ansys 效應(yīng)單元的案例
在ANSYS中用表面效應(yīng)單元加任意方向的荷載
用表面效應(yīng)單元加任意方向的荷載
finish
/PREP7
et,1,45 !定義實(shí)體單元solid45
et,2,154 !定義三維表面效應(yīng)單元
KEYOPT,2,2,0 !指定表面效應(yīng)單元的K2=0，所加荷載與單元坐標(biāo)系方向相同
KEYOPT,2,4,1 !指定表面效應(yīng)單元的K4=0，去掉邊中點(diǎn)，成為四結(jié)點(diǎn)表面單元
block,-5,5,-5,5,0,5 !建實(shí)體模型
mp,dens,1,2000
mp,ex,1,10e9
mp,prxy,1,0.2
asel,s,loc,z,5.0,5.0 !選中實(shí)體上表面
AATT, 1, , 2, 0, !指定實(shí)體上表面用154號(hào)單元
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
esize,,5
amesh,all !對(duì)上表面劃分網(wǎng)格
allsel,all
VATT, 1, , 1, 0 !指定實(shí)體用45號(hào)單元
MSHAPE,0,3D
MSHKEY,1
vmesh,all
/PSYMB,ESYS,1 !顯示單元坐標(biāo)系
esel,s,type,,2 !選中實(shí)體上表面的表面效應(yīng)單元以方便加荷載
sfe,all,1,pres,,50 !在面內(nèi)加Z向荷載，大小為50，荷載方向可通過值的正負(fù)控制
sfe,all,2,pres,,100 !在面內(nèi)加X向荷載，大小為100
sfe,all,3,pres,,150 !在面內(nèi)加Y向荷載，大小為150
/psf,pres,,2,0,1 !以箭頭方式顯示所加荷載
!
展開 表面效應(yīng)單元簡介
? 表面效應(yīng)單元為處理這一類問題提供了有效的方法。
特點(diǎn):
– 象“皮膚”一樣覆蓋在網(wǎng)格表面
– 如，作用表面載荷的管道
– 很容易創(chuàng)建
對(duì)2-D和3-D模型都有用:
– SURF151、153 是線單元(熱和結(jié)構(gòu)) ，表示2-D模型的邊。
– F152、154 是面單元(熱和結(jié)構(gòu))，表示3-D 模型的面。
表面效應(yīng)單元.rar
Ansys Zemax | 量化眩光效應(yīng)(Veiling Glare)
我們可以看到現(xiàn)在的高光線密度區(qū)域的尺寸和形狀還與原始點(diǎn)列圖完全相同（我們在原始點(diǎn)列圖內(nèi)忽略了散射效應(yīng)），但散射效應(yīng)仍將一些光照射在這個(gè)小點(diǎn)上，從而使理想的純黑背景（無光線到達(dá)）變?yōu)榫哂泄饩€分布的背景。這反過來降低了系統(tǒng)的對(duì)比度，從而降低了 MTF。
注意：在我們的模型中添加散射對(duì)中心點(diǎn)列圖的形狀或大小沒有任何影響，散射效應(yīng)只將一些光線從光斑中心位置移開。
因?yàn)殡x軸視場光束散射的光線離中心光斑更遠(yuǎn)，所以在中心點(diǎn)列圖附近的背景強(qiáng)度比軸上視場光束弱。因此，我們可以期望離軸視場比軸上視場有更好的對(duì)比度和更高的MTF。這符合 OpticStudio 在包含散射時(shí)的 MTF 曲線所示。
?
