ANSYS材料網格的案例
技術鄰周報Q12：復合材料/Ansys非結構網格/Abaqus/數字孿生/XFEM/減速器/DfAM/二次開發/DEFORM
12、基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具
作者：
上海安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1816415
本文主要針對Tribo-X inside ANSYS的功能及各方向應用實例進行介紹，限于篇幅關系會分五篇進行介紹，第一篇主要結合軟件的需求、理論、功能及應用方向進行介紹，第二篇至第五篇將結合具體應用方向的示例進行介紹。本篇為第一篇。
13、Abaqus考慮拉壓不對稱的樹脂彈塑性損傷本構vumat子程序開發
作者：
靜默的無線電
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1816792
復合材料在航空航天領域的應用非常廣泛。在研究復合材料失效機理的過程中，學者們提出了許多宏觀和細觀尺度上的失效準則。其中應用比較廣泛的宏觀失效準則包括hashin準則、puck準則等。復合材料在細觀尺度上的失效行為通常通過代表體積單元（RVE）模型來研究。
14、滾針軸承滾針—保持架沖擊碰撞特征仿真分析
作者：
cliff
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817166
滾針—保持架組件廣泛應用于軸和座孔可作為滾道的場合，是一種獨立的滾動元件，如圖1所示。在可用空間較小的應用中，滾針和保持架組件提供了緊湊的解決方案，由于滾子數量眾多，滾針和保持架組件具有較高的承載能力。另外，由于其數量較多的小直徑滾子，滾針及保持架組件具有高剛度。
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展開 材料孔隙、氣泡表征方法，蒙特卡洛隨機刪除單元網格，均勻刪除網格，指定SET集合刪除網格 ￥38
通常在制備過程中，復合材料中存在一些孔隙、氣泡等。為了表征這些因素對材料性能的影響，因此開發了一套PYTHON腳本，將劃分好網格的單元進行刪除。在模型中，認為這些刪除的單元是體系中的孔隙以及氣泡。
代碼1.全局均勻施加孔隙效果圖
代碼2.全局隨機施加孔隙效果圖
代碼3.設置SET集合，在SET集合中抽取孔隙，例如細觀織物基體中施加孔隙，或者在纖維束中施加孔隙
三種代碼如下
ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6. 設置材料厚度，因后期ACP還會添加，可以隨意設置，確保系統不報錯即可。
2.3 網格劃分
1. 網格尺寸設置：在ANSYS ACP中，網格劃分是復合材料分析的重要步驟。首先，根據幾何模型的復雜程度，設置合理的全局網格尺寸，確保網格既能捕捉細節又不會過于密集。對于關鍵區域（如蒙皮與肋板接觸處），可進行局部網格加密。使用殼單元（Shell Elements）進行劃分，確保層間應力分析的準確性。劃分后需檢查網格質量，避免畸形單元，確保計算結果的可靠性。實際項目中為了計算準確網格可以劃分得密一些，練習時為提高計算速度可以將網格尺寸設置相對大一些，比如該案例可以設置為10mm。
2. 網格生成：生成網格并檢查網格質量，避免畸形單元或過度扭曲，若網格質量不滿足要求，可通過局部加密或調整尺寸進行優化，確保計算結果準確可靠。
3. 命名選擇：為幾何模型中的特定區域或部件（如蒙皮、肋板等）創建明確的標識，以便在后續分析中快速定位和應用相關設置。可以通過右擊模型，選擇Named Selection，為蒙皮、肋板等部件創建命名（盡量使用英文）。
展開 Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
在使用ANSYS Workbench進行網格劃分時，全局網格控制可以使用默認的設置，但要進行高質量的網格劃分，還需要用戶了解全局控制的常用設置，尤其是對于復雜的零部件。
網格全局控制的設置包含了7個組別，分別是Display（顯示）、Defaults（缺省設置）、Sizing（尺寸控制）、Quality（質量控制）、Inflation（膨脹控制）、Advanced（高級控制）、Statistics（網格信息）等信息，如下圖所示。
全局網格設置
1 顯示組
顯示組可以用于直觀地顯示網格質量，各選項的含義將在質量組中詳解。
顯示組設置
網格質量顯示
2 缺省設置組
缺省設置包括Physics Preference物理場選擇、Relevance關聯度、Element Midside Nodes網格中節點。
缺省設置組
2.1 Physics Preference物理環境選擇
劃分網格目標的物理環境包括結構分析（Mechanical）、電磁分析（Electromagnetics）、流體分析（CFD）、顯示動力學分析（Explicit）等
物理場選擇
不同物理場下默認設置如下圖
不同的物理環境的默認設置
2.2 Relevance關聯度
Relevance數值越小網格越粗疏，即可拖到也可輸入值，從-100至100代表網格由疏到密。
雖然Relevance Center是在尺寸參數控制選項里設置的，但由于Relevance需要與其配合使用，故在此一起介紹。
展開 
如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
展開 如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
展開 解決多相材料界面網格劃分難問題-界面自適應網格-原創帖
在平時做的科研/項目中往往會遇到兩相或多相材料，對于二維模型而言，在ABAQUS中進行網格劃分還是可以完成的，但是對于三維模型這樣的工作量往往是非常大的，或者有時候是難以企及的，浪費大量的時間，消磨人的耐心，在當前軟件中完不成的工作，大部分人當然會想到借助于第三方軟件Hypermesh/Ansa等網格劃分軟件來完成，但是這又存在一個熟練陌生軟件的過程，還有不同軟件之間的接口導入導出問題，在此不做過多討論。
為了實現多相材料界面的網格劃分，當前文章我們采用自適應網格（自動調整界面網格）方法，這個可以:
1 自己編程實現（參考：基于圖像的自適應有限元網格劃分方法）；
