ansys彈簧單元設(shè)置的案例
HyperWorks（Hypermesh）+Abaqus彈簧單元（spring）創(chuàng)建及設(shè)置方法 ￥9.9
<p> 彈簧單元有3種類(lèi)型：接地彈簧（spring1）、兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2）、軸向彈簧（springA）。</p><p> <strong>spring1</strong>，接地彈簧，一個(gè)結(jié)點(diǎn)在大地上，只需定義另一個(gè)結(jié)點(diǎn)；需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> spring2</strong>，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> springA</strong>，軸向彈簧，不需要定義彈簧力的方向，由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。</p><p> 常使用springA彈簧單元。</p><p><br></p><p> 本案例分別介紹<u>HyperWorks（Hypermesh）</u>和<u>Abaqus</u>中彈簧單元springA和spring2的創(chuàng)建及設(shè)置方法（spring1可參照設(shè)置）。</p><p> 以圖文方式詳細(xì)描述每一步需要填寫(xiě)的內(nèi)容及釋義，通過(guò)本使用教程，您將可以按教程詳細(xì)步驟一步步設(shè)置彈簧單元spring，即便是小白也能快速上手使用。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
展開(kāi) hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機(jī)是空調(diào)主要的振動(dòng)元器件，壓縮機(jī)主體通過(guò)底部的若干個(gè)橡膠腳墊安裝在壓縮機(jī)安裝框架上，壓縮機(jī)的振動(dòng)主要通過(guò)兩個(gè)路徑傳遞給空調(diào)框架：1.通過(guò)橡膠墊傳遞給壓縮機(jī)安裝架然后進(jìn)一步傳遞給整機(jī)；2.通過(guò)壓縮機(jī)的吸排氣管傳遞給整機(jī)。需要平衡兩個(gè)路徑，來(lái)平衡整機(jī)振動(dòng)和管路振動(dòng)，傳遞給管路振動(dòng)能力較多時(shí)會(huì)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(wèn)題：
工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)非線性單元，通過(guò)控制不同行程的彈簧剛度來(lái)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(jué)向100N作用力，查看運(yùn)動(dòng)位移。
計(jì)算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開(kāi)X向平動(dòng)自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時(shí)插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計(jì)算結(jié)果，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運(yùn)動(dòng)。
建議：
? 同一個(gè)連接區(qū)域不建議使用兩個(gè)重復(fù)的連接關(guān)系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個(gè)區(qū)域。
? 本文對(duì)配合區(qū)域進(jìn)行分段處理，中間為spring連接，兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點(diǎn)創(chuàng)建連接，需要打開(kāi)Beta選項(xiàng)。
? 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(kāi) 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(shí)，通常在鋼筋和混凝土的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)之間設(shè)置聯(lián)結(jié)單元，為準(zhǔn)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(gè)具有非線性功能的彈簧單元，可對(duì)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(gè)節(jié)點(diǎn)，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(duì)移動(dòng)有法向、縱向切向和橫向切向三個(gè)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(duì)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間均分別建立三個(gè)非線性彈簧單元來(lái)模擬鋼筋與混凝土之間三個(gè)方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
展開(kāi) 
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(gè)關(guān)鍵字，如圖2分別是：
KeyOpt1，求解類(lèi)型，默認(rèn)為線性求解，但是當(dāng)CV2阻尼參數(shù)不為零時(shí)必須設(shè)置為非線性求解類(lèi)型；
KeyOpt2和KeyOpt3，設(shè)置不同維度時(shí)的自由度，默認(rèn)下為3-D彈簧，根據(jù)選項(xiàng)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(dāng)只考慮剛度忽略阻尼時(shí)，只需輸入K即可，單元為軸向時(shí)即為拉壓剛度，單元為旋轉(zhuǎn)時(shí)即為扭轉(zhuǎn)剛度，剛度單位為力/長(zhǎng)度，實(shí)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(diǎn)彈簧系統(tǒng)
