表面應(yīng)力單元ansys
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
表面應(yīng)力單元ansys的視頻教程
增材仿真+生死單元+ansys apdl+熱力耦合+溫度場(chǎng)+應(yīng)力場(chǎng)
介紹：運(yùn)用ANSYS二次開發(fā) APDL語(yǔ)言編輯出參數(shù)化程序來(lái)建立模型、控制和劃分網(wǎng)格、 定義材料參數(shù)、施加載荷與邊界條件、分析控制以及求解等完成有限元分析全部過(guò)程。在模擬成型過(guò)程中，通過(guò)改變溫度載荷的位置來(lái)模擬噴嘴的掃描移動(dòng)，利用生死單元循環(huán)算法技術(shù)控制單元“生死”的激活來(lái)模擬材料的堆積增加，通過(guò)控制單元激活的時(shí)間間隔控制成型速度
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表面應(yīng)力單元ansys的實(shí)例教程
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對(duì)更小的手持設(shè)備不斷增長(zhǎng)的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過(guò)來(lái)又引發(fā)了對(duì)焊點(diǎn)熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱為蠕變的變形。
ANSYS輸出實(shí)體模型表面的節(jié)點(diǎn)信息
和單元拓?fù)潢P(guān)系
遇到一個(gè)問(wèn)題，一個(gè)給定的實(shí)體模型，劃分了solid185的單元，假如實(shí)體模型單元劃分如下。需要提取實(shí)體模型外表面節(jié)點(diǎn)位置信息和單元拓?fù)潢P(guān)系（也就是每一個(gè)單元是由哪幾個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的），目的是方便做其他分析，比如流體分析，提取外表面的節(jié)點(diǎn)可以施加溫度載荷。
圖1
對(duì)于此問(wèn)題，在ansys里面很難直接提取所有外表面的節(jié)點(diǎn)和單元信息，因?yàn)橥?em>表面也是實(shí)體單元的一個(gè)單元面，不可能剝離出來(lái)。
因此，想要提取外表面的單元和節(jié)點(diǎn)，最好是需要外表面存在平面單元。
對(duì)于此，可以采用ansys里面的特殊單元mesh200，這個(gè)單元用于面網(wǎng)格的劃分，而且劃分后的單元不參與實(shí)際計(jì)算。
于是：
et,2,200 ！定義mesh200單元類型
asel,s,ext ！選擇所有的外表面
aatt,,,2 ! 設(shè)置劃分單元為mesh200
KEYOPT, 2, 1, 6 ! 4節(jié)點(diǎn)的四邊形單元
amesh,all ! 劃分所以的外表面
此時(shí)劃分的面網(wǎng)格和原來(lái)的實(shí)體網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的，這就保證了最后輸出的節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)與原來(lái)實(shí)體模型的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的。
此時(shí)可以選擇刪除實(shí)體模型和實(shí)體單元。
展開 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(guò)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 而對(duì)于ansy軟件的使用，需要使用者對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)都有很深刻的認(rèn)識(shí)，需要你不斷地在實(shí)踐中運(yùn)用于學(xué)習(xí)。
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
在這個(gè)案例里面，你將掌握軸對(duì)稱單元的應(yīng)用、熱結(jié)構(gòu)耦合方式的求解、瞬態(tài)分析的步長(zhǎng)等基礎(chǔ)知識(shí)。
基體和圖層內(nèi)部的殘余應(yīng)力是由于溫度冷卻的不一致而引起的。屬于熱—結(jié)構(gòu)耦合場(chǎng)問(wèn)題。在ansys里面，求解耦合場(chǎng)問(wèn)題，有兩種方式，一種是直接耦合，熱與結(jié)構(gòu)耦合方程同時(shí)求解，要用到熱—結(jié)構(gòu)耦合單元。另一種是間接求解方式，求解分兩步走，第一步求解溫度場(chǎng)，第二步在求解溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上根據(jù)熱膨脹系數(shù)求解應(yīng)力場(chǎng)，分別用到熱單元和結(jié)構(gòu)單元。本案例中采用間接求解的方式。
為了使求解問(wèn)題簡(jiǎn)單化，同時(shí)不偏離實(shí)際過(guò)程。考慮到降溫過(guò)程材料的非線性變化，對(duì)模型我們要做以下假設(shè)：（1）涂層在制備時(shí)溫度處于應(yīng)力自由狀態(tài)（2）涂層在制備過(guò)程中不產(chǎn)生塑性變形或蠕變（3）不考慮材料相變引起的熱問(wèn)題（4）假設(shè)涂層與基體、涂層與涂層之間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。
模型為圓柱形，不銹鋼基體尺寸為φ25×0.8mm，涂層的厚度為2μm，涂層從下往上依次為Fe3Al、FeAl、Fe2Al5、FeAl3。采用軸對(duì)稱方式進(jìn)行模型的建立，熱單元選用平面四節(jié)點(diǎn)單元plane55，網(wǎng)格的劃分采用映射網(wǎng)格劃分方式。在求解溫度場(chǎng)的分布之后，利用ETCHG,TTS命令轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)求解，同時(shí)利用LDREAD,TEMP,,,t,
,'l','rth',' '讀入熱分析的計(jì)算結(jié)果，作為應(yīng)力求解的載荷條件，熱應(yīng)力的求解參考溫度為680℃。
以下是求解的分析結(jié)果。
展開 ?
ansys Workbench 靜應(yīng)力模塊，利用生死單元技術(shù)結(jié)合APDL命令，模擬轉(zhuǎn)軸最大扭力
示例：要求計(jì)算轉(zhuǎn)軸所能承受的最大扭轉(zhuǎn)力矩，轉(zhuǎn)軸抗拉強(qiáng)度1230MPa
模型如下： 中間最細(xì)位置R=3
Workbench計(jì)算時(shí)，左側(cè)固定。右側(cè)面施加圓轉(zhuǎn)位移。
效果展示
?
