ansys 動力學模塊的案例
ANSYS顯示動力學分析實例
在仿真過程中遇到瞬態大變形，材料破壞失效等情況下可以借助ANSYS 的顯示動力學分析來解決。ANSYS顯示動力學模塊包括三種：Explicit Dynamics、ANSYS AUTODYN、ANSYS LS-DYNA。
本期通過一個實例來簡單介紹下這三個模塊的具體操作。
實例問題描述：一個金屬圓柱體快速穿透金屬板。求解穿透過程中的最大應力和穿透方向的變形。通過用不同仿真模塊計算并比較仿真結果。
分析流程圖如下。其中A、B、C分別對應上面提到的三個模塊。 這三個模塊建立了數據共享，可避免重復的前處理操作，便于提高仿真效率。
分析樹如下：
1.Explicit Dynamics
材料添加和幾何建模略過...
加載情況：固定約束金屬板八條邊、金屬圓柱體運動速度300m/s。
注意分析設置Analysis setting 中的最大循環次數Maximum number of cycle和結束時間End Time應設置合理，不宜過大。過大容易導致計算時間過長。
等效應力和變形求解結果如下圖：
最大等效應力為4.9e8，Z軸方向的最大變形為20.52m。
2.AUTODYN
ANSYS AUTODYN軟件它有不同于Explicit Dynamics的交互式圖形界面。如下圖所示主界面。
在AUTODYN軟件中不需要再做其他前處理了！因為已經和Explicit Dynamics建立數據共享，只需要你輕輕點擊RUN即可！這就是流程式分析的優點，大大的減少了工作量。
下面是后處理：求取應力數據。按照圖中步驟1.選擇繪制云圖類型contour 2.調出繪圖變量contour variable 對話框 3.點擊對于變量 4.勾選。求取變形云圖同理。
展開 如何用ANSYS_WB做一桿斯諾克，采用顯示動力學模塊計算臺球碰撞問題,私信郵箱獲取計算文件。
問題描述與問題分析
為什么用顯示動力學模塊不用瞬態結構模塊？
采用ANSYS_WB的顯示動力學模塊模擬臺球碰撞問題，對于臺球碰撞屬于短時間接觸，計算所需要的時間步長足夠小才能捕捉到短時間的接觸過程，并且我們希望每個時間步計算應該足夠快，不然硬件吃不消的。
理論上ANSYS_WB 中
瞬態結構模塊
和
顯示動力學模塊
都可以模擬這樣一個臺球碰撞過程，但是
瞬態結構模塊是采用隱式積分算法
，隱式積分可以使得時間步長很大，但每個時間步需要多次迭代才能達到收斂，時間步過多，計算時間將非常大，
顯示動力學模塊采用顯示積分
，時間步可以非常小足以捕捉瞬間碰撞行為，且不需要在每個時間步上進行剛度矩陣總裝，每個時間步計算非常快。因此這里采用顯示動力學模塊進行模擬。
有感興趣的朋友們
私信郵箱獲取計算文件
哦，創作不易，歡迎大家點贊轉發支持筆者。
計算結果
教程：Step by Step
建模：
采用ANSYS自帶的建模軟件進行建模，不做介紹。
計算模塊建立：
拖動Explicit Dynamics模塊到WB工作區域(左邊是我已經計算完的模塊，拖到一個獨立的區域了)。
材料定義：
雙擊Engineering Data,建立新材料，選擇各向同性材料，輸入密度，模量，泊松比。
模型導入：采用ANSYS自帶的建模軟件進行建模，并導入顯示動力學計算模塊中。
展開 『下載』rotordynamics(ansys 應用于轉子動力學的模塊)
rotordynamics(ansys 應用于轉子動力學的模塊),用了一下還可以，不過沒有深入研究。
rotordynamics(ansys 應用于轉子動力學的模塊).part1.rar
rotordynamics(ansys 應用于轉子動力學的模塊).part2.rar
ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例
例如：
Revolute：轉動副，只允許繞局部坐標Z軸轉動；
Spherical：球鉸副，允許三個方向的轉動，限制三個方向的平動；
Cylindrical：允許Z向平動及繞Z軸的轉動；
