ansys滑動單元
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys滑動單元的視頻教程
【ANSYS APDL】常用單元系列課程
【課程描述】分享ANSYS APDL中常用的單元類型（主要為結構分析的常用單元）。包括單元的輸入參數與選項（實常數、keyopt等）、輸出數據等，并就每種單元的典型用法羅列2-3個實例。
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焊接+ANSYS APDL+生死單元+熱力耦合
運用ANSYS二次開發 APDL語言編輯出參數化程序建立焊接模型、控制和劃分網格、 定義材料參數、施加載荷與邊界條件、分析控制以及求解等完成有限元溫度場應力場分析全部過程。利用生死單元循環算法技術控制單元“生死”的激活來模擬焊接過程，通過控制單元激活的時間間隔控制焊接速度，結合間接熱力耦合原理，對焊接過程進行熱力仿真。
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ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術
ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術 適用人群：具有ANSYS Mechanical基礎知識的用戶；參加ANSYS結構工程師中級認證考試人員；土木工程專業相關人員 ANSYS Mechanical中殼體與實體單元連接技術（免費）【已結束】 直播時間：2022-09-27 19:30 本系列直播是ANSYS結構工程師中級認證考試的第8次鋪面課程，在有限元分析中經常會使用實體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求
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ansys滑動單元的實例教程
② 有限元網格處理
在求解過程中，TrboX-inside ANSYS映射ANSYS的網格生成適用于雷諾方程求解的網格，采用自己的網格，因此存在ANSYS軸承與軸的網格質量影響滑動軸承求解器的精度，對于網格質量建議如下：
軸與軸承表面的網格質量應保證足以捕獲幾何形狀
建議采用帶中節點的單元可以更好的描述幾何形狀
潤滑供油區域的單元尺寸應足夠小，在幾何選擇的尺寸方向至少包含三個單元
（2）求解
對于滑動軸承求解，需要設定不同的邊界條件:
（3）后處理
可以輸出云圖及表格的結果數據。
（1）云圖結果
可以展示流體動力壓力、潤滑間隙高度（或間隙填充比），剪應力以及溫度等。
（2）氣穴區域
在不同的潤滑間隙中會發生氣穴現象，為了正確地模擬熱平衡或軸承的負載能力，在Tribo-X中用適當的算法表示了氣穴效應。
（3）圖表結果
可以顯示不同類型的表結果數據:
l 最大壓力
l 最小間隙高度
l 水平及垂直偏心
l 最小間隙高度處的偏心及角度
l 平衡位置的反力
l 摩擦力矩和能量（power?）
展開 Tribo-X inside Ansys是滑動軸承分析專用工具，具有滑動軸承剛度系數和阻尼系數計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態特性，獲得的跟隨轉子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數能夠無縫傳遞到轉子動力學分析模塊的軸承工具中，進行相關仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環境基于ANSYS Mechanical進行軸承分析的預處理和后處理，軟件安裝以后在ANSYS Mechanical中新增了一個名為Tribo-X inside ANSYS的工具欄，如圖1所示。
圖1
Tribo-X inside ANSYS分析的計算條件分為基礎邊界條件定義和高級分析求解邊界條件兩類。任何基于Tribo-X inside ANSYS工具的分析內容都首先建立在基本邊界的定義基礎上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進行定義，往往需要更高級的license進行支持。下面對Tribo-X的基礎邊界和高級邊界條件內容進行簡要說明。
圖2
基礎邊界條件定義簡要說明：
Pressure Supply：壓力邊界條件，用來定義潤滑油的供應區域。該區域可以在軸承或軸的表面上定義。當壓力邊界條件選擇多個面時，就可以定義多個潤滑油的供應。供油幾何形狀可以是任意的，壓力值必須為正。因此，任何類型的潤滑供應都是可以定義的。
Bearing Geometry：如圖3所示，它用于確定液體滑動軸承的位置，是確定軸承與軸之間潤滑間隙的基礎。
展開 本系列文章主要針對Tribo-X inside Ansys的功能及各方向應用實例進行介紹。本文將對軸承采用HD和EHD兩種方式進行分析。
對于HD（Hydrodynamic）分析，在計算過程將軸承假設為剛體，不考慮其發生彈性變形。對于EHD（Elasto-Hydrodynamic）分析，在計算過程中軸承視為柔性體，考慮軸承的彈性變形，同時軸承的變形會對潤滑間隙的結果產生影響。
滑動軸承大量用于旋轉機械結構，系統力學行為與滑動軸承的特性參數密切相關，有必要對滑動軸承進行計算以獲取軸承參數，研究軸承受力狀態，如油膜壓力、油膜間隙、軸承剪力、油膜剛度、油膜阻尼等。但滑動軸承計算在本質上屬于復雜的多物理場問題，涉及流體力學、結構力學、熱力學，而且尺度極小，通常間隙量僅為數十到數百微米，經典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于ANSYS WB平臺開發的滑動軸承計算工具Tribo-X inside ANSYS是基于熱彈油膜動力學的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，基于簡單模型快速完成滑動軸承計算。
Tribo-X inside ANSYS將Tribo-X求解器集成到ANSYS Workbench環境中，基于ANSYS環境建模、設置滑動軸承計算參數并驅動Tribo-X求解器實現滑動軸承快速計算，解決了傳統CAE方法難以計算滑動軸承的困難，可以獲取軸承重要參數，研究軸承受力狀態，預測旋轉軸承系統的穩定性，對軸承參數進行設計優化，并可以將軸承計算與ANSYS Mechanical結構計算聯合，精確考慮軸承特性對系統力學特性（如轉子動力學）的影響。
