例
BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梁?jiǎn)卧?em>Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動(dòng)力學(xué)質(zhì)量縮放 ￥19.89
本文通過(guò)abaqus顯示動(dòng)力學(xué)的方法對(duì)BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮仿真模擬，同時(shí)為減小計(jì)算量，采用梁?jiǎn)卧M點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，壓頭設(shè)置為剛性面，添加質(zhì)量縮放，加快運(yùn)算速度，為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點(diǎn)陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實(shí)體，然后對(duì)實(shí)體進(jìn)行處理，得到點(diǎn)陣單胞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
b.建立單胞BCC梁?jiǎn)卧c(diǎn)陣模型,然后進(jìn)行刪除面的操作，得到單胞BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，接下來(lái)進(jìn)行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點(diǎn)陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設(shè)置參考點(diǎn)，模擬萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓頭，剛性單元不參與計(jì)算，不影響計(jì)算結(jié)果，加快運(yùn)算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗(yàn)進(jìn)行裝配，從上到下依次為壓板-點(diǎn)陣-壓板。
3.設(shè)置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應(yīng)力應(yīng)變值見(jiàn)下表所示。
設(shè)置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設(shè)置。
4.設(shè)置分析步Dynamic,Explicit，時(shí)間設(shè)置為5s，以每秒1mm的速度進(jìn)行壓縮模擬，開(kāi)啟質(zhì)量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線(xiàn)，然后計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)。
5.設(shè)置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數(shù)為0.3，設(shè)置通用接觸。
以下部分為付費(fèi)部分
展開(kāi) Abaqus超彈性硅橡膠壓縮仿真案例講解
Abaqus超彈性硅橡膠壓縮仿真案例講解
壓縮機(jī)仿真：補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的CFD仿真及優(yōu)化研究
壓縮機(jī)出口閥片和補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)的閥片，其打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程受流場(chǎng)作用和閥片結(jié)構(gòu)本身的材質(zhì)影響，需要考慮整個(gè)過(guò)程的流固耦合作用，通常需要構(gòu)建動(dòng)力學(xué)模型描述整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，同時(shí)需要將運(yùn)動(dòng)規(guī)律映射到網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)，使閥片的開(kāi)關(guān)過(guò)程與動(dòng)網(wǎng)格描述保持一致。
需要考慮制冷劑介質(zhì)的真實(shí)氣體物性。
02
基于Simerics-MP+的滾動(dòng)活塞壓縮機(jī)CFD分析解決方案
基于上述CFD分析技術(shù)難點(diǎn)的概述，采用通用的CFD仿真技術(shù)并不能較好的解決滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的熱力學(xué)仿真分析。基于此，本文將介紹一種專(zhuān)業(yè)型壓縮機(jī)CFD仿真分析工具SimericsMP+進(jìn)行補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)仿真的方法。
Simerics-MP+（原PumpLinx）為專(zhuān)業(yè)級(jí)的具有多領(lǐng)域獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的CFD仿真工具，具備包括船舶、車(chē)輛、葉輪機(jī)械、容積式泵/壓縮機(jī)、閥門(mén)以及系統(tǒng)仿真等在內(nèi)的多個(gè)專(zhuān)業(yè)模塊，可針對(duì)不同的領(lǐng)域分析特點(diǎn)準(zhǔn)確高效的完成網(wǎng)格劃分、動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置、計(jì)算模型設(shè)置計(jì)算以及后處理等工作。