請注意，還有兩個(gè)其他的分析特性允許您“散射光線”：幾何圖像分析和幾何圈入能量，這兩個(gè)功能也可以檢查散射的效果。
展開 基于ansys的梁單元、實(shí)體單元徐變精細(xì)化分析（含各參數(shù)解釋） ￥25
2、改網(wǎng)格模型，改成自己對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格模型，網(wǎng)格用ansys，hypermesh，ansa等前處理軟件都沒問題。
3、改材料參數(shù)，改成你想要的徐變模型，對(duì)著規(guī)范或者是你做出來的試驗(yàn)擬合曲線。
以上即可實(shí)際應(yīng)用。
Ansys | 基于熱效應(yīng)的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對(duì)稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對(duì)幾何體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時(shí)，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發(fā)生主要的相變，計(jì)算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復(fù)發(fā)生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運(yùn)行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 基于ANSYS的霍爾效應(yīng)的仿真分析 ￥288
基于ANSYS的霍爾效應(yīng)的仿真分析
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這種效應(yīng)在傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用，目前主要用于測量磁場強(qiáng)度。霍爾效應(yīng)是導(dǎo)電材料中的電流與磁場的相互作用，而產(chǎn)生電動(dòng)勢的一種效應(yīng)。
這個(gè)導(dǎo)電材料通常是半導(dǎo)體材料，將半導(dǎo)體材料接入一個(gè)電源中，形成一個(gè)回路，此時(shí)電路中就存在電荷的定向移動(dòng)，如下圖：
當(dāng)該導(dǎo)體處于磁場中，電荷就會(huì)在洛倫茲力的作用下，其路徑發(fā)生偏移，電荷偏移之后形成電場，那么在兩側(cè)就會(huì)形成電壓，如圖所示
其理論公式如下所示，
其中E為電場強(qiáng)度，e為電荷量，n為帶電粒子數(shù)量，B磁感應(yīng)強(qiáng)度，V粒子速度
達(dá)到平衡后，
取 Rh=1/ne
為霍爾系數(shù)，是跟霍爾材料有關(guān)的一個(gè)系數(shù)，就得到霍爾效應(yīng)的核心公式：
可以看到電壓是正比于磁場強(qiáng)度，所以，當(dāng)傳感器形狀確定以后，其通電電流確定后，那么磁場越強(qiáng)，其感應(yīng)電壓越大，所以霍爾效應(yīng)傳感器能夠應(yīng)用到磁場測量中。
那么ANSYS中我們可以仿真這個(gè)現(xiàn)象嗎？當(dāng)然可以，萬能的ANSYS可以計(jì)算這個(gè)現(xiàn)象，下面簡單描述其流程。
1.首先建立模型，模型如圖所示，這種結(jié)構(gòu)主要是為了仿真需要，因?yàn)橐粋?cè)通電，產(chǎn)生電流，另一側(cè)是測試電壓，通過提取結(jié)果數(shù)據(jù)來獲取，側(cè)面的體形是為了電路中電流的合流，因?yàn)閷?shí)際的電路就是一根測試導(dǎo)線來連接半導(dǎo)體。
展開 ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
導(dǎo)讀：矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角用ANSYS怎么計(jì)算呢？與解析解吻合嗎？
一、模型演示
本試驗(yàn)演示了非圓形截面構(gòu)件在扭矩作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
取一根由海綿制成的矩形截面梁，在縱向畫出每個(gè)面的中心線，代表梁的中性層。再沿梁長度方向等間隔地畫出一系列垂直線，代表梁的不同橫截面。用塑料框架固定海綿梁的一端，對(duì)另一端施加扭轉(zhuǎn)。可以觀察到：
(1)代表梁橫截面的線不再保持平直。
(2)代表中性層的水平中心線與垂直線之間的夾角不再保持90°。
素材來源：
那么，矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角用ANSYS怎么計(jì)算呢？與解析解吻合嗎？
二、問題描述
矩形截面桿件的h= b = 20 mm，扭矩T= 200 N.m，剪切模量G = 80 GPa。計(jì)算矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角。
問題分析：只受扭轉(zhuǎn)，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。設(shè)置材料屬性一般輸入彈性模量和泊松比，計(jì)算前需將剪切模量G轉(zhuǎn)換成彈性模量E，E =2G(1+u)。設(shè)泊松比u = 0.3，彈性模量E= 208 GPa。單位制mm、N和MPa。矩形截面桿件長度取80mm。
三、計(jì)算結(jié)果
經(jīng)過ANSYS建模計(jì)算，以下是矩形截面梁的切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算結(jié)果。由此可見，當(dāng)梁的橫截面的份數(shù)多一些，更接近解析解。份數(shù)越多，ANSYS數(shù)值解趨于穩(wěn)定。
(1)計(jì)算結(jié)果列表
Nb和Nh是ANSYS中橫截面的份數(shù)，默認(rèn)是2份。
(2)扭轉(zhuǎn)角云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
(2)切應(yīng)力云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
四、理論計(jì)算
參考教材：劉鴻文. 材料力學(xué) I (第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 91-93.
展開 AnsysWB摩擦效應(yīng)-木樁堆疊的模擬 ￥10
本案例在展示摩擦力的影響。對(duì)木料堆在重力載荷下的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了建模。首先進(jìn)行了木料之間無摩擦接觸的模擬，然后通過改變接觸為有摩擦的方式重復(fù)模擬。增加足夠大的摩擦力有助于木料堆保持整體性。模擬采用顯式動(dòng)力學(xué)分析，并假設(shè)木料為剛性體，因?yàn)樗鼈兊膽?yīng)變不是本次模擬關(guān)注的重點(diǎn).
