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ANSYS與材料力學之扭轉(二)
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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 ANSYS與材料力學系列教程之扭轉(一)
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 ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉效應
扭轉角rad
PLNSOL, S,XY, 0,1.0 !切應力
來源:ANSYS學習與應用
Ansys 5G行業典型應用解決方案
? 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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