ansys彈簧單元阻尼的案例
關于非線性彈簧&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 - 所連接的節點編號
GO/X1 - 用于確定單元坐標系方向的節點號 (GO) 或點的 x 坐標 (X1)。以整數或實數判斷是 GO 或 X1；
X2, X3 - 如果前一個數是 X1，則需要這兩個數，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：節點不重合
CBUSH, 39, 6, 1, 100, 75
CBUSH 單元 39，使用 PBUSH 卡 6，兩端節點為 1，100； GO 為 75.
展開 ansa里創建彈簧和阻尼單元
分享關于創建彈簧和阻尼單元的
在deck里的element-discrete，得到的關鍵字是*element_discrete。
默認每次創建時，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，還不如在創建時，把pid賦予好吧，這樣更方便
結果：
Adams接觸單元的彈簧力和阻尼力的快速繪圖
而應用幾何接觸法定義時，接觸參數（接觸剛度、接觸阻尼、接觸指數以及最大滲入深度）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）的占比關系來判定。但由于Adams后處理沒有預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，以快速的預測接觸參數的合理性。
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
海克斯康的Adams技術專家為了方便用戶繪制接觸的彈簧力和阻尼力，根據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宏命令，同時也創建了導入宏命令和創建插件的腳本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，具體如圖4所示。而定義環境變量MDI_USER_PLUGIN_DIR同樣能夠實現上述的功能，具體如圖5所示。
展開 設計仿真 | 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、阻尼力的結果曲線
總 結
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調試驗證的效率。具體的參考文件請查看附件。
參考附件包括：
hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機是空調主要的振動元器件，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 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：
? 同一個連接區域不建議使用兩個重復的連接關系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區域。
? 本文對配合區域進行分段處理，中間為spring連接，兩側為jiont連接
? 使用Remote Point點創建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應間隙配合位置的應力狀態，需要校核配合區域的應力狀態還是需要使用接觸連接。
展開 ANSYS中非線性彈簧單元39
考慮鋼筋和混凝土之間的粘結滑移時，通常在鋼筋和混凝土的相應結點之間設置聯結單元，為準確地反映混凝土構件的受力特性，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單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結滑移關系。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節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下具有軸向和旋轉剛度的彈簧。在hypermesh中可以為combin14單元設置3個關鍵字，如圖2分別是：
KeyOpt1，求解類型，默認為線性求解，但是當CV2阻尼參數不為零時必須設置為非線性求解類型；
KeyOpt2和KeyOpt3，設置不同維度時的自由度，默認下為3-D彈簧，根據選項可以分別設置為不同維度下的軸彈簧或旋轉彈簧。
圖2 關鍵字
特性參數輸入，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，單元為旋轉時即為扭轉剛度，剛度單位為力/長度，實常數設置如圖3
圖3 設置剛度參數
案例1.單自由度質點彈簧系統
圖4 建立兩個節點（距離隨意）
建立上圖兩個節點，在兩個節點建立一個combin14單元，在右側節點建立一個mass21單元，分別設置combin14單元的剛度屬性為100N/mm，mass21質量屬性為0.01t，如下圖：
圖5 通過兩個節點建立combin14單元
圖6 打開KeyOpt3選擇3D軸向彈簧阻尼
圖7 設置彈簧剛度為100，不設置阻尼
圖8 在右側節點建立mass21單元
圖9 設置質量屬性0.01（一定xyz三個方向都設置，不然總質量將是0.01/3）
在左側節點建立一個約束，約束所有自由度，在右側建立一個約束，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。
北鯤云講堂 | 10月25日：ANSYS彈簧單元的應用與建模過程
本期云講堂我們邀請到了李安民博士來為大家分享ANSYS彈簧單元的應用與建模過程。
李安民博士：結構工程專業高校教師，在讀博士研究生。從2009年開始從事有限元的應用和教學，在國家科技支撐計劃、多項國家自然科學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、構筑物的結構分析與教學。目前從事人工智能結合有限元在工程方面的應用研究。
通過三個案例說明彈簧單元的應用，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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