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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-07


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Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法(CMS)利用超單元,將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料,對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現,進行了介紹。
示例:
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗,產品本身結構已經很復雜,再加上工裝往往是一個更大的結構。
你是否在綁定接觸公式嘗試從純罰函數(Pure Penalty)更改為基于MPC的綁定?你是否知道這意味著什么?你是否曾想過該何時使用它?
在多個版本的 ANSYS MAPDL和ANSYS Mechanical(Workbench)中,已經可以選擇將運動學多點約束(或MPCs)用于線性接觸公式。
同時,我們提出了一些MPC原理分析和商軟的猜測,也遇到了一些問題,也希望有大神能解答一下:
(1) Nastran采用PARAM,MAXRATIO來設置MAX RATIO的閾值只能針對正數,但Nastran打出的PIVOT RATIO有時還有負數,這時有類似的負數的閾值設置嗎?我們沒有找到。
4.2 Abaqus的實現方式
Abaqus的關鍵詞中inp的MPC中已經消除了這個單元號,如下圖,Abaqus如果是按單元來實現的話應該會在inp關鍵詞中反應,譬如質量點,雖然Abaqus/CAE上是inertia設置,但inp依然是Element關鍵詞,也會設置單元類型為MASS,但MPC猜測沒有這么做,而是把Master點和Slave點的關系寫到了關系矩陣中,在組裝全局剛度陣時將關系式單獨寫到全局剛度陣中
(1) 一類是MPC點之間的約束。Nastran的MPC的靈活度要遠遠超過Abaqus,Nastran的主節點可以選擇123自由度,也可以對每個從節點設置不同的自由度,還能主節點和從節點互相包含,Abaqus更多的是只負責80%的常用應用場景,復雜功能讓你編子程序,但事實上一線仿真工程師又有多少人愿意編子程序呢?
3.有限元模型介紹
整車模型主要采用殼單元模擬,主要設備(如空調、變流器等)采用質量點模擬,設備與車體的連接通過MPC約束模擬。模型共包括殼單元1222916個,質量單元6個。
建模
NASA Rotor 67風扇葉片盤的單扇區模型在默認設置下用SOLID186單元劃分網格:
葉盤和葉片幾何結構分別劃分網格。葉片和葉盤之間形成接觸對。
接觸建模
為葉盤和風扇葉片之間的接觸定義了一個粘結的面-面接觸對(使用基于MPC的算法):
接觸表面用CONTA174接觸單元劃分網格。目標表面用TARGE170目標單元劃分網格。
在計算機內部,Ansys創建遠程點和被選幾何區域的綁定接觸(Bonded)。
接觸單元的目標單元(控制節點)和節點通過多點約束方程法(MPC)計算處理。
接觸節點的位移依賴于控制節點的約束自由度。
打開案例模型中分析系統I,打開視頻學習更多關于遠程點的行為選項知識。
五.
執行強制響應分析的完整工作流如下:
CFD建模
以下主題涉及該問題的計算流體動力學(CFD)建模,該建模已在葉片盤上進行,以檢索非穩定流壓力:
問題描述和設置
結構分析需要作用在風扇葉片上的非穩定流動壓力。使用ANSYS CFX進行非定常流體計算。葉片上的不穩定壓力是由于入口每轉一次的畸變信號以及葉片在壓力場中的旋轉引起的。
(a)設計模型 (b)分析劃分
(c)綁定連接圖示 (d)耦合連接圖示
圖22 格構柱節點設計及分析模型
其結構模型如圖(a)所示,分析模型如圖(b)所示,該格構柱節點內部有大量的加勁肋,采用非協調網格劃分,并設置相應的綁定連接和耦合連接,如圖(c)和(d)所示,圖(d)中有處內部加勁肋在原模型中采用mpc-tie近似連接,本文將其改為耦合連接,相對來說更加剛性。