下面，我們通過曲柄連桿機構的多剛體動力學模塊仿真分析，來學習一下workbench中運動副的應用。
問題描述：如圖所示曲柄連桿機構，材料為結構鋼，連桿1以6rad/s的速度轉動。
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學分析簡例
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學分析簡例
本實例為顯示動力學分析簡化實例，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用。
轉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構，現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；創建自定義材料PCB，材料屬性設置項如圖所示。
3.創建幾何：
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力和剪切應力極限用于失效分析。
5.求解設置：
分析時間0.005s
設置初始速度-5m/s
地面剛性全約束
6.結果后處理
可以看出PowerConnector20以及powerdiss.123都已經脫離PCB，焊點以及接觸均已失效，本例結束。
推薦新書
展開 workbench 19.0動力學模塊
workbench19.0新增了workbench-lsdyna模塊，可直接在workbench中進行求解。下面以子彈侵徹靶板為例說明下。
使用workbench-lsdyna
使用explicit dynamic
直接使用dyna
1、首先在擴展中選擇添加workbench lsdyna模塊，選擇相應的材料，建立幾何模型。
進入到dm中，根據需求，添加相應的初始條件：
3、點擊solve可直接求解。
4、也可以直接輸出K文件。
有興趣的可自行嘗試下。
轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
轉子動力學ansys仿真流程方法
工程中的回轉機械，如渦輪機、電機等，在運轉時經常由于轉軸的彈性轉子偏心而發生橫向彎曲振動。當轉速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當轉速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉子發生激烈振動的特定轉速稱為臨界轉速。工程師要做的就是查找轉子系統的臨界轉速，從而將系統修改轉速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉速。
要獲取臨界轉速，那么ansys軟件就可以根據模型來計算臨界轉速。理論狀態下轉子系統包括：轉軸、轉軸上的圓盤、兩側軸承以及不平衡的質量，如圖所示。
那么如何進行坎貝爾圖的計算和提取呢？在ANSYS軟件中有三種方法來計算臨界轉速，如下所示：
第一種為梁單元方法，建立一根軸線，不同的位置給定不同的半徑和質量點來計算。
第二種為三維實體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對稱模型，所以默認的模型是完全的不偏心的，所以需要添加偏心的質量點。
第三種為ANSYS workbench中新功能，概念模型，建立二維的截面模型來代替三維模型，計算量能夠顯著的減少，加快計算速度，但是結果并沒有差別。
本次流程以第三種方式來展示仿真分析的流程方法，基本操作過程三種近似相同。分析模塊是采用模態分析來進行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進行處理，將三維模型切割，提取中間的截面，如圖所示。
打開workbench中的模態分析模塊，設置對稱選項，如下圖所示。默認的模型不會出現對稱的設置，需要選中model狀態下插入對稱、接觸、遠端點等選項.
