線性變化的載荷 ANSYS的案例
ANSYS施加隨時間變化載荷的方法
ANSYS施加隨時間變化載荷的方法
長安CAE
1 概述
在用ANSYS計算時經常會遇到載荷隨時間變化的情況，比如隨時間而變化的力、溫度等，在處理此類問題時，即施加隨時間歷程而不同變化的載荷，比較常用的有兩種方法，一種是逐步加載，一種是利用載荷文件。
2 方法
逐步加載的方法適用于載荷變化不多的情況，比如圖1中，載荷曲線中的點僅有6個，（0,0），（0.0015,2.5），（0.025,2.5），（0.035,1.5），（0.045,1.5），（0.051,0），對于此種情況，采用逐步加載的方法還是比較適合的。
圖1 載荷曲線
具體加載時，在求解處理器里面，通過定義不同的time值，實現不同的時間點，對應此6個載荷點，方法如下：
Time,0.0015
!選擇對象施加載荷2.5
Time,0.025
!選擇對象施加載荷2.5
Time,0.035
!選擇對象施加載荷1.5
Time,0.045
!選擇對象施加載荷1.5
Time,0.051
!選擇對象施加載荷0
!求解……
在設置載荷增長方式時可以設置KBC的值為1，這樣ANSYS 在處理兩個時間點的載荷時采用線性的方法，即最后的施加的載荷肯定如圖1所示。
當載荷時間點特別多時，比如振動載荷，比如地震加速度這一類，數據特別多，采用重復加載的方法工作量太大，修改也不方便，此時比較好的選擇是利用載荷文件。
可以將載荷與對應的時間輸出到txt文件，如圖2所示，左邊一列是時間，右邊是對應的載荷數據。
圖2 載荷文件
ANSYS在施加載荷時，先讀取txt文件中的內容，保存成數組，然后通過循環遍歷數組的數據加載。
*Dim,Prs,array,2,22,0,,, !定義數組Prs
*Create,ansuitmp !
展開 ANSYS知識普及4——如何施加函數變化的表面載荷 （ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上；
2、如侵犯知識產權，請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關注，可以及時觀看本人發布的技術貼
ANSYS具有函數加載功能，可以很方便地在模型表面施加函數變化的各種載荷，在ANSYS中，也可以通過變通的方式來實現此功能，其思路是：
首先選定所要施加函數變化表面載荷的表面上的節點，利用ANSYS的參數數組和嵌入函數知識寫一簡單的命令流，定義好相應節點位置的面載荷值，然后通過在節點上施加面載荷來完成。
下面以在一圓柱表面施加函數變化載荷為例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
展開 ansys workbench 添加隨時間變化的載荷
問題描述：工件在實際工作中，載荷會隨著時間發生變化。本帖對對平板進行隨時間變化的載荷進行分析。
分析類型：結構靜力學
分析平臺：ANSYS Workbench 17.2
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
技術難點：隨時間變化載荷的施加
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
平板模型：
邊界條件：兩端固定，上表面施加隨時間變化的正弦拉力。
在正弦載荷下平板的應力變化
變形云圖
應力
展開 如何在ANSYS WORKBNCH中施加一個同時隨時間和空間變化的載荷
如何在ANSYS WORKBNCH中施加一個同時隨時間和空間變化的載荷
注：本文轉自宋博士的博客
如何在ANSYS WORKBENCH中施加一個同時隨時間和空間變化的載荷？
例如對一個長為1米，截面是50mm*50mm的梁，施加一個隨時間和軸線坐標X變化的載荷
其變化規律是
這里的x是從左端點開始的桿件上各點的X坐標
而t是時間。
因此這是一個 瞬態動力學問題。要求在此載荷規律作用下梁的變形。
下面是用ANSYS WORKBENCH計算該問題的過程。
（1）打開ANSYS WORKBENCH14.5。
（2）創建瞬態動力學項目示意圖。
（3）創建幾何模型。
雙擊geometry,打開DM,在其中創建一個長1米，截面是50mm*50mm的長方體。
其細節視圖的設置是
然后退出DS.
