ansys等效變形的案例
Ansys Workbench 膠粘凝固過程，變形等效仿真 ￥15
問題：
最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結(jié)構(gòu)仿真工程師，關(guān)于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，似乎和結(jié)構(gòu)仿真沒什么關(guān)系，自己也不知道如何進(jìn)行計算。所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經(jīng)針對該問題設(shè)計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎！）
然后就查詢了一些關(guān)于膠粘過程的論文，其中“車身制造用鋁合金-鋼膠接接頭固化變形及固化失效機理研究-朱曉搏”寫的比較詳細(xì)，指出膠粘過程大致階段如下，詳細(xì)內(nèi)容請參考原文。
? 第一階段：從開始加熱起始直至溫度升高到膠層的凝膠點結(jié)束。在這一階段中，膠層為粘流態(tài)，表現(xiàn)為高粘度的流體。
? 第二階段從膠粘劑凝膠開始，經(jīng)歷整個保溫階段至溫度下降到玻璃化溫度為止。整個階段，膠層處于高彈態(tài)。這一階段是整個固化過程中膠層屬性最為復(fù)雜的階段。包括膠層固化反應(yīng)收縮和溫度、膠層狀態(tài)等多方面因素共同影響。
? 第三階段由玻璃化溫度開始直至膠層溫度冷卻至室溫。在此階段中，膠層完全固化，處在玻璃態(tài)，其物理屬性只與溫度相關(guān)。在此狀態(tài)下，膠層的鏈段被凍結(jié)，變形能力很小，具有較高的模量。
這里結(jié)合當(dāng)前工作需求和實際狀態(tài)，以上述論文中的膠粘凝固過程為基礎(chǔ)，嘗試了一個偷懶的仿真方式。其中論文中的第一階段，膠層為流體狀態(tài)，結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力，不予考慮；論文中的第二階段，這里只考慮膠層的固化反應(yīng)體積收縮，其余不考慮。同時該階段膠層材料的物理屬性由固化后屬性按比例衰減估計；論文中的第三階段則為降溫體積收縮過程。所以，本文針對膠粘固化過程的仿真變?yōu)閮蓚€階段。
展開 通過ansys利用均勻化理論計算復(fù)合材料等效性能--等效彈性模量，剪切模量等
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
*SET,TEMP,1
a=100
c1=0.4988
c2=1-c1
r1=sqrt(c1*a*a/3.1415926*4)
ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
MP,EX,1,83.3
MP,PRXY,1,0.22
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,1,,ALPH
MPDATA,ALPY,1,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,1,,0
MP,EX,2,3.33
MP,PRXY,2,0.35
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,2,,ALPH
MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,2,,0
RECTNG,0,a,0,a,
PCIRC,r1, ,0,90,
AOVLAP,all
wpro,-45.000000,,
wpro,,,-90.000000
asbw,4
WPCSYS,-1,0
WPROTA,-45
CSWPLA,11,0,1,1,
CSYS,11
lsel,s,,,2,4
lsel,a,,,6
LESIZE,ALL, , ,11, ,1, , ,1,
lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
TYPE,1
MAT,1
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,3
TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1,2
展開 某路堤受車輛移動荷載作用下受力變形分析，不會子程序的伙伴們可以參考使用該種等效的方法！
某路堤受車輛移動荷載作用下受力變形分析，不會子程序的伙伴們可以參考使用該種等效的方法！
ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
大變形.pdf
金屬塑性.pdf