2 借助于現有軟件實現（OOF2/3D軟件）；
oof2-2.1.12.tar.gz
3 也有一些插件可以實現（Im2mesh (2D image to triangular meshes)類似于OOF2的MATLAB插件）；
im2mesh 1.76.zip
三者功能原理基本相同，那我們肯定選擇現有軟件OOF2/3D（能省則省），在此重點介紹一下OOF2：
它是一款面向對象的有限元軟件，可以基于真實形貌圖片建立有限元模型，更可實現對微觀結構大部分細節的捕捉，而且在OOF2的2.0以上版本中可以直接輸出.inp文件，導入到ABAQUS中進行計算和材料性能評估。
展開 解決多相材料界面網格劃分難問題-像素網格法-原創帖
對于多相材料界面網格劃分難的問題，上個帖子介紹了自適應界面網格法，也給出了方法和技巧，本章再介紹一種規則網格法，即像素網格法。
而這個方法又分為兩種情況：
1 基于在軟件中建立的理想多相結構；
2 基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構；
把第一種情況下建立好的模型截圖保存就成為了簡單的第二種情況，因此，第一種情況其實也可以采用第二種情況下的解決辦法進行處理的。
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第一種情況：基于在軟件中建立的理想多相結構
在軟件中建立的幾何模型，往往不像拍出來的真實圖片，不含有多余的結構，而且模型都是符合一定規則的有序排列組成（即便是隨機分布），所以我們可以通過自己編程/現有軟件對模型可以劃分出規則的全部六面體網格。
解決方法1：基于Dig（2d模型好像不行）/flac2d或3d
解決方法2：自己編寫程序或插件
解決方法3：基于oof2軟件
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第二種情況：基于SEM圖片（不限于）的真實多相結構
解決方法1：自己編寫程序或插件
解決方法2：基于oof2/3D軟件
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展開 Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
自動收縮設置
右鍵Mesh--Update或Generate Mesh，將重新生成網格，此時雖然和之前的網格外觀看上去一樣，但是單元卻少了很多。可在用來移除碎片、短邊、尖角。
自動收縮效果
7.Statistics網格信息
網格信息下包括兩項信息，分別是Nodes節點數量、Elements單元數量。見上圖。
寫在最后經過嘔心瀝血的資料查詢與實踐應用，筆者終于完成了《Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制》，當然，對于各位大佬專家來說都是小兒科，但是只要能給剛入門的工程師一點點幫助，我也感到無比榮幸。
由于本人水平實在有限，文中難免紕漏百出，歡迎指正，共同學習進步！！
展開 ANSYS網格：球體如何劃分六面體網格
見下圖，球中心挖一個很小的球孔，然后切割為8塊，就可以 對球實現sweep網格劃分。
來源： ANSYS結構沖擊流體學習與交流
作者：劉世國
江南大學劉禹教授團隊AFM：雙材料 3D 打印技術實現液態金屬/彈性體網格導電復合材料的有序組裝
LM/PDMS網格復合材料的制備過程和形貌
LM/PDMS網格復合材料具有優異的導電性、可拉伸性和耐久性（圖2）。研究表明，在LM含量為50 wt%時，復合材料的電導率高達1.98×106 S m-1。而穩固的PDMS網格也為復合材料提供了超強的彈性，具有不同LM含量的復合材料均能夠在100%應變下進行1000次拉伸循環，并保持穩定的機械性能。LM/PDMS網格復合材料還具有出色的電穩定性（圖3）。即使在大應變下，相應的LED電路和柔性屏幕仍然能夠表現出極其穩定的性能。這是由于復合材料在受到拉伸時，內部LM填料被穩定支撐在PDMS網格的單元格內，并通過LM液滴的表面張力始終保持三維連通。通過原位觀測結果可以發現，LM良好的流動性使得導電網絡可恢復且無任何永久性損壞。
圖2. LM/PDMS網格復合材料的力學和導電性能
圖3. LM/PDMS網格復合材料在柔性電路中的應用及其內部導電網絡原位觀測
LM/PDMS網格復合材料的優異性能使其有望用于柔性電磁屏蔽材料等領域（圖4）。LM含量為50 wt%、厚度為3mm的復合材料EMI SE值高達72 dB。研究者將帶有和不帶有LM/PDMS網格屏蔽層包覆的等量去離子水置入微波爐中，在微波加熱20秒后，不帶有屏蔽層的去離子水的溫度從室溫飆升至70 °C以上，而有復合材料屏蔽層的去離子水在微波處理過程中始終保持穩定的溫度（30°C以下）。此外，作者進一步展示了LM/PDMS網格格復合材料在無線電力傳輸系統中作為EMI屏蔽的概念驗證應用。以上研究成果證明了該種復合材料在醫療和食品加工領域的巨大應用潛力。
圖4.
展開 
ANSYS-Meshing網格劃分教程-06manifold網格劃分
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格。
Auto-Manifold.7z
ANSYS-Meshing網格劃分教程-09面網格
01 在DM中導入mixingelbow（2D）
02 進入meshing，設置如下
generate mesh，劃分網格
mixingelbow.7z
ANSYS-Meshing網格劃分教程-08多區域劃分網格
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格
03 設置膨脹層（邊界層）
generate mesh，劃分網格
blockandpipes.7z
ANSYS-Meshing網格劃分教程-04三通網格劃分
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格。
03 更改設置如下：
generate mesh，劃分網格。
厚度方向上只有一層單元：
04 更改設置如下：
generate mesh，劃分網格。
厚度方向上約有三層單元：
05 更改設置如下：
generate mesh，劃分網格（網格數量減少，厚度方向上有兩層單元）
tee.7z