（4）創建局部坐標系。
雙擊Model，進入到mechanical中，并把長度單位切換成米，角度單位切換成radian.然后添加一個局部坐標系，把該坐標系的坐標原點定位在長方體的上表面的左邊一個頂點上。
該坐標系用于對后面施加的載荷提供坐標系，以確定方程中的X是從哪里開始定義的。
（5）劃分網格。
設置單元尺寸為25mm,劃分網格如下
（6）設置載荷步。
對于分析設置進行如下定義
即計算1秒，而只有1個載荷步，該載荷步被均分為10個載荷子步。
（7）固定左端面。
選擇左邊的端面進行固定。
（8）施加隨時間和空間變化的分布載荷。
選擇上表面，施加分布載荷。在其細節視圖的magnitude中首先選擇function.說明要用函數進行定義
然后在magnitude中輸入表達式如下
注意到此時的坐標系統切換成了上面定義的坐標系。
展開 
采用abaqus 和Hyper Graph繪制應力與外載荷變化曲線（2）
采用abaqus 和Hyper Graph繪制應力與外載荷變化曲線（2）
【SIMU圖文教程】_01_如何添加隨時間變化載荷
使用描述：建立載荷-時間曲線，添加隨時間變化載荷
具體操作：
1.0啟動HyperMesh
1.1選擇Optistruct求解器(界面上的求解器都可選，這里以Optistruct為例，方法類似)
2.0打開一個Hypermesh文件
2.1選擇XYplots菜單下面的Curve Editor
2.2點擊new
2.3輸入曲線的名稱
2.4輸入載荷—時間曲線
2.5切換到analysis面板
2.6選擇forces命令
2.7選擇magnitude下拉菜單中的curve，vector
2.8定義向量方向
2.9選擇受力節點
3.0點擊curve
3.1選擇你開始建立的載荷—時間曲線force
末：
不定期更新CAE分析中的小Tips，歡迎大家關注
展開 采用abaqus 和Hyper Graph繪制應力與外載荷變化曲線（1）
采用abaqus 和Hyper Graph繪制應力與外載荷變化曲線（1）
施加同時隨三向坐標和時間變化的載荷（利用awb13中的external data）
主要優勢有，操作簡單，直接利用pressure, temperatue等載荷（p版的帖沒有提到displacement，但我發現在awb13是支持displacement的），不需要外部數據支持，而且，可以通過函數方式來定義。但是，此法如果用表格輸入，所加的載荷只能隨單一坐標變化，不能隨時間變化；如果用函數輸入，可以以時間及某一坐標為自變量，但要有這樣的函數；而且，此法并不利于大量數據的輸入。這個帖介紹用external data的方法，這個方法只能用表格方式輸入，但可以施加隨三個方向的坐標變化同時隨時間變化的載荷。輸入支持坐標值，temperature，pressure，heat transfer coefficient，displacement(beta)。
施加同時隨三向坐標和時間變化的載荷.pdf
具體操作方法如下（以一塊10*10*1的板為例子）：
1.
