ansys 彈簧阻尼單元的案例
ansa里創(chuàng)建彈簧和阻尼單元
分享關(guān)于創(chuàng)建彈簧和阻尼單元的
在deck里的element-discrete，得到的關(guān)鍵字是*element_discrete。
默認每次創(chuàng)建時，得到的都是彈簧單元，于是顯示出來的也是彈簧單元
那么如何顯示阻尼呢？
我們可以查詢建立的彈簧單元的pid，然后修改該pid的材料號為阻尼材料，這樣顯示就會更新為阻尼標識。
我想與其在建立后改來改去，還不如在創(chuàng)建時，把pid賦予好吧，這樣更方便
結(jié)果：
Adams接觸單元的彈簧力和阻尼力的快速繪圖
而應(yīng)用幾何接觸法定義時，接觸參數(shù)（接觸剛度、接觸阻尼、接觸指數(shù)以及最大滲入深度）的定義是否合理，一般是通過接觸力組成部分（彈簧力和阻尼力）的占比關(guān)系來判定。但由于Adams后處理沒有預(yù)定義的接觸彈簧力和接觸阻尼力輸出，而用戶自行建立相應(yīng)的輸出，又十分麻煩。本文基于上述這一點，對如何快速的輸出接觸彈簧力和阻尼力進行說明，以快速的預(yù)測接觸參數(shù)的合理性。
圖1 接觸的定義
接觸彈簧力和阻尼力的快速繪圖Adams
01基本輸入
?？怂箍档腁dams技術(shù)專家為了方便用戶繪制接觸的彈簧力和阻尼力，根據(jù)彈簧力和阻尼力的基本原理，建立了接觸彈簧力和接觸阻尼力顯示的相關(guān)宏命令，同時也創(chuàng)建了導(dǎo)入宏命令和創(chuàng)建插件的腳本cmd文件。具體的文件如下表所示：
表1 必要的基本輸入文件
02生成插件bin文件
步驟1：打開Adams View，創(chuàng)建一個空的模型，進入到Adams會話窗口；注意：Adams的工作目錄為表1文件所在文件夾，整個路徑不應(yīng)該包含中文，本案例是將表1的整個文件夾放在桌面上；
圖2 Adams工作目錄的定義
步驟2：生成插件文件。通過File→import或者快捷鍵F2，將build_bin.cmd文件載入至Adams，將在win64對話框中生成一個包含宏命令的插件文件advanced_contact_plotting.bin。具體如下圖3所示。
圖3 生成的bin文件
步驟3：將插件文件移至準確的文件夾或者定義路徑環(huán)境變量。Adams能夠識別插件文件的前提是路徑準確，所以需要將步驟2生成的bin文件移至Adams的安裝目錄→win64文件夾內(nèi)，具體如圖4所示。而定義環(huán)境變量MDI_USER_PLUGIN_DIR同樣能夠?qū)崿F(xiàn)上述的功能，具體如圖5所示。
展開 關(guān)于非線性彈簧&阻尼單元的建立簡述
定義 Bush 單元需要使用兩種卡片： CBUSH (單元定義) 和 PBUSH (單元屬性定義)，簡單說明如下：
CBUSH 卡 - 定義一個廣義彈簧-阻尼單元
定義一個廣義的彈簧&阻尼單元，可以是非線性的或頻率相關(guān)的
格式：
CBUSH, EID, PID, GA, GB, GO/X1, X2, X3, CID
, S, OCID, S1, S2, S3
其中：
CBUSH - 卡片名； EID - 單元編號； PID - PBUSH 卡編號； GA、GB - 所連接的節(jié)點編號
GO/X1 - 用于確定單元坐標系方向的節(jié)點號 (GO) 或點的 x 坐標 (X1)。以整數(shù)或?qū)崝?shù)判斷是 GO 或 X1；
X2, X3 - 如果前一個數(shù)是 X1，則需要這兩個數(shù)，作為確定單元坐標系方向的點的 y,z 坐標；
單元坐標系的 x 方向從 GA 到 GB，單元坐標系的 XOY 平面 由 GA，GB 和 GO 或由 X1,X2,X3 定義的點確定。
CID - 單元坐標系，如果該值大于等于 0，則單元坐標系與 CID 的坐標平行，不使用 GO 和 Xi。
續(xù)行用于定義單元的偏移，就不解釋了。
3 個不同的例子：
例 1：節(jié)點不重合
CBUSH, 39, 6, 1, 100, 75
CBUSH 單元 39，使用 PBUSH 卡 6，兩端節(jié)點為 1，100； GO 為 75.
