ansys扭轉
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
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ANSYS與材料力學之扭轉（一）尋找。
Step6：求解及后處理
因為要提取最大剪應力，所以在求解時要
打開梁截面結果：
1. 切應力
我們在后處理中插入
Maximum Shear Stress（最大切應力）結果，顯示如下：
2. 應變能
要查看應變能，需要使用后處理中的
Probe工具然后選擇
Energy，應變能結果顯示如下：
03
結論
材料力學方法計算的最大切應力為65.58MPa，總應變能為492 J；ANSYS計算的最大切應力為65.714MPa，總應變能為492.86 J，兩者基本一致。
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下載本案例源文件，提取碼為835f。源文件版本為ANSYS2020R2。
展開 前面的幾篇文章中，我們介紹完了材料力學的第二章——材料拉伸與壓縮方面的內容以及相應的ANSYS解法，今天我們正式開始學習材料力學第三章——扭轉。
工程中，當直桿受到的外力是作用在垂直于桿軸線的平面內的力偶，桿將會發生扭轉變形。單純發生扭轉的桿件不多，但以扭轉為主要變形的卻不少，如傳動軸，鉆桿等。對于這種結構我們可以直接用扭轉變形對其進行強度和剛度校核。
桿的扭轉和桿的拉壓可以
對比學習：桿受到拉（壓）時，產生拉（壓）應力和拉（壓）應變，桿受到扭轉時，產生切應力τ和切應變γ；拉壓時，在比例極限范圍內，拉應力和拉應變成正比，扭轉時，在比例極限范圍內，切應力和切應變成正比。
τ=Gγ
當我們研究桿件軸力與截面位置的關系時，需要繪制軸力圖；同樣，當我們研究桿件扭矩與截面位置的關系時，需要繪制
扭矩圖。與繪制軸力圖的方法一樣，繪制扭矩圖也用到
截面法來計算扭矩。下面討論例題3-1的材料力學解法和AMSYS解法。
一、材料力學解法：
Step1：分析受力，并計算外力偶矩。受力計算簡圖如下圖所示：
Step2：由軸的計算簡圖，使用截面法計算各軸段的扭矩。
Step3：根據計算結果，繪制扭矩圖如下圖所示：
根據扭矩圖可以看出，最大扭矩Tmax發生在CA段，其值為9.56kN·m。
二、ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.
展開 扭轉角rad
PLNSOL, S,XY, 0,1.0 !切應力
來源：ANSYS學習與應用
? 推薦Ansys模塊
- AnsysHFSS + HPC
2.15 電子設備的EMC仿真設計
? 設計中的難點
- 5G電子設備的形式多樣，數量眾多，全頻帶覆蓋，電磁環境急劇惡化。
- 沒有一種工具能夠解決所有的EMC問題，在不同仿真設計工具之間的數據交互困難
? Ansys技術方案
- PCB的EMC分析：隔離度，電源濾波，輻射，傳導、時鐘干擾，ESD，接地、高速串擾等。
- 線纜的EMC分析：布局、輻射、捆扎耦合，接地等。
- 機殼的EMC分析：屏蔽效能、諧振分布、器件部件、電磁泄露等。
- 接地系統EMC分析：接地阻抗、共地阻抗、接地噪聲等。
? 推薦Ansys模塊
- AnsysHFSS + Q3D + Siwave + HPC + SpaceClaim
2.16 電子設備的結構可靠性設計
? 設計中的難點
- 電子產品失效主要是由溫度、振動、潮濕和粉塵引起，5G電子產品的性能和指標要求都更加苛刻。
- 組裝在一起的5G終端產品需考慮整機設備的變形、振動、跌落碰撞、散熱等問題。
? Ansys技術方案
- 預測手機器件的彎曲剛度，確定關鍵部件在高應力水平下是否破壞及疲勞壽命。
- Ansys可以再現手機扭轉的過程，分析得到扭曲后手機的變形，預測手機器件的扭轉剛度。
- 借助ANSYS 參數優化工具DX對手機結構進行優化，增強手機的抗跌落碰撞性能。
? 推薦Ansys模塊
- AnsysMechanical + SpaceClaim
2.17 電子設備的電熱耦合仿真
? 設計中的難點
- 5G電子設備的溫升與散熱分析要結合電磁場和溫度場/流體場多個物理域，不同物理場之間的數據要能夠互相傳遞，是一個復雜的多物理場耦合問題。
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- Ansys可以再現手機扭轉的過程，分析得到扭曲后手機的變形，預測手機器件的扭轉剛度。
- 借助ANSYS 參數優化工具DX對手機結構進行優化，增強手機的抗跌落碰撞性能。
在公眾號文章
ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（五）
中，我們介紹了拉（壓）桿內的應變能，通過
彈性體功能原理
的使用，可以極大地簡化一些計算。與拉（壓）桿相似：
桿件發生扭轉變形時，桿內也會積蓄應變能
由于桿件各截面上的扭矩可能變化，同時，橫截面上各點處的切應力也隨該點到圓心的距離改變而改變。為此，計算桿內的應變能，需先計算桿內任一點處的應變能密度
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前面的幾篇文章中，我們介紹完了材料力學的第二章——材料拉伸與壓縮方面的內容以及相應的ANSYS解法，今天我們正式開始學習材料力學第三章——扭轉。
工程中，當直桿受到的外力是作用在垂直于桿軸線的平面內的力偶，桿將會發生扭轉變形。單純發生扭轉的桿件不多，但以扭轉為主要變形的卻不少，如傳動軸，鉆桿等。對于這種結構我們可以直接用扭轉變形對其進行強度和剛度校核
素材來源：
那么，矩形截面梁的切應力和扭轉角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
二、問題描述
矩形截面桿件的h= b = 20 mm，扭矩T= 200 N.m，剪切模量G = 80 GPa。計算矩形截面梁的切應力和扭轉角。
問題分析：只受扭轉，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。