在excel（或txt等）生成坐標及載荷文件。其中第一至三列分別為x、y、z坐標值，第四列是pressure，第五列是displacement。數據的使用后面再說。這里建議大家把excel文件另存為csv格式，因為記得以前apdl導出數據時都是csv格式的，個人覺得這種格式對于后面的導入數據比較方便。
2.導入第一步中生成的數據。先把external data拖出來，然后連到分析模塊的setup位置，如左圖。打開external data，如右圖步驟操作，1選擇需導入文件；2、3選擇數值的格式，由于之前以csv格式保存，所以這里選擇comma（csv格式的數據就是用comma來隔開每列數據）；4選擇數據類型；5相當于可以弄個局部坐標系。右下角就能看到所導入的數據，不知道為什么只顯示10行數據（不知道有沒有方法顯示所有數據），但確實是已經全部導入的。
展開 一款接觸式測量油液或水溶液液位線性變化的電容型液位溫度傳感器-MOLT
電容式液位傳感器是一種基于電容變化原理來檢測液位高度的傳感器，廣泛應用于工業自動化控制、化工、石油、食品加工、水處理等多個領域。其核心工作原理在于利用被測液體與傳感器電極之間形成的電容變化來反映液位的高低。具體來說，電容式液位傳感器通常由一個或多個電極（探極）以及一個參考電極（或稱為地電極）組成，這些電極被安裝在容器內部或外部，根據液位的變化，電極與液體之間的介電常數會發生變化，從而導致電容量的改變。
當液位上升時，液體覆蓋了更多的電極面積，增加了電極與液體之間的介電質，使得電容值增大；相反，當液位下降時，電極暴露在空氣中的部分增多，電容值減小。傳感器內部的電路會持續監測這種電容變化，并將其轉換為與液位高度成比例的電信號（如電壓、電流或數字信號），供后續的控制或顯示系統使用。電容式液位傳感器的優點在于其結構簡單、響應速度快、測量準確度高，且不受液體顏色、粘度、密度等物理性質的影響，因此適用于多種復雜環境下的液位測量。
工采網代理的電容型液位溫度傳感器-MOLT（Minyuan Oil Level & Temperature）通過專用電容傳感芯片-MDC04或MCP61，配合金屬同心圓檢測電極結構，接觸式測量油液或水溶液液位的線性變化；溫度通過數字溫度芯片-M1820采集，經過嵌入式微處理器對測量的電容液位數值進行溫度補償、算法轉換后直接輸出液位信息。多應用于電網變壓器油液、汽車機油等工業接觸式液位檢測應用；以及水溶液液位插入式檢測應用等領域。
Modbus Poll用于測試和調試Modbus從設備，該軟件支持ModbusRTU、ASCII、TCP/IP協議，可以讀取和寫入多種類型的寄存器，包括離散輸入、線圈、輸入寄存器和保持寄存器。它支持多種數據類型，比如浮點、雙精度、長整型，并支持Excel導出。
展開 ansys Workbench螺栓載荷提取時，如何計算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問題：
VDI2230關于螺栓的計算中對于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對偏心載荷的提取問題進行簡單說明。
VDI2230中，對于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點之間的距離。
對于實際螺栓連接問題，幾何結構和載荷狀態復雜多變，使用經驗公式估計并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進行對比計算，依據案例5的幾何信息創建仿真模型。
約束筒體底面，在內表面施加20Mpa壓力載荷，同時給螺栓施加約150KN的預緊力（加不加結果變化不大），連接面設定為摩擦面。
將兩個側面設定為，frictionless Support，等效對稱邊界。（這里沒有使用圓周循環對稱邊界，是因為圓周對稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計算完成后，在結果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類型進行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個人認為仿真結果17.535，除了在循環對稱設置上與案例給出條件不同外，其余均能反應案例邊界。
補充案例：
以機械設計手冊兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點計算模型為例進行驗證。
仿真結果
公式計算值42.2mm，仿真結果42.23mm。