屋面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等效節(jié)點荷載在ANSYS中的實現(xiàn)方法
近日，水哥有看到粉絲對屋面等效節(jié)點荷載的施加有一定困惑，現(xiàn)以某屋面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例，簡述在ANSYS中實現(xiàn)等效節(jié)點荷載施加的方法。該案例摘自水哥即將推出新課程的第39個例子。
39 屋面網(wǎng)殼等效節(jié)點荷載計算
【工程概況】
如下所示一六邊形空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，邊長為6m，層高1.8m，鋼管截面面積為707mm2，材料彈性模量為210Gpa,泊松比為0.3，密度為7850kg/m3，各節(jié)點均為鉸接，屋面受均布投影荷載10KN/m2作用，采用等效節(jié)點荷載方法，計算結(jié)構(gòu)自重以及外部荷載用下的響應(yīng)。
【案例目的】
1、掌握導(dǎo)入CAD面域的基本方法
2、掌握Surf154單元的基本特征
3、掌握利用Surf154施加投影荷載的基本方法
4、掌握獲取等效節(jié)點荷載的基本方法
【案例說明】
本案例主要考察使用者對Surf154單元荷載施加方向的理解以及后續(xù)對結(jié)果提取循環(huán)的使用，Surf154單元作為一種荷載施加輔助單元，通過控制其單元關(guān)鍵項，能讓使用者實現(xiàn)復(fù)雜荷載的施加。
單就以屋面等效節(jié)點荷載而言，思路為通過控制154單元第11個關(guān)鍵項的設(shè)置，考慮投影荷載，施加方向為5，采用方向向量確定荷載方向，約束網(wǎng)殼所有節(jié)點，得到僅在均布荷載作用下的支座反力。通過后處理循環(huán)獲取每個節(jié)點的支座反力并存入數(shù)組，刪除154單元，施加節(jié)點力與重力荷載，并進(jìn)而求解。
【操作步驟】
一、在CAD中繪制圖形，并形成面域，導(dǎo)出為sat格式，放入軟件工作目錄下
二、導(dǎo)入sat文件，并設(shè)置顯示模式為normal
三、定義單元、材料屬性、布爾運算及劃分單元
/FACET,NORML
!
展開 ANSYS APDL經(jīng)典版繪制 vonMises（等效）應(yīng)力云圖提示S數(shù)據(jù)無效
一、錯誤截圖
其他之前的步驟都沒有任何問題，只是繪制 vonMises（等效）應(yīng)力云圖的情況下，大概率是這種問題。
可以采用如下的解決方案。
二、錯誤原因
安裝的時候Mechanical APDL Product Launcher中默認(rèn)選擇了Use Distributed Computing(DMP)
三、解決方案
1.打開Mechanical APDL Product Launcher
2.將DMP改為SMP
3.重新運行程序生成即可
ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
[forum.simwe.com]金屬塑性.pdf
[forum.simwe.com]大變形.pdf
ANSYS隧道荷載結(jié)構(gòu)模式等效節(jié)點荷載施加
隧道荷載結(jié)構(gòu)模式計算時，在節(jié)點上添加等效節(jié)點力的時候是比較麻煩的事。受力計算簡圖：
現(xiàn)提供自動荷載添加程序。
“Apply_Load.txt”命令流文件：ANSYS中隧道荷載——結(jié)構(gòu)模式自動施加節(jié)點力，只需選擇襯砌單元并設(shè)置Q1, Q2, E1, E2, E3, E4即可。
“Demo.txt”命令流文件：演示 。
Apply_Load 子程序：
Apply_Load.txt
! 本子程序適用于隧道荷載——結(jié)構(gòu)模式計算荷載施加。
! 用戶選擇襯砌單元，并設(shè)置Q1, Q2, E1, E2, E3, E4
! 程序會根據(jù)選擇集自動判斷節(jié)點并加載節(jié)點力。
! 注意事項：(1) 結(jié)構(gòu)盡量為封閉環(huán)狀；
! (2) 結(jié)構(gòu)需關(guān)于x、y軸對稱；
! (3) 單元劃分較細(xì)，忽略等效節(jié)點彎矩。
!
! 西南交通大學(xué)地下工程系，求是工作室
! g.wang.89@foxmail.com 2013/12/12
! *SET,_Q1,42410
! *SET,_Q2,62410
! *SET,_E1,12482
! *SET,_E2,22482
! *SET,_E3,22482
! *SET,_E4,32482
! LSEL,S,MAT,,1
!
