ANSYS18的連接板
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ANSYS18的連接板的實(shí)例教程
通過仿真，分析該P(yáng)CB板在以與地面成某一角度時跌落過程中，是否會出現(xiàn)散熱片與CPU脫離。
采用ANSYS18.2 Explicit STR顯式動力學(xué)分析模塊，對PCB板跌落過程進(jìn)行仿真。
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展開 （3）上述兩種單元需要建立連接關(guān)系。實(shí)心單元每個節(jié)點(diǎn)有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點(diǎn)有6個自由度，如何建立連接關(guān)系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要創(chuàng)建接觸對，并且要對目標(biāo)-接觸單元的關(guān)鍵字進(jìn)行設(shè)置。下面的絕大多數(shù)操作都是圍繞該命令進(jìn)行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實(shí)體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實(shí)體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實(shí)體與空心的接觸部分。
這里對于這兩種單元均設(shè)置了關(guān)鍵字，這些關(guān)鍵字的設(shè)置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實(shí)常數(shù)
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個實(shí)常數(shù)。
第1個實(shí)常數(shù)用于定義空心梁的厚度
第2-5個實(shí)常數(shù)分別用于定義4個接觸對。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個長方體，
然后刪除了體本身，留下構(gòu)成長方體的面，線和關(guān)鍵點(diǎn)。
最后又刪除了兩端的面。
結(jié)果如下圖。
1.4 創(chuàng)建空心梁與實(shí)心梁的連接部分
BLOCK,-0.15,0.15,-0.15,0.15,0.98,1
上述命令創(chuàng)建了實(shí)心梁和空心梁的聯(lián)接部分，是一塊實(shí)心板。
展開 2號實(shí)常數(shù)所定義的接觸對，就是下圖所示的接觸對
運(yùn)行上述命令后，ANSYS在接觸線處創(chuàng)建了虛擬的殼單元
并在虛擬單元的每個節(jié)點(diǎn)處（如果此處沒有沒有接觸單元的話）創(chuàng)建了新的接觸單元。
通過這種方式，在實(shí)體和殼單元之間建立了關(guān)系。
SHSD,3,CREATE
SHSD,4,CREATE
SHSD,5,CREATE
FINISH
上述命令依次在其它三處創(chuàng)建這種連接關(guān)系，
然后退出前處理。
2.求解
2.1 設(shè)置邊界條件
/SOLU
ASEL,S,,,21,27,6
ASEL,A,,,15,33,18
NSLA,S,1
D,ALL,ALL
ALLS
上述命令約束了實(shí)體圓柱面上所有節(jié)點(diǎn)的所有位移。
NSEL,S,LOC,Z,0
D,ALL,UZ
ALLS
上述命令對軸的對稱面設(shè)置對稱面上非零位移約束。
SFA,4,2,PRES,-1E6*3/2.804
SFA,8,1,PRES,-1E6*3/2.804
上述命令給梁的頂面施加均布載荷。
2.2 求解
SOLVE
FINISH
上述命令進(jìn)行計算。
3.后處理
/POST1
PLNSOL,S,EQV,0,1
上述命令查看等效應(yīng)力云圖
可見，最大應(yīng)力在結(jié)合處，為202MPa.隨著此處網(wǎng)格的加密，該應(yīng)力應(yīng)該會進(jìn)一步增加。
展開 本文主要簡單介紹ANSYS WORKBENCH操作平臺下ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)合材料模塊的一個分析案例應(yīng)用。分析模型采用簡單結(jié)構(gòu)的復(fù)材補(bǔ)償板組件為例，該組件結(jié)構(gòu)由螺栓、連接補(bǔ)償板和帶孔板組成，螺栓將補(bǔ)償板和孔板進(jìn)行螺栓連接補(bǔ)償板結(jié)構(gòu)起到對孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的作用。
本文僅作為技術(shù)鄰論壇在ACP復(fù)合材料分析的一個添補(bǔ)，在具體操作與設(shè)置中，考慮重點(diǎn)環(huán)節(jié)過濾因此并未明確說明每一個操作環(huán)節(jié)，也希望能在本短文的提要下，更多讀者可以了解ACP復(fù)合材料模塊，和嘗試研究該分析模塊的運(yùn)用。
本分析的難點(diǎn)在于采用復(fù)材和非復(fù)材兩類結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行ACP（pre）復(fù)材建模和非復(fù)材結(jié)構(gòu)的引用，并將殼體幾何轉(zhuǎn)化實(shí)體復(fù)材結(jié)構(gòu)，最后聯(lián)合搭建WB的靜力學(xué)求解模塊進(jìn)行求解，并ACP（post）對單一層進(jìn)行結(jié)果觀察。
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ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)材補(bǔ)償板分析實(shí)例
一、復(fù)合材料定義
復(fù)合材料是兩種或兩種以上物理或化學(xué)性質(zhì)不同的材料，通過一定加工方法組合在一起形成的一種宏觀（微觀）上新性能的材料。復(fù)合材料能夠在性能上對單一材料的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行利用，補(bǔ)短其某些性能的不足，產(chǎn)生更好的協(xié)同效應(yīng)。
二、復(fù)合材料的數(shù)值研究方法
1.微觀方法（Micro-Scale Approach）：定義纖維在基體中的角度、位置、材料屬性并進(jìn)行有限元計算，最詳細(xì)的復(fù)合材料計算方案。
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ANSYS18的連接板的最新內(nèi)容
本教程使用為某PCB主板，上面承載這CPU與散熱片以及一些內(nèi)存芯片，材料參數(shù)已知。CPU與散熱片通過膠粘，已知該種膠的臨界應(yīng)力極限值。通過仿真，分析該P(yáng)CB板在以與地面成某一角度時跌落過程中，是否會出現(xiàn)散熱片與CPU脫離。
采用ANSYS18.2 Explicit STR顯式動力學(xué)分析模塊，對PCB板跌落過程進(jìn)行仿真。
【問題描述】
梁的尺寸如圖所示，在梁的2000*300表面上作用有大小為1MPa的壓力，兩端是直徑為150mm的圓柱面為支撐表面，要分析其應(yīng)力和變形情況。
【問題分析】
（1）該結(jié)構(gòu)左右對稱，只取一半分析。
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實(shí)心部分使用實(shí)體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關(guān)系。實(shí)心單元每個節(jié)點(diǎn)有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點(diǎn)有6個自由度，如何建立連接關(guān)系呢
【問題描述】
梁的尺寸如圖所示，在梁的2000*300表面上作用有大小為1MPa的壓力，兩端是直徑為150mm的圓柱面為支撐表面，要分析其應(yīng)力和變形情況。
【問題分析】
（1）該結(jié)構(gòu)左右對稱，只取一半分析。
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實(shí)心部分使用實(shí)體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關(guān)系。實(shí)心單元每個節(jié)點(diǎn)有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點(diǎn)有6個自由度，如何建立連接關(guān)系呢？ANSYS
本文主要簡單介紹ANSYS WORKBENCH操作平臺下ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)合材料模塊的一個分析案例應(yīng)用。分析模型采用簡單結(jié)構(gòu)的復(fù)材補(bǔ)償板組件為例，該組件結(jié)構(gòu)由螺栓、連接補(bǔ)償板和帶孔板組成，螺栓將補(bǔ)償板和孔板進(jìn)行螺栓連接補(bǔ)償板結(jié)構(gòu)起到對孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的作用。
本文僅作為技術(shù)鄰論壇在ACP復(fù)合材料分析的一個添補(bǔ)，在具體操作與設(shè)置中
本人準(zhǔn)備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網(wǎng)友**好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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