展開 ANSYS5.7線性、非線性結構靜力分析指南
Ansys57線性和非線性結構靜力分析指南.pdf
非線性_幾何非線性分析.pdf
非線性_接觸分析.pdf
耦合場分析定義.pdf
非線性_接觸分析.pdf
非線性_彈塑性分析.pdf
Ansys57線性和非線性結構靜力分析指南
Ansys57線性和非線性結構靜力分析指南
Ansys57線性和非線性結構靜力分析指南.pdf
非線性_幾何非線性分析.pdf
非線性_接觸分析.pdf
耦合場分析定義.pdf
非線性_接觸分析.pdf
非線性_彈塑性分析.pdf
為什么完全積分線性單元在彎曲載荷下會剪切自鎖？
引言：
莊茁P64對剪切自鎖的描述如下圖：
線性單元的邊怎么就不能彎曲了呢？什么叫做不能彎曲？通過圖中第二段文字，可以看出其實是這種完全積分線性單元在彎曲載荷下產生了剪切應變（平面應力問題下非零剪切應力就一定有非零剪切應變），這顯然不是實際中純彎曲模型的結果。那為什么在完全積分的情形下它就一定會產生剪切應變呢？所以就想一探究竟。
一、完全積分
對于有限元的基本計算流程，曾攀08P101有非常詳盡、簡單的描述，我們不再贅述。通俗概括就是：將一個連續體劃分成若干單元，對于任意一個單元，我們假設其上的節點的位移值已知。一個單元有若干個節點，這些節點的位移值可以形成一個節點位移向量，相當于我們假設了一個未知的節點位移向量（類似于小學數學假設了一個未知數）。然后假設單元內的位移場可以通過形函數插值表示出來，但形函數中并不含有未知數，是以節點的空間坐標為系數的一些多項式。這樣我們就得到了一個假設的位移場。基于這個假設的位移場，代入幾何方程中就得到了節點位移矢量和形函數一起表示的應變場，進一步代入本構方程就得到了應力場。基于這些場，結合虛功原理就可以列出一個剛度方程，該方程以剛度矩陣為系數（積分就發生在這里，剛度矩陣需要積分得到），以上面設的節點位移向量為未知數，方程右邊是通過邊界條件給出的節點載荷。解這個剛度方程就得到了節點位移向量。
單元的剛度矩陣由下式積分得到：
（四節點矩形單元應該是8×8)
該式中的omiga表示單元的空間域，B是形函數對空間坐標的偏導，D是本構矩陣，這些矩陣中都不含節點位移矢量，各種矩陣相乘后得到的8×8矩陣中每一個元素都是一個三元函數。
然而我們在程序中沒法對BT*D*B矩陣每一個元素進行解析積分，只能依靠數值積分手段。在ABAQUS這個軟件中，所采取的是高斯積分公式。
展開 Ansys – Linear 和 Nonlinear Buckling，線性和非線性屈曲分析 ￥15
教程內容：
第1節：簡介
第1講屈曲簡介
第二講線性屈曲
第三講特征值屈曲
第4講線性屈曲示例-1
第五講線性屈曲示例-2
第2節：基于非線性的線性屈曲
第6講非線性屈曲簡介
第7講基于非線性的線性屈曲示例
第3節：非線性屈曲
第8講非線性屈曲簡介
第9講非線性屈曲示例第1部分
第10講非線性屈曲示例第2部分
第4節：后屈曲
第11講后屈曲簡介
第12講屈曲后示例
第5節：弧長法
第13講弧長法
第14講Ansys的基本原理
展開 ANSYS Fluent 管內相變化流動實例 附ANSYS Fluent UDF Manual下載
本例針對應用制作模型，通過ANSYS Fluent仿真軟件中多相流模塊VOF及Evaporation-Condensation來實現背景為空氣的液態水，受熱后形成水蒸氣的相變化過程。
模型如下。相變化為一瞬態仿真過程，我們啟動ANSYS Fluent Transient選項及定義Gravitational Acceleration重力方向，并啟動能量方程式Energy。
計算多相流動，我們開啟ANSYS Fluent中的多相流(Multiphase Model)模塊VOF，并采用Explicit。
Explicit實行Geo-Reconstruct離散方法，其特征如下：
網格質量的要求較Implicit為高
考慮表面張力(Surface Tension)問題時，較Implicit具備更高的準確性
Explicit及Implicit皆可設置穩態及瞬態計算，但考慮準確度及穩定性，Explicit建議僅用于瞬態
提升穩定性方面，Explicit時間步長控制采Courant Number, CFL方法，穩定性較Implicit高
CFL定義如下：
上述分子為前后時間步長變化率，分母為網格大小與當下速度的比值。也就是說，設置的時間步長越小，CFL會越小；單網格尺寸控制越小，CFL會越大；流動變化速度越小，CFL則會越小。
默認CFL限制為0.25，每次時間步長迭代都會監測當下CFL的數值，在ANSYS Fluent Console窗口中會顯示該數值。
展開 