ansys 跌落模塊的案例
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學(xué)分析簡例
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學(xué)分析簡例
本實例為顯示動力學(xué)分析簡化實例，與實際工程項目相差甚遠，請不要直接用于工程應(yīng)用以及論文撰寫，僅僅以此方法介紹ANSYS workbench-Explicit Dynamics的一個跌落分析的應(yīng)用。
轉(zhuǎn)載請注明出處以及作者：CAE夢想很偉大
本實例為某簡易電路板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在對其進行跌落分析。對焊點和接觸建立失效準則，模擬跌落過程中焊點和接觸失效。
1.分析模塊定義：
2.材料屬性定義：
選擇【Explicit Materials】材料庫中的CONC-35MPA；選擇【General Non-linear Materials】材料庫中的Aluminum Alloy NL；創(chuàng)建自定義材料PCB，材料屬性設(shè)置項如圖所示。
3.創(chuàng)建幾何：
4.建立綁定接觸對、焊點以及Body Interactions：
其中綁定接觸和焊點需要建立正應(yīng)力和剪切應(yīng)力極限用于失效分析。
5.求解設(shè)置：
分析時間0.005s
設(shè)置初始速度-5m/s
地面剛性全約束
6.結(jié)果后處理
可以看出PowerConnector20以及powerdiss.123都已經(jīng)脫離PCB，焊點以及接觸均已失效，本例結(jié)束。
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本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)電路板的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 電路板跌落顯示動力學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA進行電視機抗跌落分析
【論文摘要】采用ANSYS/LS-DYNA的結(jié)構(gòu)動力分析功能，對21英寸彩色電視機連帶外包裝的跌落過程進行模擬，得到結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動力響應(yīng)。清晰展示了不同部件的應(yīng)力、變形隨時間的變化，給出泡末的吸能率及玻殼的加速度曲線等重要參數(shù)。結(jié)果表明電視機前殼底部及內(nèi)部支撐塑性應(yīng)變較大，為損傷及破壞的危險區(qū)域，應(yīng)采取加強措施。同時，此模型中采用的網(wǎng)格劃分、聯(lián)接及接觸定義、求解控制等方法可用于其它型號的電視跌落分析。
電視機在行業(yè)規(guī)定的跌落測試或運輸、裝卸及使用過程中結(jié)構(gòu)可能發(fā)生破壞。在工業(yè)發(fā)達國家，傳統(tǒng)的跌落實驗越來越多地由計算機模擬技術(shù)完成，極大提高了企業(yè)研發(fā)能力和產(chǎn)品競爭力。在我國，電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極具規(guī)模，采用高技術(shù)是必然趨勢。
此計算工作是模擬21英寸電視整機連帶外包裝在跌落過程中結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)，將不同部件（或結(jié)構(gòu)、聯(lián)接等）在不同時刻的變形、受力狀態(tài)、破壞機理清晰展示，給設(shè)計工程師提供結(jié)構(gòu)改進及包裝設(shè)計的理論依據(jù)。在用ANSYS/LS-DYNA對彩色電視機進行抗跌落性能分析中，幾何模型包括整機各個部件，即前殼、后殼、玻殼、喇叭、喇叭支架、PCB板及外包裝（上下泡末、紙箱）等。如圖1所示。
圖1 電視機模型
LS -DYNA的計算結(jié)果及后處理可提供整體結(jié)構(gòu)或任何一點的動態(tài)響應(yīng)。例如整體對地面的沖擊力、整體能量變化、泡末對能量的吸收、整個結(jié)構(gòu)的受力變化等；一點的信息包括某位置的應(yīng)力、變形隨時間的變化或玻殼質(zhì)心的加速度響應(yīng)等。除此之外，還可給出各個接觸界面的接觸能、接觸力的隨時間變化曲線等。
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通過仿真，分析該PCB板在以與地面成某一角度時跌落過程中，是否會出現(xiàn)散熱片與CPU脫離。
采用ANSYS18.2 Explicit STR顯式動力學(xué)分析模塊，對PCB板跌落過程進行仿真。
基于ANSYS/LS-DYNA的鎂合金材料某無人機滑橇式起落架的跌落分析
課題組以某型號的植保無人機起落架為研究對象，通過有限元軟件ANSYS對起落架在滿載工況下進行靜力分析，驗證了鎂合金作為起落架制作材料的基本可行性。并對其不同載荷和跌落速度進行跌落仿真分析，進一步驗證了其作為起落架制作材料的可行性[5,6]。
1 無人機起落架的模型建立
1.1 起落架結(jié)構(gòu)分析
某小型植保無人機滿載質(zhì)量為33 kg，降落時允許最大下沉速度為3 m/s，起落架要有足夠的強度滿足此要求。選擇的材料為稀土鎂合金，材料參數(shù)如表1所示。
表1 材料及參數(shù)
1.2 網(wǎng)格的劃分
網(wǎng)格劃分屬于有限元分析前處理階段中的必不可少的一環(huán)，并且也是十分重要的一個階段，比如網(wǎng)格尺寸大小的確定對計算的精度影響較大。本研究采用四面體主導(dǎo)的方法進行網(wǎng)格劃分，單元尺寸為3mm，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為115 995，單元格數(shù)量為60 211，模型網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。
圖1 網(wǎng)格劃分圖
2 起落架跌落仿真
網(wǎng)格劃分和部分設(shè)置與上文一致，在UG中新建一個平面為地面，在材料屬性中定義地面為混凝土，定義剛度行為為剛性。
本文選用ANSYS/LS-DYNA模塊作為此次仿真的模擬平臺，此平臺結(jié)合了ANSYS的強大前后處理功能和LS-DYNA求解器的強大分析能力[7],L S-D Y N A通過瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)，ANSYS/LS-DYNA顯示時間積分采用中心差分法，即n個時間步結(jié)束后加速度的計算和LS-DYNA中的時間步長計算分別為：
式中，M為質(zhì)量矩陣；P為第n個時間步內(nèi)所施加的節(jié)點外力向量；Fint為tn時刻的內(nèi)力矢量；te為最小時間步長；Ls為單元特征長度；c為沖擊波在材料中的傳遞速度[8]。
展開 干貨視頻 | Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