展開(kāi) 基于ABAQUS的【2D-3D】巖石混凝土CDP的SHPB壓縮仿真 ￥25
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構(gòu)。
附件：SHPB2D-3D.cae，Job-2D-CDP.inp，Job-3D-CDP.inp，Result.opju
壓縮機(jī)仿真學(xué)習(xí)：離心壓縮機(jī)參數(shù)辨識(shí)
文章來(lái)源：壓縮機(jī)網(wǎng)
ANSYS Fluent 壓縮機(jī)仿真｜離心壓縮機(jī)計(jì)算
本案例演示利用Fluent計(jì)算離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流程并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一般流程。
1 問(wèn)題描述
要計(jì)算的壓縮機(jī)如下圖所示。
其包含6個(gè)主葉片及6個(gè)分流葉片，只計(jì)算單流道模型，如下圖所示。
流體介質(zhì)為空氣，葉輪轉(zhuǎn)速155733 rpm，沿z軸旋轉(zhuǎn)。
2 計(jì)算流程
啟動(dòng)Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計(jì)算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進(jìn)入Fluent
3 Fluent計(jì)算
3.1 General設(shè)置
進(jìn)入
General設(shè)置面板，保持默認(rèn)設(shè)置
設(shè)置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設(shè)置
開(kāi)啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設(shè)置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對(duì)話(huà)框采用默認(rèn)設(shè)置。
展開(kāi) ANSYS CFX 壓縮機(jī)仿真-離心壓縮機(jī)葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機(jī)葉輪的氣動(dòng)性能。
注：本文采用CFX 2019R2進(jìn)行演示
1 幾何模型
幾何模型來(lái)自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個(gè)葉輪有24個(gè)葉片，以22360rpm的轉(zhuǎn)速繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動(dòng)Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設(shè)置如下圖所示
△ 屬性設(shè)置
加載創(chuàng)建好的葉輪。
螺桿壓縮機(jī)仿真：Simerics 螺桿壓縮機(jī)網(wǎng)格模板介紹
螺桿式壓縮機(jī)又稱(chēng)螺桿壓縮機(jī)，分為單螺桿式壓縮機(jī)及雙螺桿式壓縮機(jī)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下工作，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤(rùn)滑油不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，螺桿式壓縮機(jī)廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。此外，以螺桿式壓縮機(jī)為主機(jī)的螺桿式熱泵廣泛應(yīng)用在采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。
其中，單螺桿壓縮機(jī)主要由一個(gè)圓柱形螺桿、兩個(gè)平面星輪和機(jī)殼組成的。螺桿和星輪組成嚙合副裝在機(jī)殼內(nèi)，由螺桿槽、星輪、機(jī)殼組成密封容積變化的氣腔。當(dāng)螺桿主軸在外部電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，星輪也隨著螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)。兩個(gè)星輪將螺桿分成對(duì)稱(chēng)獨(dú)立的封閉空間，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),星輪在螺旋槽內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變星輪、螺旋槽、機(jī)殼組成的密封空間的大小，實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣的過(guò)程。
圖1 單螺桿壓縮機(jī)
單螺桿壓縮機(jī)雖然具有零部件少、重量輕、機(jī)械效率高、噪聲低和振動(dòng)小等優(yōu)勢(shì)，但由于其結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒頂密封齒與殼體之間的泄露間隙非常小，使得其三維CFD仿真變得十分困難。
展開(kāi) 壓縮機(jī)仿真學(xué)習(xí)：影響離心壓縮機(jī)特性曲線(xiàn)的參數(shù)，你了解過(guò)嗎?