展開 設(shè)計仿真 | Adams接觸單元的彈簧力和阻尼力的快速繪圖
圖6 載入過程
步驟5：繪制接觸彈簧力和阻尼力曲線。仿真后，切換至后處理。點擊Tools→Plot Contact K and C Components.如下圖7、圖8所示。
圖7 后處理接觸力顯示方法
圖8 彈簧力、阻尼力的結(jié)果曲線
總 結(jié)
通過本方法可以快速的繪制接觸彈簧力以及接觸阻尼力的曲線，極大的提高了接觸參數(shù)調(diào)試驗證的效率。具體的參考文件請查看附件。
參考附件包括：
Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個零部件之間經(jīng)常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設(shè)定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計算結(jié)果，當運動至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運動。
建議：
? 同一個連接區(qū)域不建議使用兩個重復(fù)的連接關(guān)系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區(qū)域。
? 本文對配合區(qū)域進行分段處理，中間為spring連接，兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點創(chuàng)建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應(yīng)間隙配合位置的應(yīng)力狀態(tài)，需要校核配合區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還是需要使用接觸連接。
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機是空調(diào)主要的振動元器件，壓縮機主體通過底部的若干個橡膠腳墊安裝在壓縮機安裝框架上，壓縮機的振動主要通過兩個路徑傳遞給空調(diào)框架：1.通過橡膠墊傳遞給壓縮機安裝架然后進一步傳遞給整機；2.通過壓縮機的吸排氣管傳遞給整機。需要平衡兩個路徑，來平衡整機振動和管路振動，傳遞給管路振動能力較多時會增加管路泄漏的概率。
ANSYS中非線性彈簧單元39
考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時，通常在鋼筋和混凝土的相應(yīng)結(jié)點之間設(shè)置聯(lián)結(jié)單元，為準確地反映混凝土構(gòu)件的受力特性，可以采用ANSYS中三維非線性彈簧單元Combin39作為鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結(jié)滑移關(guān)系。Combin39單元是一個具有非線性功能的彈簧單元，可對此單元輸入廣義的力-變形曲線以定義它的非線性行為。該單元包含2個節(jié)點，可用于一維、二維或三維的分析中，如圖1所示。鋼筋和混凝土的接觸面之間的相對移動有法向、縱向切向和橫向切向三個方向，為全面考慮鋼筋混凝土連接面上的相互作用，在鋼筋和混凝土連接面上在每一對對應(yīng)節(jié)點之間均分別建立三個非線性彈簧單元來模擬鋼筋與混凝土之間三個方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之彈簧單元1
combin14單元
圖1 combin14單元圖示
combin14單元可以模擬1-D、2-D和3-D下具有軸向和旋轉(zhuǎn)剛度的彈簧。在hypermesh中可以為combin14單元設(shè)置3個關(guān)鍵字，如圖2分別是：
KeyOpt1，求解類型，默認為線性求解，但是當CV2阻尼參數(shù)不為零時必須設(shè)置為非線性求解類型；
KeyOpt2和KeyOpt3，設(shè)置不同維度時的自由度，默認下為3-D彈簧，根據(jù)選項可以分別設(shè)置為不同維度下的軸彈簧或旋轉(zhuǎn)彈簧。
圖2 關(guān)鍵字
