ansys18的弱彈簧
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys18的弱彈簧的實例教程
在本例中，弱彈簧功能（Weak Springs）幫助我們避免了剛體運動，完成了計算，是不是就意味著只要出現了剛體運動，就可以使用弱彈簧功能（Weak Springs）呢？答案是否定的。分析中若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個弱彈簧對結構產生的影響。設置方法如下：
提取支反力結果，我們發現，弱彈簧產生的總體支反力僅為1.13e-12N，可以忽略不計，所以，該結構使用弱彈簧是沒有問題的。在此，筆者也提醒一句，
弱彈簧若非必需，則不用，盡量在結構上想辦法來防止剛體位移。
方法二：使用固定約束等效其中的一個力F。
我們知道，如果只看受力，可將該結構等效為下圖所示結構，此時約束一端的支反力依然為F。
我們將
Step3：載荷及邊界條件設置為一端受拉，一端為固定約束。關掉弱彈簧，然后求解。
提取應力結果，除固定約束處存在應力奇異外，其余位置應力依然為1MPa。
至此，本文結束。
展開 為了約束這極可能存在的剛性位移，我們需要給桿件施加弱彈簧，就是在梁的兩個端面節點和地面之間加上彈簧，該彈簧的剛度很小很小，一般只有梁單元彈性模量的百萬分之一，這樣，并不會對應力和變形計算造成實質的影響，但是卻可以防止可能存在的剛性位移。這就是ANSYS所采用的方式。
我們現在打開弱彈簧。
請查看上圖中的設置
首先，我們打開了弱彈簧。就是請ANSYS為我們加上弱彈簧。
接著，我們確定該彈簧的剛度是通過輸入因子的方式確定的。
最后，我們確定該因子是1，就是說，該彈簧的剛度是梁單元彈性模量的百萬分之一。
現在，重新計算。
計算完成后，出現了警告信息。
該警告信息與前面一致。只是說ANSYS已經為我們添加了弱彈簧。但是并沒有錯誤信息。
查看變形結果
由于是對稱的拉伸，所以一邊是正向位移，一邊是負向位移，大小均為0.0025mm,這是對的。總的變形量是0.5mm，這與前面的計算一致。
應力結果如下圖
可見，應力也完全正確。
可見，施加弱彈簧以后，結果看不出有什么影響，但是沒有出錯信息出現。這就是弱彈簧的好處，既滿足了我們的需求，又使得計算可以進行。
那么，弱彈簧的剛度變大又會如何呢？
我們下面試著把弱彈簧的剛度增加到系統默認剛度的100萬倍。
計算并查看結果
則變形是
可見，位移發生了一些改變。
應力是
在兩端面，應力有些微的改變，大概是8%左右。
仔細查看左端面
我們可以看出，每個邊的中間點處，應力集中。
至此我們可以明白，ANSYS是在每邊的中點處，施加了4根彈簧，而每根彈簧的剛度為我們所指定的剛度。對于另外一個端面也是如此，這樣,ANSYS共施加了8根彈簧。
顯然，由于施加的彈簧剛度過大，導致這里出現了應力集中，這影響了我們的計算結果，這與實際情況是不符合的。
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因此，本文利用Solidworks軟件進行疏水管道的三維建模，假設閥門處有輕微泄漏，故出口假設成一根微小的管路，相較于輸水管路內徑可以忽略不計；用ANSYS ICEM CFD進行網格劃分和流體域、固體域的創建，用商業軟件Fluent進行管內流場的模擬，具體計算步驟如圖2所示。
我們關注CAE中的結構有限元，所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
參考文獻
[1] 王新敏.ANSYS工程結構數值分析[M].北京：人民交通出版社，2007.
[2] 王時龍，任偉軍，周杰，等.多股螺旋彈簧的空間曲線模型研究[J].中國機械工程，2007,18(11):1269-1272.
[3] 韋磊，王駿.基于Creo2.0的19×7鋼絲繩建模與參數化設計[J].艦船電子對抗，2021,44(4):117-120.
電磁閥主 要由閥體、線圈、彈簧、銜 鐵和閥芯（圖中連為一體） 等組成。當電磁閥通電時，磁 路中產生電磁力使銜鐵克 服彈簧阻力、油液壓力和 摩擦力向上移動，閥開啟使燃油介質流通；當電磁閥 斷電時，磁路中產生的電磁力消失，銜鐵在彈簧復位 力的作用下向下移動至閥關閉。
圖1 電磁閥結構
1.2 數學模型
電磁閥是電、磁、機、液的非線性耦合體，其工作過程就是四者相互作用的過程。
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年8 月16日~18日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 初 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—
在 Ansys Mechanical 中實施模擬的溫度如下：
圖8：溫度定義
在結構分析中，裝配體需要保持固定。對于光學分析來說，使用弱彈簧將導致模擬不夠精確。因此，整個組件是通過 Remote Displacements 組合來固定的。傳感器平面的移動將受到限制，因為傳感器作為像平面并且 OpticStudio 中無法對像面施加變形效果。
12.刪除之前的所有載荷
13.插入Motion Load
14.找到之前從剛體動力學導出的txt文件，打開
15.自動替換為靜力學載荷
16.分析設置
注意：需要將慣性釋放設置為On，合理設置子步，如果存在剛體位移的話，將弱彈簧打開或者改為系統默認，筆者設置為off，并沒有影響求解，大變形必須設置關閉。
當然，對于新型的脈動衰減器也有一些研究，例如賀尚紅等[16]提出了一種新型薄板振動式液壓脈動衰減器，通過結構諧振和流體諧振雙重濾波控制流體脈動；Mikota等[17]設計了一種類似質量–彈簧振動系統，通過活塞的共振衰減液壓脈動，其優點在于可通過調節活塞腔有效容積來改變衰減頻率；陳耿彪等[18]提出了2種新型脈動衰減器研制思路，一種是模擬耳蝸基地膜結構的脈動衰減器，利用其寬頻響應特性形成廣譜流體脈動抑制效果
2009年美國聲學學會制訂了船舶水下噪聲測試一般要求的ANSI標準(ANSI/ASAS12.64-2009/Partl)[19]，主要針對三種測試精度要求對測試海域深度提出了三個等級標準。ISO將ANSI標準納入到ISO水下噪聲測試標準體系中[20]。
