ansys薄板彎曲分析
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys薄板彎曲分析的實例教程
本文采用Abaqus/Standard求解器，進行薄板彎曲變形分析，用以簡單展示ABAQUS接觸建模及其分析功能。
1、 計算模型
如圖1所示，懸臂梁左端受剛性模具固定，右端受移動模具下壓產(chǎn)生變形。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創(chuàng)建穩(wěn)態(tài)分析步，分析薄板和剛性表面間的接觸，平板使用實體平面應(yīng)變單元CPE4I, 該單元沿板厚方向只需要一個單元即可以準(zhǔn)確模擬彎曲行為。剛性表面以解析剛性面模擬。
3、 接觸建立
ABAQUS中，接觸的一般需要三個步驟。
首先定義接觸表面。剛性表面一般作為接觸對的主面，本例中將剛性模具的面定義為主面，薄板面為從面。
進而定義接觸對。選擇發(fā)生接觸的主從面定義為接觸對。
最后定義接觸屬性。包括接觸類型，以及摩擦系數(shù)等相關(guān)接觸參數(shù)。本例選擇無摩擦的光滑接觸屬性。
本案例共包括三個接觸對，分別為三個剛性模具與薄板之間的接觸。
完成接觸設(shè)定后，對模型設(shè)定相關(guān)邊界條件：上下模具完全固定，沖頭向下移動60mm。薄板左端固定。
在此邊界條件下，沖頭向下移動時，薄板上的三個接觸對發(fā)生作用，使得薄板右端發(fā)生彎曲。
4、 接觸輸出
接觸設(shè)定中，對于多有表面的接觸信息，可以設(shè)定接觸應(yīng)力、接觸位移等接觸輸出信息。
5、 分析結(jié)果
如圖所示，計算完成后薄板發(fā)生預(yù)想彎曲。案例設(shè)定了接觸應(yīng)力輸出，接觸應(yīng)力包括接觸壓力、摩擦剪切力的輸出，均可以在后處理中進行相應(yīng)結(jié)果顯示。圖中所示云圖所示為接觸壓力云圖。
展開 理想情況下，兩端最高，ΔHl應(yīng)均為負(fù)值，ΔHl的最小值應(yīng)位于鋼板中部.
2 數(shù)值模擬分析
2.1 模型的建立
網(wǎng)格的劃分直接關(guān)系到計算的精度和效率，為了提高計算精度，針對薄板密集焊縫結(jié)構(gòu)，在四條焊縫及其附近區(qū)域用較細(xì)的網(wǎng)格，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域用較稀疏的網(wǎng)格[3-5]，網(wǎng)格劃分采用六面體單元，網(wǎng)格總數(shù)為27 644個，網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3所示.
圖3 有限元網(wǎng)格
2.2 熱源的選取
薄板焊接，熱輸入不大，焊接熔深淺，文中選擇高斯面熱源作為熱源模型，模型的表達(dá)式為q(r)=q(0)exp(-cr2)式中:q(r)為半徑r處的表面熱流;q(0)為熱源中心處熱流量最大值;c為熱源集中系數(shù);r為距熱源中心的距離.
2.3 模擬結(jié)果與分析
對薄板密集焊縫單面焊接進行了有限元分析，獲得了兩種焊接方案的焊后變形云圖. 圖4a,b所示分別為焊接方案一和焊接方案二的焊后變形云圖. 為了直觀地觀察焊接變形情況，分別對變形結(jié)果進行了10倍、20倍和30倍放大.
薄板單面密集焊縫焊接后，受熱面的縱向收縮引起薄板向受熱面方向的翹曲變形[6]. 模擬結(jié)果顯示，焊接方案一與焊接方案二變形趨勢一致，在鋼板中心，負(fù)向位移值最大，在薄板的兩端部，正向位移值最大，薄板單面密集焊縫的焊后變形呈船形，與理論分析相似. 薄板單面焊后的彎曲變形包含焊縫的長度方向彎曲變形及寬度方向的彎曲變形，長度方向彎曲變形和寬度方向彎曲的中心均位于鋼板中心. 因此在薄板四角位置，正向位移值最大.
展開 Q
&
A
2 數(shù)值模擬分析
2.1 模型的建立
網(wǎng)格的劃分直接關(guān)系到計算的精度和效率，為了提高計算精度，針對薄板密集焊縫結(jié)構(gòu)，在四條焊縫及其附近區(qū)域用較細(xì)的網(wǎng)格，遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域用較稀疏的網(wǎng)格[3-5]，網(wǎng)格劃分采用六面體單元，網(wǎng)格總數(shù)為27 644個，網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3所示.
圖3 有限元網(wǎng)格
2.2 熱源的選取
薄板焊接，熱輸入不大，焊接熔深淺，文中選擇高斯面熱源作為熱源模型，模型的表達(dá)式為
q(r)=q(0)exp(-cr2)
(2)
式中:q(r)為半徑r處的表面熱流;q(0)為熱源中心處熱流量最大值;c為熱源集中系數(shù);r為距熱源中心的距離.