ANSYS單元類型選擇方法 附ansys結(jié)構(gòu)單元與材料應(yīng)用手冊下載
六、單元類型選擇方法
7.進(jìn)行完前面的選擇工作，單元類型就基本上已經(jīng)定位在2-3種單元類型上了，接下來打開這幾種單元的幫助手冊，進(jìn)行以下工作：
仔細(xì)閱讀其單元描述，檢查是否與分析問題的背景吻合、
了解單元所需輸入的參數(shù)、單元關(guān)鍵項(xiàng)和載荷考慮；
了解單元的輸出數(shù)據(jù)；
下載地址：ansys結(jié)構(gòu)單元與材料應(yīng)用手冊
Ansys | 基于熱效應(yīng)的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對(duì)稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對(duì)幾何體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時(shí)，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發(fā)生主要的相變，計(jì)算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復(fù)發(fā)生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運(yùn)行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 【Ansys線上直播回看】先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)中熱效應(yīng)的可靠性分析
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
在先進(jìn)工藝下，隨著芯片規(guī)模與功耗密度的提高，考慮熱效應(yīng)的可靠性分析成為了Sign-off標(biāo)準(zhǔn)的一環(huán)。Ansys通過先進(jìn)的熱模型提供芯片，封裝和系統(tǒng)聯(lián)合的熱分析方案，Ansys已經(jīng)與各大主流Foundry合作，在熱分析領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
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『或點(diǎn)擊此處進(jìn)入報(bào)名通道』
立即提交作品參加Ansys“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽
為紀(jì)念公司成立50周年，Ansys于近期推出全新“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽，讓您有機(jī)會(huì)充分發(fā)揮自身超強(qiáng)的建模能力，開展巧奪天工的設(shè)計(jì)，并展示您精彩的作品。歡迎提交采用Ansys仿真解決方案制作的設(shè)計(jì)作品，可選擇的參賽仿真設(shè)計(jì)主題有16類，涵蓋主要物理領(lǐng)域和新興技術(shù)。
『或點(diǎn)擊此處進(jìn)入報(bào)名通道』
展開 
ANSYS中桿單元和殼單元的單元耦合問題
在比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的有限元分析中，不同的結(jié)構(gòu)部件通常使用不同類型的單元來模擬。
通常情況下，不同類型的單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度數(shù)目是不同的，不同類型單元的連接節(jié)點(diǎn)處的自由度的耦合問題，是一個(gè)比較令人頭疼的問題。
在ANSYS中通常可以用耦合命令CP來耦合不同類型單元在連接節(jié)點(diǎn)處的自由度(DOF)。
也可以用CE命令來認(rèn)為添加自由度之間的約束方程來達(dá)到耦合的目的。
下面是一個(gè)簡單的算例，使用了CE命令來耦合連接節(jié)點(diǎn)處的自由度。
模型是航天器的機(jī)翼的一個(gè)Section的某一個(gè)隔框。上下表皮是薄殼結(jié)構(gòu)，用Shell63單元來模擬，在上下表皮之間有起支撐作用的桿件，用link8單元來模擬。
建模的時(shí)候，link8單元和shell63單元在連接有各自獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)。即：link8單元和shell63單元的節(jié)點(diǎn)在連接處是重合的，但是，節(jié)點(diǎn)編號(hào)是各自獨(dú)立的。
link8單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有 ux,uy,uz3個(gè)平動(dòng)自由度；
shell63在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有ux,uy,uz這3個(gè)平動(dòng)自由度和rotx,roty,rotz這3個(gè)轉(zhuǎn)個(gè)自由，共6個(gè)自由度。
在耦合節(jié)點(diǎn)處，兩個(gè)耦合節(jié)點(diǎn)的ux,uy,uz自由度應(yīng)該是相等的。
這個(gè)等式可以用CE命令來描述。
完整的命令流如下：
finish
/clear,start
/prep7
!定義第一種材料屬性；
mp,ex,1,30e6
mp,prxy,1,0.3
!定義shell63單元和實(shí)常數(shù)；
et,1,shell63
r,1,1e-3
!建立幾何模型；
rectng,31.8,33.2,0,0.3556
agen,2,1,1,1,0,0,1
a,1,4,8,5
a,6,7,3,2
KL,7,0.5, ,
KL,3,0.5, ,
在關(guān)鍵點(diǎn)處生成節(jié)點(diǎn)；
nkpt,100,4 !與編號(hào)為117的節(jié)點(diǎn)耦合
nkpt,101,9 !