設置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示，設置坐標和對稱軸及平面數量。
展開 Abaqus/CFD——流體動力學分析模塊介紹
Abaqus6.10及以后版本引入流體動力學CFD求解模塊，增強了Abaqus流固耦合方面的功能。使用Abaqus/CFD和Abaqus/Standard及Abaqus/Explicit進行多物理場耦合仿真，如動脈瘤分析、電子元件冷卻分析、輪胎滑水分析及油箱中液體晃動等等。
流固耦合及熱傳導在Abaqus/CFD與Abaqus/Standard都可以實現。流固耦合在Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit可以實現，但熱傳導不可以。
Abaqus/CAE支持創建CFD模型。
流固耦合分析時，需要分別定義流體與固體的接觸面。
Abaqus/CFD jobs提交執行與普通Abaqus的jobs文件一樣。流固耦合分析的jobs文件提交通過Co-excution提交。
以上簡單介紹了Abaqus/CFD 流體動力學模塊的應用、建模及分析提交的知識，后續將為大家分享更多內容。
Abaqus CFD——流體動力學分析模塊介紹.pdf
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
技術鄰推薦：
ABAQUS焊接模擬-空間三維多路徑串行焊接（Fortran子程序二次開發）
基于Hypermesh聯合lsdyna采用SPH方法模擬高低水位流動
Abaqus 中創建零厚度cohesive單元的幾種方法
展開 基于Forcite模塊的分子動力學研究藥劑與礦物相互作用實例
基于Forcite模塊的分子動力學研究藥劑與礦物相互作用實例（一）
關鍵詞：相互作用 MS Forcite 分子動力學 徑向分布 筆名：楊過
Forcite模塊是分子動力學計算的主要模塊，研究范圍廣，可以對多種周期性體系進行計算分析，在礦物分選領域中主要是計算分析藥劑與礦物相互作用，在不同計算參數條件下可以實現藥劑與礦物相互作用模型的預測與分析，從而得到表面相互作用機理。
因此，本文主要講述運用Forcite模塊對藥劑與礦物相互作用計算過程分析。選取氯化膽堿-丙二酸（1:2）作為藥劑，礦物選取氧化鋅，對其進行模型搭建與計算。
首先將計算表面能得到的氧化鋅（001）面完全解理面進行擴胞，建立6×6×4超胞模型，并運用Castep模塊進行優化計算，然后通過Build layers將優化好的氯化膽堿-丙二酸（1:2）添加到已經擴胞優化好的氧化鋅（001）超胞表面，并添加一定的真空層厚度避免周期性邊界條件下力場的重復干擾。對搭建得到的模型進行幾何結構優化，通過不斷優化確定了最優的力場參數為CompassⅡ，選擇Forcefield assigned電荷分布方法，Smart優化計算方法。進行分子動力學計算時選擇NVT系綜，溫度控制選擇NHL，求解牛頓運動方程應用Velocity Verlet 算法，靜電力描述選擇Ewald 方法，范德華作用力求解選擇Atom-based 方法，截斷半徑為9.5 Å。總模擬時間為 1500 ps，每一步驟時間為 1 fs，總的模擬步驟為 1500000，最終得到穩定的相互作用體系并對其相互作用機理進行計算分析。
展開 基于ANSYS APDL 轉子動力學建模及動力學分析，包括坎貝爾圖，瞬態分析等 ￥15
模型
坎貝爾圖
瞬態分析某點的軌跡圖
附件包括：轉子的建模文件zhu1，及轉子動力學模態、考慮預應力的轉子動力及瞬肪分析的命令流doc文件。
基于MS的forcite模塊進行抑制劑浮選煤泥分子動力學模擬
本文主要講述抑制劑和煤泥及其雜質相互作用的分子動力學模擬。