展開 Ansys使用APDL 批量創(chuàng)建數(shù)組，一維數(shù)組名設(shè)置循環(huán)變量，與二維數(shù)組等效
APDL 批量創(chuàng)建數(shù)組，在一維數(shù)組名上做文章，實現(xiàn)其與二維數(shù)組近似相同效果
首先批量創(chuàng)建了8個一維數(shù)組，數(shù)組名中的循環(huán)變量j使用%j%
finish
/prep7*do,j,1,8
*dim,List%j%,array,10,1
*enddo
然后給八個數(shù)組里的每一個元素賦值，總共80個元素
并且以數(shù)組元素值作為節(jié)點編號，同數(shù)組的y坐標(biāo)值相同
*do,i,1,10
*do,j,1,8
List%j%(i,1)=(i-1)*10+j
n,List%j%(i,1),i,j
*enddo
*enddo
最終效果如下
注:轉(zhuǎn)自 https://blog.csdn.net/weixin_43717845/article/details/104567039
小白一枚，本為學(xué)習(xí)之余的記錄，希望能讓些跟我一樣的初學(xué)者少走彎路，寫的也不盡嚴(yán)謹(jǐn)，有疏漏錯誤之處也請各位專家指出，不吝賜教……多謝
展開 Ansys Workbench 估計圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
利用matlab的自動優(yōu)化求解極值的強大計算能力，構(gòu)建圓柱度目標(biāo)函數(shù)，評估原始圓柱面和變形后圓柱面的，圓柱度。
1、 打開matlab后將工作目錄選擇到附件的matlabProcess文件夾，選擇mainProcess.m右鍵“運行”。
2、 運行程序后彈出txt文件選擇框，選取仿真求解后處理生成的cyFace1.txt文件，即可。
3、 稍等片刻即可在命令欄內(nèi)顯示圓柱度評估結(jié)果。Output值共兩行，第一行為初始圓柱面在變形前評估的圓柱度結(jié)果。第二行為cyFace面在受力變形后評估的圓柱度結(jié)果。并且顯示兩個散點圖，左側(cè)圖為初始圓柱面（紅色和綠色線表示選定A/B點）；右側(cè)圖為變形后的圓柱面，中心黑色線，為程序估計的圓柱面中心軸線。
附錄1：Command命令，在結(jié)果后處理中，提取cyFace#面的每個節(jié)點的原始坐標(biāo)和變形量。（每次APDL命令內(nèi)容無需更改，計算完成后會在對應(yīng)的目錄文件夾下生產(chǎn)cyFace#.txt文檔）
!*******選擇圓柱面組******導(dǎo)出節(jié)點編號，坐標(biāo)位置，變形量，變形后的節(jié)點位置
!*******圓柱面組命名規(guī)則cyFace(NUM)*******
!*******設(shè)定face面的個數(shù)faceCount
*set,faceCount,ARG1 !由屬性欄參數(shù)定義監(jiān)測面的個數(shù)
!*set,faceCount,2
!*******main process
finish
/post1
set,last
*do,iFace,1,faceCount
*set,surfaceName,'cyFace%iFace%'
!*set,surfaceName,'face1'
allsel
cmsel,s,%surfaceName% !
展開 ANSYS增材制造的變形補償
ANSYS exaSIM? 是一系列金屬增材制造（AM）仿真工具，有助于深入了解關(guān)于激光粉末熔融的復(fù)雜物理現(xiàn)象。exaSIM 能針對殘余應(yīng)力、變形和構(gòu)造失敗生成實用的解決方案，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)部件容差，避免構(gòu)造失敗，同時盡可能減少試錯試驗和應(yīng)力消除熱處理。STL 文件能自動進(jìn)行變形補償，以抵消部件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變形。
本案例研究展示了如何使用 exaSIM 變形補償功能，根據(jù)制造過程中預(yù)測的應(yīng)變對部件的 STL 文件進(jìn)行反向變形。當(dāng)使用補償后的 STL 文件生產(chǎn)部件時，在構(gòu)建過程中部件會逐步變形成正確的形狀。
精確的基于路徑的關(guān)鍵路徑時序
當(dāng)采用激光熔融金屬粉末時，收縮應(yīng)變會隨著每個位置的熔融和冷卻而積累。這些應(yīng)變會產(chǎn)生應(yīng)力，使部件變形與預(yù)期的形狀背離。變形的大小取決于幾何結(jié)構(gòu)、過程參數(shù)和材料。exaSIM 能仿真構(gòu)建過程，利用逐層應(yīng)變的積累來預(yù)測變形。此信息可用來評估特定的幾何結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)如何影響組件的最終形狀。
自行車立管實例
GRM Consulting和BCIT提供了一種拓?fù)鋬?yōu)化的自行車組件：
Renishaw 在 AM250 系統(tǒng)上使用鈷鉻合金構(gòu)建了該部件。仿真顯示，減震架在從襯底上移除之后存在顯著的變形。一共構(gòu)建了兩個部件（一個有進(jìn)行補償，一個沒有進(jìn)行補償），以測試 exaSIM 的預(yù)測功能和變形補償工具。