特性參數(shù)輸入，當只考慮剛度忽略阻尼時，只需輸入K即可，單元為軸向時即為拉壓剛度，單元為旋轉(zhuǎn)時即為扭轉(zhuǎn)剛度，剛度單位為力/長度，實常數(shù)設(shè)置如圖3
圖3 設(shè)置剛度參數(shù)
案例1.單自由度質(zhì)點彈簧系統(tǒng)
圖4 建立兩個節(jié)點（距離隨意）
建立上圖兩個節(jié)點，在兩個節(jié)點建立一個combin14單元，在右側(cè)節(jié)點建立一個mass21單元，分別設(shè)置combin14單元的剛度屬性為100N/mm，mass21質(zhì)量屬性為0.01t，如下圖：
圖5 通過兩個節(jié)點建立combin14單元
圖6 打開KeyOpt3選擇3D軸向彈簧阻尼
圖7 設(shè)置彈簧剛度為100，不設(shè)置阻尼
圖8 在右側(cè)節(jié)點建立mass21單元
圖9 設(shè)置質(zhì)量屬性0.01（一定xyz三個方向都設(shè)置，不然總質(zhì)量將是0.01/3）
在左側(cè)節(jié)點建立一個約束，約束所有自由度，在右側(cè)建立一個約束，約束除x方向外的其他自由度。
展開 基于ANSYS Workbench 2024R2的非線性彈簧combin39單元的模擬 ￥50
對于實際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應(yīng)用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數(shù)據(jù)表格，其本質(zhì)上采用是LINK8單元進行模擬，而不是非線性彈簧combin39。
而利用Combin39單元，需要建立彈簧單元后，插入命令流來實現(xiàn)，對于只承受壓縮載荷的力-位移曲線，輸入到最后，是需要稍等小的正位移和正力數(shù)值。
北鯤云講堂 | 10月25日：ANSYS彈簧單元的應(yīng)用與建模過程
本期云講堂我們邀請到了李安民博士來為大家分享ANSYS彈簧單元的應(yīng)用與建模過程。
李安民博士：結(jié)構(gòu)工程專業(yè)高校教師，在讀博士研究生。從2009年開始從事有限元的應(yīng)用和教學(xué)，在國家科技支撐計劃、多項國家自然科學(xué)基金面上項目以及大量橫向課題中廣泛使用有限元進行仿真分析。長期進行有限元分析的咨詢工作。擅長土木方面的建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)分析與教學(xué)。目前從事人工智能結(jié)合有限元在工程方面的應(yīng)用研究。
通過三個案例說明彈簧單元的應(yīng)用，再通過過一個完整計算實例演示一步一步地說明如何建立彈簧單元。
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10月27日 19：00，我們在直播間不見不散
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展開 隔振墊動剛度參數(shù)獲取及仿真
根據(jù) K′′(ω) 定義阻尼參數(shù)，常見的轉(zhuǎn)換方法：
阻尼力與速度成正比，阻尼系數(shù) C(ω)=K′′(ω)/ω;
阻尼力與位移成正比，結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù) β=K′′(ω)/K′(ω)（即 tan?δ）.
在ANSYS中使用COMBIN14單元（彈簧-阻尼單元），分別輸入剛度 K′ 和阻尼系數(shù) C。在abaqus中使用Spring單元定義剛度 K′，并附加Dashpot單元定義阻尼 C。若動剛度隨頻率變化，需通過表格或函數(shù)輸入不同頻率下的 K′和 C。
示例
在ANSYS中設(shè)置彈簧-阻尼單元，假設(shè)測得某頻率下的動剛度K?=1000+j200?N/mm，那么儲能剛度K′=1000N/mm，直接輸入到COMBIN14的剛度參數(shù)中。損耗剛度K′′=200?N/mm，轉(zhuǎn)換為粘性阻尼系數(shù)C=K′/ω=200/2πf，需根據(jù)當前分析頻率 f 計算。（例如，在 f=50?Hz，C=0.64）
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