2.3 模擬結(jié)果與分析
對薄板密集焊縫單面焊接進行了有限元分析，獲得了兩種焊接方案的焊后變形云圖. 圖4a,b所示分別為焊接方案一和焊接方案二的焊后變形云圖. 為了直觀地觀察焊接變形情況，分別對變形結(jié)果進行了10倍、20倍和30倍放大.
薄板單面密集焊縫焊接后，受熱面的縱向收縮引起薄板向受熱面方向的翹曲變形[6]. 模擬結(jié)果顯示，焊接方案一與焊接方案二變形趨勢一致，在鋼板中心，負(fù)向位移值最大，在薄板的兩端部，正向位移值最大，薄板單面密集焊縫的焊后變形呈船形，與理論分析相似. 薄板單面焊后的彎曲變形包含焊縫的長度方向彎曲變形及寬度方向的彎曲變形，長度方向彎曲變形和寬度方向彎曲的中心均位于鋼板中心. 因此在薄板四角位置，正向位移值最大.
圖4 兩種方案焊后變形云圖
從圖4a中可以看出，焊接方案一的正向最大位移值為0.081 1 mm，負(fù)向位移值最大為-0.300 4 mm. 從圖4b中可以看出，焊接方案二的正向最大位移值為0.081 4 mm，負(fù)向位移值最大為-0.287 4 mm.
展開 ANSYS的PDS模塊可用來做結(jié)構(gòu)可靠性分析。它采用的算法主要有蒙特卡羅法或響應(yīng)面法（RSSFEM）。蒙特卡羅法的優(yōu)點是適用面廣，只要建模準(zhǔn)確、模擬的次數(shù)足夠多，所得的結(jié)果就基本是可信的；而其缺點則是對計算平臺，尤其是硬件平臺要求較高，所以以前使用范圍比較狹窄。隨著科技的進步，如今的計算機技術(shù)一日千里，計算機硬件性能的發(fā)展也進入了一個新的高度，基于以上這些條件，蒙特卡羅法的應(yīng)用也越來越廣泛。本文所述就是利用蒙特卡羅法來分析結(jié)構(gòu)強度可靠性的具體案例。本文基于ANSYS的二次開發(fā)語言APDL和UIDL，開發(fā)了漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模模塊，并對齒輪做了彎曲強度可靠性分析
ANSYS下齒輪彎曲強度可靠性分析.pdf
展開 
ansys薄板彎曲分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
ansys薄板彎曲分析的最新內(nèi)容
摘要 針對2 mm的316L薄板單面密集焊縫結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬的方法分析了兩種焊接方案下的薄板焊接彎曲變形. 利用高度測量裝置建立了薄板彎曲變形測量方法，進行了兩種焊接方案的工藝試驗，對焊后彎曲變形進行了測量. 在此基礎(chǔ)上，對數(shù)值模擬和工藝試驗的結(jié)果進行了對比. 結(jié)果表明，薄板單面密集焊縫結(jié)構(gòu)焊接后呈船形變形，拉通焊彎曲變形中心接近于板中心
摘要
針對2 mm的316L薄板單面密集焊縫結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬的方法分析了兩種焊接方案下的薄板焊接彎曲變形. 利用高度測量裝置建立了薄板彎曲變形測量方法，進行了兩種焊接方案的工藝試驗，對焊后彎曲變形進行了測量. 在此基礎(chǔ)上，對數(shù)值模擬和工藝試驗的結(jié)果進行了對比. 結(jié)果表明，薄板單面密集焊縫結(jié)構(gòu)焊接后呈船形變形，拉通焊彎曲變形中心接近于板中心，而兩端向中間焊彎曲變形中心偏向板的先焊位置
ABAQUS提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的接觸建模能力，接觸中各種表面間的各類摩擦性質(zhì)可以建立相應(yīng)的模型模擬，來符合不同接觸行為的要求。
本文采用Abaqus/Standard求解器，進行薄板彎曲變形分析，用以簡單展示ABAQUS接觸建模及其分析功能。
1、 計算模型
如圖1所示，懸臂梁左端受剛性模具固定，右端受移動模具下壓產(chǎn)生變形。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創(chuàng)建穩(wěn)態(tài)分析步
ANSYS的PDS模塊可用來做結(jié)構(gòu)可靠性分析。它采用的算法主要有蒙特卡羅法或響應(yīng)面法（RSSFEM）。蒙特卡羅法的優(yōu)點是適用面廣，只要建模準(zhǔn)確、模擬的次數(shù)足夠多，所得的結(jié)果就基本是可信的；而其缺點則是對計算平臺，尤其是硬件平臺要求較高，所以以前使用范圍比較狹窄。隨著科技的進步，如今的計算機技術(shù)一日千里，計算機硬件性能的發(fā)展也進入了一個新的高度，基于以上這些條件，蒙特卡羅法的應(yīng)用也越來越廣泛。本文所述就是利用蒙特卡羅法來分析結(jié)構(gòu)強度可靠性的具體案例