首先通過Visualizer對抑制劑糊精進行模型搭建，由于糊精為淀粉加熱分解的中間產物，故分子結構與淀粉分子結構一致，均由葡萄糖分子聚合而成。因此，模擬糊精結構為葡萄糖的聚合物。
同時，將搭建好的糊精模型用Dmol3進行優化計算，計算參數選擇GGA廣義梯度近似和PBE泛函方法，在計算精度為Fine的基礎上選擇DNP 4.4基組，體系總能量收斂值取 1.0×10-5Ha，最大內應力為0.002 Ha/?，最大位移為0.005?，選用全電子核處理方式，使用TS色散修正方法進行修正。參與計算的原子軌道分別為H 1s1、C 2s22p2、O 2s22p4。在上述計算參數下得到糊精聲子光譜圖負坐標處無數值，證明計算得到的糊精、為無虛頻的穩定結構，見下圖。
糊精分子式
糊精聲子光譜圖
然后，通過對煤樣進行XRD分析可以得到煤樣中所含礦物質主要為石英，高嶺石，蒙脫石及黃鐵礦物質，同時存在少量方解石及赤鐵礦。其中高嶺石和石英在煤浮選過程中影響較大。通過核磁、XPS、FTIR 等實驗，對煤樣中芳香碳，脂肪碳和雜原子的存在形式進行了定性和定比，利用元素分析中的元素比例，對其分子中各元素的數量進行定量，進而確定了煤樣的分子式為C130H140O30N，見下圖。石英、高嶺土通過import導入計算表面能得到完全解理面，通過糊精抑制劑和煤泥、石英、高嶺石相互作用來判斷糊精的抑制作用強弱。
圖3煤樣的XRD分析
圖4煤樣分子結構圖
最后計算糊精抑制劑在煤樣、石英、高嶺石表面相互作用的分子動力學計算，采用Materials Studio 2019軟件中Forcite模塊對糊精與三種礦物相互作用模型進行搭建并計算。
展開 
Ansys Mechanical | 如何研發出可靠的汽車動力模塊？（二）
工程師然后創建了襯底、封裝、TIM襯墊、散熱器（支架）和螺栓的Ansys Mechanical模型。他們對螺栓施加預載荷，以預測電源模塊、TIM和散熱器之間的有效熱接觸面積。接觸面積決定了傳導到散熱器的熱量，因此它可以影響模塊的溫度。
工程師通過參數化分析確定接觸面積對螺栓力、封裝彎曲和TIM厚度的敏感度。就仿真的案例而言，接觸面積在18.7%到97.8%之間變化。結果表明，接觸面積通常會隨模塊彎曲減少而增加，從而增加螺栓力和TIM厚度。大螺栓力、厚TIM襯墊和輕微的模塊彎曲可以提供接近100%的接觸。
最終設計方案的熱接觸變形分析設置
第二步是瞬態熱分析，通過電氣仿真提供熱源和接觸分析，以確定模塊和散熱器之間的有效熱接觸。工程師采用接觸分析中所用的相同變量以及相同值，再進行了一次參數化分析。結果表明，通常產生更高接觸面積的設計參數會產生更低的結溫。在大多數仿真的案例中，溫度都超過了焊料回流溫度。只有在低彎曲、厚TIM襯墊和高螺栓力的情況下，模塊才有可能避免RBT過程中的焊料再熔化。
工程師接下來采用之前機械和熱機械分析的載荷作為線性屈曲分析的預應力。他們采用線性屈曲的擾動形狀作為非線性屈曲的起點。非線性屈曲仿真準確預測了采用100μm TIM襯墊厚度、800N螺栓預載荷和60μm彎曲的初始設計參數進行的物理測試中發現的破裂情況。
仿真表明，通過降低螺栓力可以消除屈曲。但是瞬態熱分析表明，這樣會使溫度提高到足以導致焊料再熔化的水平。假設的0屈曲、800N螺栓載荷和100μm厚襯墊完美封裝不會產生屈曲，也不會導致焊料再熔化。
展開 Ansys Mechanical | 如何研發出可靠的汽車動力模塊？（一）
動力模塊是當今大部分汽車中的電子組件，它包含可以把電池的低壓直流電轉換成高壓交流電、以便驅動車輛電機的換流器。必須耗散上述過程所產生的熱量，以避免超過換流器的結溫。大多數電子功率模塊必須進行反極性測試，以確保在安裝新電池、重新連接維修后的原電池或者跨接線啟動過程中不會出現問題。在反極性電池測試（RBT）過程輸入極性顛倒，而換流器出現短路表現，從而會產生大約140A的電流并生成遠超過正常運行時的熱量。