仿真和構(gòu)建細(xì)節(jié)
研究人員利用exaSIM Advanced 和 Ultimate 中的各向異性掃描模式應(yīng)變功能預(yù)測變形。構(gòu)建參數(shù)和仿真假設(shè)如下表中所示。執(zhí)行第一次仿真時，為機器 / 材料/過程參數(shù)組合確定合適的應(yīng)變比例因子（SSF）。
展開 
基于Ansys Workbench的大變形旋轉(zhuǎn)分析 ￥14.9
一 分析背景
塑料齒輪、棘輪或者卡扣結(jié)構(gòu)，往往伴隨著大變形、旋轉(zhuǎn)位移、高泊松比等情況。仿真中的難題主要有：
1.如何方便地施加旋轉(zhuǎn)位移？
2.如何處理大變形、高泊松比導(dǎo)致的網(wǎng)格畸變？（網(wǎng)格，接觸算法，非線性算法，單元類型等）
3.如何后處理？（力矩提取，應(yīng)變處理）
本案例做了以下模型（簡陋又不失細(xì)節(jié)的模型），黃色塊繞著圓柱中心轉(zhuǎn)動，綠色的齒受到擠壓。仿真計算齒能承受的最大破壞力矩，或者安全情況下所能承受的力矩。
圖一 塑料齒輪模型
二 分析過程
注意，在這個模型中，我把所有能夠提高收斂性的方法都加上了。一般情況下是不需要的。
2.1 建模及幾何設(shè)置
模型如圖一，然后設(shè)置Geometry的Element Control為Manual。
然后設(shè)置幾何體為減縮積分模型（主要針對大變形幾何）。
圖二 手動單元控制
展開 ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
Ansys Workbench初始變形+預(yù)應(yīng)力釋放仿真（含ACT插件） ￥20
而兩個靜力模塊可以傳遞變形后的幾何，但是不能傳遞預(yù)應(yīng)力。
問題示例大致如下：
板子初始是平板狀態(tài)，安裝后工作狀態(tài)是貼合一個弧面，并通過四個支點進(jìn)行連接固定，板子安裝后存在回彈力。
現(xiàn)在需要評估板子安裝變形預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，連接面的回彈力。
仿真思路：
仿真對象是一個有初始應(yīng)力的彎曲板，但是曲面形狀實際可能不是正常弧線而是曲面。
因此仿真步驟大致需要兩步：
第一、初始平板變形為曲面形狀，提取板子的應(yīng)力狀態(tài)；
第二、板子在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生彈性回復(fù)力，查看彈性回復(fù)力在連接位置的大小。
第一步的仿真方法：
模擬擠壓形式，在初始平板兩側(cè)使用變形后的彎曲板進(jìn)行擠壓變形。
擠壓變形
第二步的仿真方法：
加載板子的變形預(yù)應(yīng)力，按裝配狀態(tài)連接，計算連接處的彈性變形力。
但是：在第一步加載的時候就不是很容易實現(xiàn)。兩個夾層面需要設(shè)定接觸面進(jìn)行接觸非線性仿真，經(jīng)常發(fā)生接觸面穿透現(xiàn)象，需要小載荷步，多次調(diào)試。
即使擠壓方式?jīng)]有穿透，應(yīng)力分布也不是很均勻。
此處先擱置擠壓法的計算過程不提，假設(shè)已經(jīng)獲得預(yù)期的初始變形應(yīng)力。
繼續(xù)進(jìn)行第二仿真步，傳遞板子的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)；
預(yù)應(yīng)力的傳遞方法在微信公眾號文章：“ansys分析中如何考慮殘余應(yīng)力影響？”中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應(yīng)力分布的結(jié)果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。
需要注意的是：
六個方向的應(yīng)力導(dǎo)出文件需要修改節(jié)點坐標(biāo)位置，不然映射應(yīng)力會不準(zhǔn)確。
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)計算壓縮變形問題。本實例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應(yīng)的壓縮變形量和應(yīng)力分布。
關(guān)于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設(shè)置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設(shè)置對稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實現(xiàn)壓板的下移與上移
5.提取結(jié)果，查看應(yīng)力或應(yīng)變
該實例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強度的仿真有一定的指導(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設(shè)置方法和流程
展開 