ansys數值仿真步驟
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys數值仿真步驟的實例教程
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 在前文《hypermesh-ANSYS聯合仿真-基本步驟1》中詳細說明了hypermesh-ANSYS聯合仿真的基本步驟，文中主要說明的是用hypermesh前處理生成CDB文件后讀入APDL再進行分析，本文簡單介紹如何將CDB文件讀入workbench進行分析，hypermesh生成的CDB文件可以直接讀入APDL進行分析，但是因為兼容性問題往往不能直接讀入workbench。
2.Ansys
APDL是ANSYS的經典界面，通常所說的ANSYS就是指經典的APDL界面，APDL界面可以完成從建模、計算分析和后處理，APDL的參數功能非常方便，通過參數化的語言可以大大提高重復性的建模、載荷施加及后處理分析工作，大大提高分析效率。但是對于實際工程中的問題往往很難實現參數化建模，因為實際工程中的模型往往比較復雜規模也比較大，尤其對于復雜裝配體結構，單獨通過APDL很難高效完成建模工作。
3.Hypermesh-Ansys聯合仿真
結合hypermesh的高效前處理功能和ANSYS的參數化載荷施加和參數化后處理功能可以大大提高項目分析效率，下圖是hypermesh完成前處理后導出CDB文件讀入APDL后輸入的參數化分析語言，讀入模型后再執行下圖命令自動完成物理場轉換、載荷施加、分析步設置、求解器設置、開始求解等剩下的全部過程，當然也可以另外添加后處理的參數化過程自動輸出關心的計算結果。
4.Hypermesh-Ansys聯合仿真基本過程
一般建議采用ANSYS中的SCDM前處理模塊先對CAD模型進行大部分的幾何處理，比如修復幾何錯誤、抽中面、刪除孔等小特征，通過拉伸和移動調整幾何，經過上述步驟基本可以完成80%-100%的幾何簡化工作，然后再導入hypermesh進行簡單處理再劃分網格、賦予單元、材料、截面、建立模型連接裝配、建立接觸關系等工作。
求解器選擇
啟動hypermesh后彈出User Profiles對話框，選擇ANSYS作為軟件的設置環境，點擊OK后軟件界面的所有環境是適應ANSYS求解器的，包括單元類型及其他設置等。
展開 數值模擬方法可在新車設計初期的造型階段進行氣動噪聲的預測，為選型及造型參數修改提供依據，從而可以較早地得到較理想的產品，避免產品缺陷。
湍流模型的選擇
氣動噪聲模擬可以選擇幾種不同的數值方法，大渦模擬可以得到精確的模擬效果，但要求生成的網格質量好，計算比較耗時。在產品設計的初始階段，往往需要噪聲的大致分布情況，基于模型的噪聲源方法可以解決這一問題。
模型的湍流動能輸運方程：
湍流動能耗散率輸運方程：
式中：
Gk為平均速度梯度產生的湍流動能
Gb為浮力產生的湍流動能
β為熱膨脹系數
μt 為湍流粘度
σk，σt為k，ε的湍流普朗特常數。
根據經驗，模擬中使用的常數分別取值為：Cμ=0.09，σk=1.0，σε=1.3，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=1。
基于公司現在對氣動噪聲的要求，選擇模型是比較適宜的。
模型網格的劃分和計算域的建立
模型是在CATIA軟件上建立的，然后導入ICEMCFD軟件中進行網格劃分。為了提高計算的效率，對模型的底部進行了簡化處理。
根據經驗，流場仿真計算所取的計算域到達一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。假設汽車模型長為L，寬為W，高為H，則計算域的取法為汽車前部取3L，側面取4W，上部取5H，汽車后部取7L。
為了解決汽車求解域大，網格數目多的難點，按照離車身的距離不同，網格的大小也不同。離車身近的區域網格劃分比較密，使之能夠清楚的表現車身表面附近的細致情況；而遠離車身的區域，網格可以適當的稀疏，以減少網格的數量，節約計算時間。
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來源：仿真學習與應用
案例簡介
本案例源自某公司噴漿機產品在工程使用中出現機械臂裂縫甚至斷裂的真實情況。該噴漿機機械臂在頻繁的啟停時，后臂處出現裂口后斷裂，可能造成嚴重安全事故。為分析機械臂斷裂的原因，并對其結構強度進行進一步的改進，本案列運用Adams和Ansys對機械臂的運動學與動力學模型和后臂有限元模型進行建模分析
在前文《hypermesh-ANSYS聯合仿真-基本步驟1》中詳細說明了hypermesh-ANSYS聯合仿真的基本步驟，文中主要說明的是用hypermesh前處理生成CDB文件后讀入APDL再進行分析，本文簡單介紹如何將CDB文件讀入workbench進行分析，hypermesh生成的CDB文件可以直接讀入APDL進行分析，但是因為兼容性問題往往不能直接讀入workbench。
1.Hypermesh
Hypermesh是一個通用的有限元前處理平臺，提供了比較全面的CAD接口，支持大部分CAD文件的識別，也提供了比較全面的CAE求解器接口，支持大部分求解器，提供了大部分求解器下的單元類型和設置。
2.Ansys
APDL是ANSYS的經典界面，通常所說的ANSYS就是指經典的APDL界面，APDL界面可以完成從建模、計算分析和后處理，APDL的參數功能非常方便
隨著車輛性能的提高及高等級公路的建設，車輛的速度越來越快，車輛外流場的氣動噪聲以車速的6次方的數量增長。因而，當車輛的其它噪聲得到有效的控制后，車輛的氣動噪聲就變得尤為重要了。70年代研究人員發現，車速為 70km/h的情況下，氣動噪聲的范圍為62~78dB；而在速度為110km/h的情況下，氣動噪聲的范圍達到80~90dB。新的研究表明，車速超過100km/h，氣動噪聲對車外噪聲的影響己超過了其它噪聲
