ansys 循環對稱
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys 循環對稱的視頻教程
ANSYS-WorkBench基礎教程 剎車盤的循環對稱模型的靜力分析
本課程主要講解了workbench通過循環對稱建模的方式對剎車盤進行靜力分析，并在workbench中調用APDL結果云圖。
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ansys 循環對稱的實例教程
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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1.如圖所示，取一基本區域作為分析對象
2.進入fem環境，劃分網格。
首先，設置網格匹配：2d dependent mesh,具體設置如圖所示
注意：Type:Symmetric
3.劃分主面2d網格
4.劃分從面2d網格
5.可看到主面和從面上節點的個數和位置是對應的
6.劃分體，用tet10單元
7.設置材料屬性，這些不詳述，材料為鋁
8.進入sim環境
9.點 automatic coupling，具體設置如圖所示
這步的目的主要是設置從而的節點的位移與主面上節點的位移保持一致
10.施加邊界條件：
約束主面的節點第二自由度為0，即旋轉自由度為0
對于葉輪機，螺旋槳，電機等這一類具有循環對稱結構的機械來說，其建模分析應充分利用此類結構的特點—重復性和軸對稱性，只需通過對基本扇區的建模分析并對結果加以擴展即可得到整體結構的結果。對于模型復雜、扇區較多的結構利用循環對稱分析可以極大的降低計算規模，減少求解時間。
1.基本理論
通常結構的動力學基本模型可以表示為：
式中M、C、K分別為結構的質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣。
U代表各節點的位移，f為結構的外力。
結構的循環對稱邊界條件可表示為：
ua，ub分別為低角度邊的基本扇區位移和復制扇區位移
Ua`，Ub`分別為高角度邊的基本扇區位移和復制扇區位移
k表示諧波指數，α為扇區角度，N為扇區數量。
2.算例模型
模型的基本參數如下表所示：
材料參數
幾何參數
彈性模量
2E11 Pa
扇區數量
18
泊松比
0.3
葉片長度
1 m
密度
8000 kg/m3
葉片厚度
0.05 m
算例模型及模型的對稱邊界區域如左圖所示，擴展后的模型如右圖：
在實際操作中需保證對稱邊界上幾何體的一致和網格節點的一一對應。設置好模型的邊界條件后還需要施加模型的轉速并先進行預應力求解，本例施加的轉速為1500r/min。最后再進行常規的模態分析。
3.結果分析
由于分析對象是循環對稱結構，所以最終模態結果是按照節徑數排列的。
展開 *BOUNDARY_CYCLIC
1.需要定義
XC x-component axis vector of axis of rotation
YC y-component axis vector of axis of rotation
ZC z-component axis vector of axis of rotation
對于軸對稱問題要定義旋轉軸
2.side1 和side2 對應的節點數目要一致
3.對于R7以后的版本，不需要side1 和side2 的節點順序一一對應，但是要激活ISORT選項，即等于1
4對于軸循環問題IGLOBAL =0
展開 這部分具體的理論大家可以查看DesignLife Theory Guide中相應位置，這里我們只需要知道這個對于非對稱循環荷載是一個很重要的參數（不是可選可不選，是大部分時候都需要選擇），并且根據材料的不同，需要合理選取相應的修正方法。
圖 4 軟件help對應查詢位置
4 軟件操作
上面大篇幅講了平均應力修正的作用，下面具體說下相對于前文的對稱循環荷載，對于非對稱循環荷載需要注意哪些。
圖 5 非對稱恒幅荷載修改
首先，如上圖所示，載荷的形式仍為恒幅荷載（Constant Amplitude），默認是對稱循環荷載，載荷范圍為-1~1，我們可以將auo configure前面的√去掉，這樣就能自己定義載荷的上下限，本文由于是0~0.2，而有限元分析的荷載為0.1，因此這里施加0~2就行。我們也可以有限元分析施加1，這里施加0~0.2，具體的疊加規則參照下面的式子：
其次，我們在如下位置更改平均應力修正方式，默認為None，這個一定要注意：
圖 6 平均應力修正方法修改
來源：CAE交流之家
作者：ansys-聰聰
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微電子元件是冷卻系統中的一個關鍵鏈路。由于反復接通和斷開電源，微電子元件受
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到熱循環的作用，因此，焊點處出現裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導
</div><div contenteditable
對于風扇葉片、螺旋槳類型的產品模態分析，往往采用循環對稱的方式來進行計算，這樣建立其中的一份，剩余的自動擴展計算就可以了，這樣可以極大的縮小網格數量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設置操作設置循環對稱的方法呢？
在 ANSYS Workbench 中對風扇葉片、螺旋槳等循環對稱結構進行模態分析的步驟如下：
1. 幾何模型準備
創建基礎扇區，在
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
2.5 循環對稱處理
循環對稱模態求解是ANSYS對循環對稱結構提供的一種特殊簡化模態求解 方法，在求解前有一些特殊的預處理。
首先，需要選擇葉輪上下兩個剖面上的節點并建立兩個組集，取名為“ Low和
“ High。”
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實例介紹
對于三維實體，往往會遇到取對稱單元開展計算的情況。我們需要對實體設置邊界，此外在做結果顯示的時候也希望能對結果進行顯示，能完整顯示實體的結果云圖，而非對稱單元的結果云圖。以下操作基于Workbench進行。
首先對Workbench進行設置。Workbench暫時默認無法對模型進行擴展顯示，如果需要擴展顯示整體模型，還需進行手動設置。打開Workbench，在主界面中依次選擇工具(Tool)-
密封結構為環形軸對稱，蓋板將黑色橡膠圈壓向底部的帶槽基座上，靠橡膠變形回彈與上蓋板和下基座之間的接觸壓力（密封應力）來阻止流體穿過密封界面。蓋板和基座材質都是結構鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質為邵氏硬度75度的EPDM橡膠。本文采用單位制為mm，N，t，s，MPa。
通過hypermesh建立有限元模型設置求解控制輸入到ANSYS進行求解：
該案例演示了使用循環建模方法和線性攝動解方法進行離心葉輪葉片分析。該問題包括模態分析、全諧分析、使用線性擾動的預應力模態分析、使用非線性擾動的預應力全諧響應分析以及使用線性擾動進行的預應力模態疊加諧響應分析。
循環對稱性分析的結果與從全（360度）模型分析獲得的參考結果進行了驗證。
介紹
循環對稱建模是分析具有圍繞對稱軸360度重復幾何圖案的結構的有力工具。循環對稱性存在于許多土木工程結構中
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本文的主要目的就是展示在ANSYS中循環加載是如何實現的。
計算結果
橡膠塊循環拉伸變形結果（可以看到有四次循環變形）
本文以一個正方形橡膠塊為例說明
APDL 批量創建數組，在一維數組名上做文章，實現其與二維數組近似相同效果
首先批量創建了8個一維數組，數組名中的循環變量j使用%j%
finish
/prep7*do,j,1,8
*dim,List%j%,array,10,1
*enddo
然后給八個數組里的每一個元素賦值，總共80個元素
并且以數組元素值作為節點編號，同數組的y坐標值相同
*do,i,1,10
*do,j