展開 Ansys RaptorH憑2.5D/3D集成電路和系統(tǒng)領(lǐng)域抗電磁效應(yīng)獲三星Foundry認(rèn)證
Ansys與三星的深入合作將加速AI、高性能計(jì)算和5G半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的2.5D/3D IC驗(yàn)證
Ansys? RaptorH?電磁（EM）仿真解決方案已通過三星Foundry的認(rèn)證，該解決方案用于研發(fā)高級(jí)片上系統(tǒng)（SoC）和2.5維/三維集成電路（2.5D/3D-IC）。此次認(rèn)證使得Ansys能夠幫助三星設(shè)計(jì)人員及三星Foundry客戶在采用三星新的簽核流程時(shí)更準(zhǔn)確地分析并降低電磁效應(yīng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)，從而大幅加速先進(jìn)人工智能（AI）、高性能計(jì)算（HPC）以及5G半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的發(fā)展。
三星的一系列高級(jí)納米硅和2.5D/3D-IC技術(shù)需要一種驗(yàn)證電磁干擾的簽核方法，避免其影響到復(fù)雜的多芯片裝配體，而傳統(tǒng)工具在設(shè)計(jì)上難以滿足這一要求。工程師需要高容量電磁分析工具來準(zhǔn)確建模超大型SoC和2.5D/3D裝配體的信號(hào)完整性，這些裝配體能以極高的數(shù)據(jù)速率處理信號(hào)。2.5D/3D-IC中信號(hào)之間難以量化的相互作用是關(guān)鍵故障點(diǎn)，限制了新技術(shù)的推廣。
將Ansys? HFSS?的高保真度高頻電磁求解器與Ansys? RaptorX?的高速魯棒性架構(gòu)結(jié)合之后，RaptorH高度集成的分析解決方案有助于三星設(shè)計(jì)師對(duì)電磁現(xiàn)象建模，提高其2.5D/3D芯片裝配體中的頻率，同時(shí)確保寄生效應(yīng)不會(huì)影響系統(tǒng)。這將推動(dòng)這些新型封裝技術(shù)更快地進(jìn)入主流生產(chǎn)，并大幅降低風(fēng)險(xiǎn)。
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解(五)之3D梁單元與殼單元剛接
例如采用ANSYS模擬一個(gè)多層混凝土框架結(jié)構(gòu)，一般除計(jì)算整體指標(biāo)外，我們在計(jì)算具體荷載作用時(shí)（如風(fēng)荷載、地震作用、恒載、活載等），樓板一般采用彈性版，此時(shí)可用殼單元模擬，主梁、次梁采用梁單元模擬，此時(shí)變?yōu)榱?em>單元包含在殼面內(nèi)的情況，當(dāng)然此類情況是否需要考慮截面偏置，可根據(jù)具體工程而定。
對(duì)這中梁單元包含在殼單元面內(nèi)的情況，只需要將梁單元與殼單元共用節(jié)點(diǎn)即可，而無須格外建立約束方程。
三、梁單元在殼單元內(nèi)但不包含
此種情況為梁與殼位于同一面內(nèi)，但其中面不包含梁線，適用于多尺度建模分析（如下圖）。梁單元與殼單元的連接在端部可以通過剛性梁和剛性區(qū)域兩種方式連接。剛性梁采用MPC184單元，剛性區(qū)域采用Cerig命令，具體使用方法下期文章討論。
展開 ANSYS APDL實(shí)體單元和殼單元（不共節(jié)點(diǎn)）之間的連接 ￥100
實(shí)體單元和殼單元之間的連接是ANSYS中常見的問題。即使兩種單元之間共節(jié)點(diǎn)，但單元之間不連續(xù)（實(shí)體單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度，而殼單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），對(duì)于兩種單元之間面面接觸，可直接定義剛域，本文主要采用MPC法對(duì)實(shí)體-殼單元的連接方法進(jìn)行說明。
1 單元類型
算例模型中，實(shí)體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節(jié)點(diǎn)。對(duì)于兩種單元之間的連接，通過目標(biāo)單元TARGE170和接觸單元CONTA175實(shí)現(xiàn)，定義約束為實(shí)體-殼約束，接觸單元為MPC算法，接觸類型為綁定接觸。
2 有限元模型和綁定接觸
圖1 底部固定約束，殼單元施加均布荷載
圖2 目標(biāo)單元和接觸單元
3 計(jì)算結(jié)果
圖3 von Mises stress
圖4 X-Component of displacement
付費(fèi)內(nèi)容為相關(guān)命令流。
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