反極性電池測試過程中的力：
1) 襯底的膨脹、
2)螺栓施加的反作用力、
3) 螺栓預載荷的反作用力、以及
4) 螺栓力
Integrated Micro-Electronics（IMI）是全球汽車行業第六大電子產品制造服務供應商，并且深耕眾多其它市場。該公司的工程師發現在反極性電池測試期間，動力轉向電源模塊經常出現環氧樹脂模塑料（EMC）封裝的中心線破裂，以及發生焊料再熔化現象。由于存在多個設計變量，因此診斷和解決上述問題，需要花費多達8個月的時間來開展大規模試驗設計。
展開 ANSYS 動力分析 (1) - 動力學緒論
ANSYS 動力分析 (1) - 動力學緒論
第一章 動力學緒論
內容：
1. 動力學分析的定義和目的
2. 動力學分析的不同類型
3. 基本概念和術語
4. 動力學分析的一個實例
第一節 定義和目的
什么是動力學分析?? 動力學分析是用來確定慣性（質量效應）和阻尼起著重要作用時結構或構件動力學特性的技術。? “動力學特性” 可能指的是下面的一種或幾種類型:– 振動特性 - （結構振動方式和振動頻率）– 隨時間變化載荷的效應（例如：對結構位移和應力的效應）– 周期（振動）或隨機載荷的效應 靜力分析也許能確保一個結構可以承受穩定載荷的條件，但這些還遠遠不夠，尤其在載荷隨時間變化時更是如此。 著名的美國塔科馬海峽吊橋（Galloping Gertie） 在 1940 年 11 月 7 日，也就是在它剛建成 4 個月后，受到風速為 42 英里/小時的平穩載荷時發生了倒塌。
? 動力學分析通常分析下列物理現象:– 振動 - 如由于旋轉機械引起的振動– 沖擊 - 如汽車碰撞，錘擊– 交變作用力 - 如各種曲軸以及其它回轉機械等– 地震載荷 - 如地震，沖擊波等– 隨機振動 - 如火箭發射，道路運輸等? 上述每一種情況都由一個特定的動力學分析類型來處理 第二節 動力學分析類型 請看下面的一些例子: – 汽車尾氣排氣管裝配體的固有頻率與發動機的固有頻率相同時，工作中可能會被震散。怎樣才能避免這種結果呢?
展開 Ansys Mechanical | 如何研發出可靠的汽車動力模塊？（二）
工程師然后創建了襯底、封裝、TIM襯墊、散熱器（支架）和螺栓的Ansys Mechanical模型。他們對螺栓施加預載荷，以預測電源模塊、TIM和散熱器之間的有效熱接觸面積。接觸面積決定了傳導到散熱器的熱量，因此它可以影響模塊的溫度。
工程師通過參數化分析確定接觸面積對螺栓力、封裝彎曲和TIM厚度的敏感度。就仿真的案例而言，接觸面積在18.7%到97.8%之間變化。結果表明，接觸面積通常會隨模塊彎曲減少而增加，從而增加螺栓力和TIM厚度。大螺栓力、厚TIM襯墊和輕微的模塊彎曲可以提供接近100%的接觸。
最終設計方案的熱接觸變形分析設置
第二步是瞬態熱分析，通過電氣仿真提供熱源和接觸分析，以確定模塊和散熱器之間的有效熱接觸。工程師采用接觸分析中所用的相同變量以及相同值，再進行了一次參數化分析。結果表明，通常產生更高接觸面積的設計參數會產生更低的結溫。在大多數仿真的案例中，溫度都超過了焊料回流溫度。只有在低彎曲、厚TIM襯墊和高螺栓力的情況下，模塊才有可能避免RBT過程中的焊料再熔化。
工程師接下來采用之前機械和熱機械分析的載荷作為線性屈曲分析的預應力。他們采用線性屈曲的擾動形狀作為非線性屈曲的起點。非線性屈曲仿真準確預測了采用100μm TIM襯墊厚度、800N螺栓預載荷和60μm彎曲的初始設計參數進行的物理測試中發現的破裂情況。
仿真表明，通過降低螺栓力可以消除屈曲。但是瞬態熱分析表明，這樣會使溫度提高到足以導致焊料再熔化的水平。
展開 