現(xiàn)場公開課 | Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
01、培訓(xùn)目標
1.掌握如何使用Ansys LS-Dyna軟件對產(chǎn)品沖擊/跌落工況進行仿真分析;
2.理解LS-Dyna關(guān)鍵字并對關(guān)鍵字進行編輯；
3.學(xué)習(xí)Ansys Workbench環(huán)境對LS-Dyna進行前處理以及LS-Prepost對LS-Dyna進行后處理。
展開 ANSYS模塊簡介
ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之 一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的高級CAD工具之一。軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個強 大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線 性分析）、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度 分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明 顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。軟件提供了100種以上的單元類型，用 來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該軟件有多種不同版本，可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設(shè)備上，如PC，SGI，HP， SUN，DEC，IBM，CRAY等。目前版本為ANSYS5.4版，其微機版本要求的操作系統(tǒng)為Windows 95或Windows NT,也可運行于UNIX系統(tǒng)下。微機版的基本硬件要求為：顯示分辨率為1024×768，顯示內(nèi)存為2M以上，硬盤大于350 M，推薦使用17英寸顯示器。
前處理模塊PREP7
雙擊實用菜單中的“Preprocessor”，進入ANSYS的前處理模塊。這個模塊主要有兩部分內(nèi)容：實體建模和網(wǎng)格劃分。
●實體建模
ANSYS程序提供了兩種實體建模方法：自頂向下與自底向上。
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聯(lián)系人：光研科技南京有限公司徐保平
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如何在ANSYS workbench中保存的單個模塊
在workbench界面下很多模塊需要重復(fù)適用，進行很多的鏈接關(guān)系，而后期可能只需要一個模塊保留即可，或者后期進行優(yōu)化分析的時候只需要一個模塊，那么這時候就需要刪除多余的模塊，那么如何操作刪除多余的模塊呢？
1.點擊不需要的模塊，左上方的小倒三角，會彈出下拉列表，選擇delete就可以刪除該模塊，依次選擇不需要的模塊，多次操作就可以
2.以上方法對于少量的模塊其效果顯著，可以快速獲取需要的模塊，而多達幾十個的時候就很麻煩了，等待的時間過長，這時候需要可以采用另外的方法。
可以打開需要保留的模塊，選中模塊的標題B5行或者C5行，然后點擊file\export..選中位置，生成文件如圖所示
3.打開該文件的方法，只能是新打開一個workbench文件，然后將該文件拖拽到該平臺界面即可，如圖所示，那么當(dāng)前就只剩下一個模塊了，該模塊包含了之前的所有信息，保存文件后進行后續(xù)操作即可
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作者：大龍貓 公眾號：CAE_ANSYS
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如果你手里正握著Ansys這柄利器，卻還在重復(fù)著“手動建模-導(dǎo)出-計算-后處理”的循環(huán)，那你一定要考慮一下——PyAnsys。
我知道很多朋友想學(xué)，但一打開PyAnsys的官方文檔就被幾十個模塊砸暈了：PyMAPDL、PyAEDT、PyDPF、PyPrimeMesh...到底該學(xué)哪個？我的工作流需要用哪個？
今天這篇文章，就是為了幫你理清這個生態(tài)。我將為你繪制一張 《PyAnsys模塊功能與選型地圖》 ，讓你不再迷茫，5分鐘找到最適合自己領(lǐng)域的那個“它”。
一、什么是PyAnsys？不止是腳本，更是橋梁
PyAnsys不是一個單一的軟件，而是一個Python庫的集合。它的核心價值在于：讓你用Python代碼的方式，去操控Ansys強大的求解器，并把仿真數(shù)據(jù)與Python龐大的AI、數(shù)據(jù)分析生態(tài)（如NumPy、TensorFlow）連接起來 。
簡單來說，有了PyAnsys，你就有了各種對應(yīng)軟件的python接口，讓你可以用python來操控這些軟件，實現(xiàn)自動化，甚至智能化仿真。
二、模塊功能全景圖：按領(lǐng)域?qū)μ柸胱?為了幫你快速定位，我把PyAnsys的所有模塊對應(yīng)的功能分成三類，你可以根據(jù)自己的仿真軟件直接對號入座。
核心仿真求解器接口
這一部分是整個生態(tài)的基石，它們讓你能夠用Python代碼直接驅(qū)動Anyss各個物理領(lǐng)域的求解器，實現(xiàn)仿真流程的核心自動化。
PyMAPDL：Ansys Mechanical APDL的Python接口。你可以用它以命令流的方式控制這個經(jīng)典的結(jié)構(gòu)有限元求解器，進行深入的結(jié)構(gòu)、熱、電磁等分析。
展開 ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊的形貌優(yōu)化功能實例
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背景
ANSYS 2022R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
1）拓撲優(yōu)化-基于密度；
2）拓撲優(yōu)化-基于水平集；
3）柵格法；
4）形狀優(yōu)化；
5）拓撲優(yōu)化-混合密度法(公測版)
ANSYS 2023R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊的形貌優(yōu)化 ￥50
ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對薄殼結(jié)構(gòu)的強度，改變其表面形貌，如凸起，加強等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質(zhì)量約束為100%
形貌優(yōu)化后，同質(zhì)量下，整體變形為0.12mm，結(jié)構(gòu)剛度明顯提升。