展開 本系列文章主要針對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：基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具，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。
本文為第二篇，我將對軸承采用HD和EHD兩種方式進行分析。對于HD（Hydrodynamic）分析，在計算過程將軸承假設為剛體，不考慮其發生彈性變形。對于EHD（Elasto-Hydrodynamic）分析，在計算過程中軸承視為柔性體，考慮軸承的彈性變形，同時軸承的變形會對潤滑間隙的結果產生影響。
一、滑動軸承計算應用場景
滑動軸承大量用于旋轉機械結構，系統力學行為與滑動軸承的特性參數密切相關，有必要對滑動軸承進行計算以獲取軸承參數，研究軸承受力狀態，如油膜壓力、油膜間隙、軸承剪力、油膜剛度、油膜阻尼等。但滑動軸承計算在本質上屬于復雜的多物理場問題，涉及流體力學、結構力學、熱力學，而且尺度極小，通常間隙量僅為數十到數百微米，經典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于Ansys WB平臺開發的滑動軸承計算工具Tribo-X inside Ansys是基于熱彈油膜動力學的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，實現從3D計算到2D計算的轉換，基于簡單模型快速完成滑動軸承計算。
展開 Tribo-X inside ANSYS具有考慮滑動軸承處于混合潤滑階段性能分析計算能力，開啟混合潤滑高級項 “Mixed Lubrication”功能即可以將其作為高級邊界條件添加到滑動軸承性能的計算分析中，如圖1所示。
圖1
混合潤滑的考慮可以建立在軸承體彈性變形的軸承分析基礎上（EHD），一個3油楔滑動軸承分析目錄樹如圖2所示：軸承分析的剛度信息由靜態結構分析確定，考慮軸承設計、材料、支撐和網格等；
軸承表面和軸之間的幾何尺寸和間隙在CAD模型中進行定義，Tribo-X自動檢測幾何尺寸和這個間隙；壓力邊界條件用來定義潤滑油的供應區域，幾何形狀可以是任意的，因此任何類型的潤滑供應都是可以定義的，潤滑油供應區域的單元尺寸應定義得足夠小，幾何形狀選擇尺寸范圍內包含至少3個單元；
此外，潤滑屬性用來定義潤滑劑的材料性質，操作條件用來定義滑動軸承負荷、速度或軸是否對準的條件，湍流工具允許考慮潤滑間隙內的湍流行為，通常紊流會導致更高的承載能力，并伴隨著摩擦的增加。
圖2
限于本文著重點，以下不再針對Tribo-X基本分析流程進行介紹，僅對混合潤滑的設置和技術進行簡要說明。
圖3
一般情況下軸與滑動軸承啟動到工作平衡的過程的摩擦可以分為三個階段，邊界摩擦階段、混合摩擦階段、流體摩擦階段。如圖3所示，邊界摩擦階段在低轉速、低粘度、高負荷或低潤滑條件下發生，承載能力來自于套管和軸的粗糙表面的接觸，高摩擦系數；
當軸與軸承表面的間隙高度低于一定極限值時，軸與軸承處于混合摩擦階段，摩擦表面沒有完全分離，固相摩擦和流體摩擦同時存在；處于流體摩擦階段摩擦表面完全分離，有足夠的周向速度，承載能力完全由流體動力壓力實現。
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Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加
對于實際應用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數據表格，其本質上采用是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，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值。
<p> Ansys Rocky 是一款行業領先的離散單元法（DEM）軟件，主要用于模擬顆粒和不連續材料的運動，可快速準確地模擬顆粒流，在多個工業領域有著廣泛應用。可應用于石油和天然氣、農業、制藥、采礦等多個行業，用于模擬輸送機 chute、磨機、混合器等物料處理設備中的顆粒流動行為，幫助工程師優化設備設計，提高工藝效率，降低成本。例如，Sub-Zero
問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進行了部分更新。主要是增加了一項對實體幾何邊的element Faces轉換功能。
結果示例：
實現過程簡要如下：
? 通過選擇實體幾何邊，利用convert to 功能轉為與幾何邊相關聯的單元。
? 再將單元轉為節點
問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能?。?！
Ansys workbench的connect創建連接非常方便，但是很多時候幾何面的區域和實際想要做連接的區域大相徑庭。這個時候一個較好的連接區域選擇方法是使用element Faces進行連接區域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩
通過節點法建立的橋梁模型
靜力分析的前12階模態
開篇點題，不說廢話，直接給出生成梁單元的手動操作方式和模塊化命令流。
手動操作
介紹一下標準化生產梁單元截面特性，便于后續的梁單元建模和仿真。
1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導入ACIS
3，定義單元，劃分網格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
在 ANSYS 中查詢單元類型有多種方法，下面將針對經典 APDL 界面和 Workbench 界面分別展開介紹。
經典 APDL 界面
1. 使用命令查詢
在 APDL 的命令輸入窗口輸入特定命令即可查詢單元類型。
查詢所有單元信息：使用ELIST命令能列出所有單元的詳細信息，其中包含單元類型。輸入命令后按回車鍵，程序會在輸出窗口顯示單元的編號、
徐變是混凝土在長期恒定應力作用下產生的時變不可逆變形，其發展規律呈現前期快速增長、后期漸趨穩定的特征。主要受應力水平、材料配比、環境濕度、構件尺寸及加載齡期等因素影響。
常用方法包括有效模量法、疊加法和老化理論。國內規范（如JTG3362-2018）推薦基于線性疊加原理的徐變系數法。徐變應變可表達為：