操作過(guò)程：
首先，初步計(jì)算轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)多少會(huì)接近許用最大值1000Mpa。確定初始載荷大小。
當(dāng)加載1° ——0.0174 弧度 ，時(shí) 轉(zhuǎn)軸約945Mpa。
其次，利用APDL命令分載荷步逐步增大轉(zhuǎn)角載荷，并在每個(gè)載荷步中進(jìn)入后處理中查看是否有單元應(yīng)力超過(guò)許用值1000Mpa。當(dāng)有單元超過(guò)許用值時(shí)記錄該單元，在下一步載荷過(guò)程中將該單元抑制。繼續(xù)加載直到循環(huán)結(jié)束。
1.創(chuàng)建加載點(diǎn)——remotePoint
在Pilot Node APDL Name 中定義名稱：后期將在插入的APDL命令中使用該名稱，更改載荷大小。
創(chuàng)建單元組——Name Selection
在每個(gè)載荷步的后處理中需要篩選單元結(jié)果，查看是否超過(guò)許用應(yīng)力。為了縮小查詢范圍可以先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷危險(xiǎn)截面位置，將危險(xiǎn)截面附近的單元定義為一個(gè)組。在后期結(jié)果查看時(shí)，僅在該組內(nèi)查找單元應(yīng)力。從而提高計(jì)算效率。
注意：選著的是單元組，可以使用框選功能。
在Analysis setting 中插入Command 命令
插入命令如下所示，同時(shí)注意單位制的選著，本例使用mm kg N。 命令見附錄
命令中包含有三種 應(yīng)力評(píng)估方法，一:剪應(yīng)力失效。二：等效應(yīng)力失效。三：第一主應(yīng)力失效。應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況條，結(jié)合零部件失效模式，自主選著。
!!!!!1.使用剪切應(yīng)力判斷是否失效*********************
!
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表面應(yīng)力單元ansys的最新內(nèi)容
AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真5個(gè)月前
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對(duì)更小的手持設(shè)備不斷增長(zhǎng)的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過(guò)來(lái)又引發(fā)了對(duì)焊點(diǎn)熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱為蠕變的變形
?
ansys Workbench 靜應(yīng)力模塊，利用生死單元技術(shù)結(jié)合APDL命令，模擬轉(zhuǎn)軸最大扭力
示例：要求計(jì)算轉(zhuǎn)軸所能承受的最大扭轉(zhuǎn)力矩，轉(zhuǎn)軸抗拉強(qiáng)度1230MPa
模型如下： 中間最細(xì)位置R=3
Workbench計(jì)算時(shí)，左側(cè)固定。右側(cè)面施加圓轉(zhuǎn)位移。
效果展示
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操作過(guò)程：
首先，初步計(jì)算轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)多少會(huì)接近許用最大值1000Mpa。確定初始載荷大小。
當(dāng)加載
包含workbench超過(guò)應(yīng)力單元生死的模型，怎么做的ppt，workbench插入的命令流和ansys經(jīng)典界面命令流可以和workbench對(duì)比
workbench 根據(jù)計(jì)算的等效應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)單元生死的方法和模型，里邊做了詳細(xì)的注釋
一簡(jiǎn)單托架。BC桿的橫截面為圓，直徑d= 20 mm，橫截面積A1= 314 mm2。BD桿為8號(hào)槽鋼，橫截面積A2= 1020 mm2。外載荷F= 60 kN，E= 200 GPa。求BC桿和BD桿的內(nèi)力、應(yīng)力和B點(diǎn)的位移。
二、理論計(jì)算
三、GUI求解步驟
1．定義單元類型和材料屬性
(1)定義單元類型：Main
Menu >Preprocessor >Element Type
小編認(rèn)為學(xué)習(xí)知識(shí)最好的方式就是去運(yùn)用知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題，當(dāng)你學(xué)會(huì)運(yùn)用這個(gè)知識(shí)來(lái)成功地解決問(wèn)題的時(shí)候，你才能掌握這個(gè)知識(shí)。正所謂“紙上得來(lái)終覺淺，覺知此事要知行”。而對(duì)于ansy軟件的使用，需要使用者對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)都有很深刻的認(rèn)識(shí)，需要你不斷地在實(shí)踐中運(yùn)用于學(xué)習(xí)。
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力
如題。在哪找啊。謝謝大家了
ANSYS輸出實(shí)體模型表面的節(jié)點(diǎn)信息
和單元拓?fù)潢P(guān)系
遇到一個(gè)問(wèn)題，一個(gè)給定的實(shí)體模型，劃分了solid185的單元，假如實(shí)體模型單元?jiǎng)澐秩缦隆Ｐ枰崛?shí)體模型外表面節(jié)點(diǎn)位置信息和單元拓?fù)潢P(guān)系（也就是每一個(gè)單元是由哪幾個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的），目的是方便做其他分析，比如流體分析，提取外表面的節(jié)點(diǎn)可以施加溫度載荷。
!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