圖4 建立兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（距離隨意）
建立上圖兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)combin14單元，在右側(cè)節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)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(guò)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立combin14單元
圖6 打開(kāi)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(diǎn)建立mass21單元
圖9 設(shè)置質(zhì)量屬性0.01（一定xyz三個(gè)方向都設(shè)置，不然總質(zhì)量將是0.01/3）
在左側(cè)節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)約束，約束所有自由度，在右側(cè)建立一個(gè)約束，約束除x方向外的其他自由度。
展開(kāi) 基于ANSYS Workbench 2024R2的非線性彈簧combin39單元的模擬 ￥50
對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實(shí)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(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)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(guò)程
本期云講堂我們邀請(qǐng)到了李安民博士來(lái)為大家分享ANSYS彈簧單元的應(yīng)用與建模過(guò)程。
李安民博士：結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)高校教師，在讀博士研究生。從2009年開(kāi)始從事有限元的應(yīng)用和教學(xué)，在國(guó)家科技支撐計(jì)劃、多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目以及大量橫向課題中廣泛使用有限元進(jìn)行仿真分析。長(zhǎng)期進(jìn)行有限元分析的咨詢工作。擅長(zhǎng)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(guò)三個(gè)案例說(shuō)明彈簧單元的應(yīng)用，再通過(guò)過(guò)一個(gè)完整計(jì)算實(shí)例演示一步一步地說(shuō)明如何建立彈簧單元。
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展開(kāi) ANSYS APDL BEAM 單元的截面設(shè)置
選擇梁單元的軸線
latt,1,,1,,7,8,1 !將材料號(hào)、截面參考號(hào)、實(shí)常數(shù)（如果有的話）、方向關(guān)鍵點(diǎn)等信息分配給
!上面已經(jīng)選擇好的還沒(méi)有劃分單元的梁軸線/
lesize,all,,,10 !指定梁縱向劃分網(wǎng)格的尺寸。由于前面已經(jīng)用LSEL命令選擇好了的線就是梁的中軸線
!所以不需要再次選擇（ANSYS里，選擇好的實(shí)體會(huì)有個(gè)標(biāo)志，除非你用命令改變了它們）
lmesh,all !劃分網(wǎng)格，好了，你可以再改變參數(shù)，增加荷載項(xiàng)并求解啦。
【附注】
把在ansys中使用梁單元的主意事項(xiàng)列于下：
1. beam188、beam189在section中設(shè)定參數(shù)；而beam3、beam4則必須在實(shí)常數(shù)中設(shè)置，其中橫截面積、彎曲慣性矩以及扭轉(zhuǎn)慣性矩是必須填入的，截面厚度（TKY、TKZ）只在圖形顯示中有用，計(jì)算的時(shí)候并不用到它，看一下梁單元剛度矩陣的推導(dǎo)就可明白，ansys的理論手冊(cè)也有梁單元剛度陣元素的詳細(xì)介紹。beam188、beam189 是從ansys5.5版本開(kāi)始出現(xiàn)的兩種新的梁單元，基于Timoshenko梁理論，適于細(xì)長(zhǎng)梁的計(jì)算分析，考慮了剪切變形的影響。
2. 梁單元以實(shí)體的形式顯示。大家知道，在ansys中，梁單元默認(rèn)都是顯示的線條。但是我們可以將賦予了section屬性的梁顯示成實(shí)體，這樣做的好處是，更加形象，直觀，可以對(duì)梁的布置正確與否作出準(zhǔn)確的判斷。方法是：在Utility Menu->PlotCtrls->Style->Size and Shape菜單下，將Display of element后的單選打開(kāi)，即使其為on的狀態(tài)。
3. 單元彎矩圖的繪制。
展開(kāi) ansys workbench中設(shè)置變厚度殼單元
對(duì)于厚度尺寸相對(duì)于其他幾何尺寸較小的結(jié)構(gòu)，我們常常采用殼單元來(lái)代替三維實(shí)體單元進(jìn)行分析。殼單元模型雖然不像三維實(shí)體模型那樣更接近真實(shí)模型，但其單元及節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，計(jì)算量小，在工程中對(duì)復(fù)雜模型進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，采用殼單元能大大降低工作量和計(jì)算難度。
在建立殼單元模型時(shí)，我們需要輸入殼的厚度值，該厚度值可以在DM中設(shè)置，也可以在Mechanical中設(shè)置。DM中僅允許輸入常量厚度值（即等厚度），在Mechanical中可以設(shè)置隨某一坐標(biāo)變量變化的厚度值。
等厚度模型
厚度隨坐標(biāo)變化的模型
大多數(shù)情況下，以上厚度設(shè)置是能夠滿足工程分析需要的。但是，有一天突發(fā)奇想，我想建一個(gè)厚度值隨多個(gè)坐標(biāo)值變化的模型，現(xiàn)有的方法以函數(shù)進(jìn)行輸入厚度隨坐標(biāo)變化時(shí)，只允許輸入一個(gè)變量，怎么辦？
workbench提供了一個(gè)很好的工具—External Data。用它，可以將任意位置的厚度值進(jìn)行任意編輯，然后導(dǎo)入到Mechanical中。
展開(kāi) 