離心壓縮機(jī)機(jī)理模型在仿真時(shí)，壓縮機(jī)的溫度、壓力、流量以及其它成分均來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)DCS讀取的過(guò)程數(shù)據(jù)。一般在設(shè)計(jì)工況附近，壓縮機(jī)有最高效率，流動(dòng)情況最完善；當(dāng)流量增大時(shí)，由于摩擦損失和沖擊損失明顯增大，級(jí)效率將下降；當(dāng)流量減小時(shí)，分離沖擊損失明顯減小。
此外，由于流量減小，相對(duì)的漏氣損失和輪阻損失也增大，所以也使級(jí)效率降低。壓縮機(jī)性能不僅反映了級(jí)壓比、效率等與流量的關(guān)系外，也反映了級(jí)的穩(wěn)定工況范圍的大小。
文章來(lái)源：蚌埠榮強(qiáng)壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)仿真案例
2D模型共節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分；
穩(wěn)態(tài)求解，流體材料默認(rèn)為空氣，標(biāo)準(zhǔn)k-e湍流模型和增強(qiáng)型壁面函數(shù)，動(dòng)域繞z軸正方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為2500rpm；
自然壓力入口和出口邊界，壓力入口和壓力出口邊界的壓力值均設(shè)置為0Pa；
葉片壁面作為旋轉(zhuǎn)部件定義相對(duì)于相鄰區(qū)域（動(dòng)域）的旋轉(zhuǎn)速度為0，其他保持默認(rèn)設(shè)置；
交界面網(wǎng)格邊界設(shè)置，自動(dòng)創(chuàng)建交界面邊界，生成內(nèi)部域邊界類(lèi)型；
離散算法，只修改湍動(dòng)能和耗散率為二階迎風(fēng)格式，提高仿真精度，連續(xù)方程殘差設(shè)置為10e-5；
采用默認(rèn)“Hybrid Initialization”進(jìn)行初始化，為具有復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工況提供更好初始化速度和壓力場(chǎng)比“Standard Initialization”形式，更有助于計(jì)算收斂；
四、仿真結(jié)果
壓力分布云圖；
文章來(lái)源：CFD小學(xué)生
展開(kāi) 空氣壓縮機(jī)優(yōu)化仿真 ￥300
1.疑問(wèn)解答：
1）為什么整機(jī)仿真葉輪出口和單流道仿真葉輪出口總壓、總溫不一致
2）為什么整機(jī)仿真葉輪出口總溫總壓計(jì)算出來(lái)的效率比蝸殼出口總溫總壓計(jì)算出來(lái)的效率低，為什么整機(jī)仿真蝸殼出口總壓和總溫比葉輪出口總壓總溫高
3）仿真結(jié)果異常的原因是什么，如何去修正
2.簡(jiǎn)單優(yōu)化，額定點(diǎn)蝸殼出口整機(jī)效率提高到74%以上
ANSYS CFX-壓縮機(jī)CFD仿真流程
CFX-壓縮機(jī)仿真
壓縮機(jī)的仿真涉及到的是可壓縮流體的一個(gè)仿真，所以本次的課程主要涉及到的是可壓縮流體的一個(gè)仿真流程。
渦旋壓縮機(jī)的虛擬建模與運(yùn)動(dòng)仿真
摘 要: 為了分析渦旋壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，采用三維實(shí)體建模和虛擬樣機(jī)軟件對(duì)其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維實(shí)體建模，通過(guò)渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，獲得了準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)曲線(xiàn)，保證了渦旋壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的正確性和可靠性，提高了整體設(shè)計(jì)效率和精度。
關(guān)鍵詞: 渦旋壓縮機(jī); 虛擬建模; 運(yùn)動(dòng)仿真
前言：虛擬樣機(jī)( Visual Prototype) 技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段把產(chǎn)品資料集成到一個(gè)可視化環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿真分析。使用系統(tǒng)仿真軟件，可以在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，不斷修改設(shè)計(jì)缺陷及改進(jìn)系統(tǒng)，直至獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，最終做出比較理想的物理樣機(jī)［1］。
在眾多的商業(yè)產(chǎn)品中，美國(guó) MDI 公司的 ADAMS軟件是最具權(quán)威性、應(yīng)用范圍最廣的虛擬樣機(jī)仿真軟件。它不但可以方便快捷地對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，而且其開(kāi)放的程序結(jié)構(gòu)和接口還使它成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具［2］。本文采用ADAMS 軟件對(duì)高效低噪渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真研究。
渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理渦旋壓縮機(jī)主要由動(dòng)渦旋盤(pán)、靜渦旋盤(pán)、十字滑環(huán)、曲軸和支架體等零件組成
渦旋壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2012 年第 40 卷第 1 期 流 體 機(jī) 械 17動(dòng)、靜渦旋盤(pán)偏心一定距離相錯(cuò)某一角度安置在一起。動(dòng)靜渦旋齒相互嚙合后形成多個(gè)封閉容積，動(dòng)渦旋在曲軸驅(qū)動(dòng)和防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限制下，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平動(dòng)運(yùn)動(dòng)。使動(dòng)、靜渦旋齒相互嚙合形成的月牙形封閉容積發(fā)生周期變化，實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排氣，參見(jiàn)圖 2 所示。
渦旋壓縮機(jī)工作原理3 公轉(zhuǎn)型渦旋壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖 3、圖 4 示出渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型。
展開(kāi) 壓縮高音振膜仿真
以一種向前輻射環(huán)狀壓縮高音振膜為例說(shuō)明如何進(jìn)行仿真：
其他形狀也有很多，僅作案例參考。
下表是上述模型不同厚度的，不同邊寬的高分子振膜第一階響應(yīng)頻率f0和第二階響應(yīng)頻率。
一般來(lái)說(shuō)，都是希望第一階頻率越低越好，第二階頻率越高越好。很明顯，這兩個(gè)是存在矛盾的，只能做一個(gè)平衡。
其他模態(tài)，比如分割振動(dòng)之類(lèi)的，需要確保其大于可用的頻段，比如大于20kHz之類(lèi)。
下面再看看另一種向前輻射球頂狀壓縮高音振膜：
振膜f0 1021Hz。由于一般壓縮高音材料單一且均勻，所以其f0的計(jì)算相對(duì)通常的揚(yáng)聲器會(huì)更準(zhǔn)確。下圖模型中已添加音膜膠水模型，以更接近真實(shí)情況。
某頻率點(diǎn)下，磁聲固耦合狀態(tài)下，振膜的振動(dòng)情況：
可以看到骨架強(qiáng)度不夠，需要加厚。
其他向后輻射的壓縮高音振膜，或者其他種類(lèi)的，都可以做類(lèi)似的仿真分析。
展開(kāi) 離心壓縮機(jī)葉輪振動(dòng)特性仿真及試驗(yàn)研究
離心壓縮機(jī)葉輪前四階模態(tài)陣型見(jiàn)圖6。
1.3 葉輪模態(tài)數(shù)值仿真
1.3.1 模型建立
運(yùn)用葉片造型軟件NREC進(jìn)行建模并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入到ANSYS進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，采用無(wú)約束載荷，模型及其網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖7。葉輪材料參數(shù)設(shè)置為：彈性模量2.0×105MPa，泊松比為0.3，材料密度為7 800kg/m3 。本文選擇的單元類(lèi)型是SOLID185，為提高計(jì)算精度，采用六面體單元對(duì)葉輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分的最終結(jié)果是共有110 580個(gè)節(jié)點(diǎn)，87 300個(gè)單元。
1.3.2 約束及加載
固有頻率和固有振型是由結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料特性以及約束載荷形式?jīng)Q定的。本文對(duì)離心壓縮機(jī)葉輪采用自由模態(tài)分析，即無(wú)約束，無(wú)加載。在自由模態(tài)分析中，對(duì)于所選取的實(shí)體單元有六個(gè)剛體自由度，即六階剛體模態(tài)，其固有頻率為零；因此，模態(tài)分析求解的葉輪前六階固有頻率為零，第七階為真正意義上的第一階固有頻率。
1.3.3 結(jié)果分析
對(duì)離心壓縮機(jī)葉輪模態(tài)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得出離心壓縮機(jī)葉輪前四階模態(tài)陣型，見(jiàn)圖8。從振型圖看出，由于決定各階固有頻率的葉輪部位不同，所以葉輪振型不再遵循一階（單節(jié)點(diǎn)）和二階（雙節(jié)點(diǎn)）的規(guī)律。
1.4 分析對(duì)比
將ANSYS計(jì)算的葉輪前四階模態(tài)和LMS試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果相對(duì)比，見(jiàn)表1，可以發(fā)現(xiàn)兩者存在著一定的偏差。這是由于試驗(yàn)條件限制和計(jì)算過(guò)程中不可避免的誤差等原因引起的。但是兩者的絕對(duì)偏差都在6%以?xún)?nèi)，屬于可接受范圍[8-9] ，而且葉輪的固有頻率變化趨勢(shì)和模態(tài)陣型一致，所以我們可以認(rèn)為用ANSYS有限元軟件計(jì)算葉輪模態(tài)得出的結(jié)果是可信的。
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