ansys平面對稱的案例
Ansys 平面問題、桿問題、梁問題、空間問題、軸對稱問題
大家 來分享啊
平面問題、桿問題、梁問題、空間問題、軸對稱問題各種實例分析
桿問題實例.pdf
空間問題實例.pdf
梁問題實例.pdf
平面問題實例.pdf
軸對稱問題實例.pdf
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
作為ABAQUS端，其軸對稱模型要求外部CAD輸入為平面區域的截面，并且要求所有截面圖形放置在對稱軸右邊。
SolidWorks曲面特征工具提供了平面區域建模能力，并且可以在一個零件文件建立多個平面區域，當導入到ABAQUS時，可以作為多個零件的裝配進行導入（而不需要每個平面域建立單個零件去一個一個的導入，從而節省大量時間，由于位置關系在SolidWorks確定，這樣導入ABAQUS也不需要做裝配操作）。
下面以某軸對稱模型作為實例，介紹在SolidWorks里的軸對稱截面建立過程以及導入ABAQUS的使用過程。
圖1，是某螺栓連接方案，欲對不同預緊力工況下的螺牙應力進行研究，以便選擇適當的螺栓、螺母性能等級。為了簡化為軸對稱模型，有限元模型中的螺紋槽采用環形槽近似而不是真實的螺旋槽，可先用軸對稱模型進行初步評估后再采用真實螺紋模型進行校驗。
圖1
一般而言，專業有限元軟件軸對稱模型默認以縱軸作為對稱軸，截面圖應位于對稱軸右邊（而SolidWorks自帶的Simulation有限元軟件沒有此限制）。
圖2
欲在SolidWorks中建立軸對稱模型，按照圖2，在對稱軸右邊繪制6個部分的封閉區域的截面草圖。上圖2中區域為螺栓、區域為螺母、區域為上部楔形墊、區域為上部被連接板、區域為下部被連接板、區域為下部楔形墊。注意，螺栓軸線與對稱軸重合。
（1）如圖3所示，在SolidWorks中建立草圖，可以有兩種方式：一是利用SolidWorks本身草圖工具繪制，其使用效率也是比較高的；二是從AutoCAD以及繪制好的圖形直接復制粘貼到SolidWorks草圖環境。
展開 ansys平面應力和平面應變問題
ansys平面應力和平面應變問題：
如果能將三維問題簡化為二維問題，將大大節約計算時間。對于平面應力和平面應變問題就可以實現這種簡化，本問將介紹一下平面應力和平面應變的概念。
平面應力：只在平面內有應力，與該面垂直方向的應力可忽略，例如薄板拉壓問題。
平面應變：只在平面內有應變，與該面垂直方向的應變可忽略，例如水壩側向水壓問題。
淺談平面應力和平面問題及其ANSYS實現
由于對稱，所有各點都只會沿x和y方向移動，不會有z方向的位移，所以w=0，εz=0。
由對稱條件，可知
τ
zx=0，τ
zy=0
根據切應力互等定理：
τ
xz=0，τ
yz=0
由胡克定律：
γ
zx=γ
zy=0
由于z方向的伸縮被阻止，所以σ
z一般并不等于0。
此時，只剩下平行于xy面的三個應變分量：
ε
x，ε
y，γ
xy
這就是平面應變問題。
說明：
1.平面應力和平面應變問題的區別：平面應力: εz≠0 ，軸向遠小于橫向；平面應變: σz≠0，橫向遠小于軸向。
2. 平面問題的求解體系：8 個未知數，必須建立8 個相互獨立的方程才能得以求解。
3. 平面問題方程來源：
a. 平衡微分方程：建立應力和力之間的關系，總共3個，力矩平衡方程推出切應力互等，所以還剩x，y方向力的平衡方程；
b. 幾何方程：建立應變與位移之間的關系，總共3個；
c. 物理方程：建立應力與應變之間的關系，總共3個。
以上只是對平面問題簡單的論述，若讀者想深入學習，可參閱徐芝綸教授編著的《彈性力學》第5版。
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.確定分析類型：根據例題所示結構，確定分析類型為靜力學分析；
2.通過對例題結構進行分析，可知該結構符合平面應變問題；計算時可選擇任意橫截面，使用平面單元進行計算；
3.該橫截面同時關于x軸和y軸對稱，計算時可使用四分之一結構計算。
Step1：在SCDM中創建平面模型。
由于我們使用平面應變模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。
展開 
ANSYS workbench 循環對稱壓力容器靜力分析 ￥10
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。
?
ANSYS Workbench周期對稱模型的模態分析方法 ￥10
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 DesignModeler 或外部 CAD 軟件中，僅建模一個完整扇區（例如單個葉片及其對應的輪轂部分）。
確保扇區的兩個邊界（起始面和終止面）與旋轉對稱軸形成的角度為 360°/n（n 為葉片總數）。例如，對于 6 葉片風扇，單個扇區角度為 60°。
定義坐標系，在 DM 中創建全局坐標系，確保 Z 軸與旋轉對稱軸重合（即葉片繞 Z 軸旋轉）。
2. 循環對稱設置（Modal 模塊）
導入幾何到 Modal 分析系統，將扇區模型拖入 Modal 分析系統的 Geometry 模塊。
進入 Mesh 模塊，激活循環對稱：右鍵點擊 Mesh → Insert → Cyclic Symmetry。
選擇循環對稱類型：
Full Cyclic：適用于所有葉片完全相同的結構。
定義循環對稱邊界
Source Face：選擇扇區的起始面（例如 0° 位置的面）。
Target Face：選擇扇區的終止面（例如 60° 位置的面）。
Axis Definition：選擇局部坐標系的 Z 軸作為旋轉對稱軸。
3. 網格劃分優化
網格控制，對葉片邊緣、輪轂等關鍵區域使用更精細的網格（如 Sizing 或 Inflation）。
展開 基于ANSYS的波紋管波形參數對平面失穩影響的分析
摘要：為了研究波紋管波形參數對波紋管平面失穩的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對不同波形參數下的波紋管有限元模型進行了模態分析與特征值屈曲分析。有限元計算結果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設計時，在滿足綜合性能情況下，可通過在一定范圍內增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高的方法減少平面失穩的發生；同時模態分析求出了波紋管的固有頻率和振型，可以避免在工程作業中，因為外界振動頻率與波紋管固有頻率相同而發生共振現象，致使波紋管發生平面失穩，為工程設計提供有效參考。
關鍵詞：波紋管;ANSYS數值模擬;屈曲分析;模態分析;波形參數;平面失穩;
0 引言
波紋管膨脹節是用于管道連接和補償裝置，是一種薄壁型殼體，廣泛用于航空航天、化工、船舶等領域，它在工作時可補償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來的位移變化，同時還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會因為內壓過大而產生平面失穩，平面失穩一般發生在長度與直徑之比較小的波紋管中，或者無加強型波紋管中，是指波紋所在的平面不再與波紋管的軸線保持垂直，一個或多個波紋出現傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對同時承受軸向、橫向和轉角位移載荷的波紋管進行內壓穩定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對未發生位移的波紋管平面失穩壓力進行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對U形無加強波紋管在不同平面失穩工況下的應力響應進行了計算。張道偉等[5]對波紋管在拉伸條件下的外壓穩定性進行了試驗研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結構，形狀不規則，應力也分布較復雜，導致波紋管性能受波形參數影響較大，而波紋參數對平面失穩影響的研究也較少。
展開 在ansys中怎么施加對稱載荷
比如一個圓柱體如圖所示怎施加對稱載荷呢？
ANSYS Maxwell仿真平面變壓器
我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場仿真變壓器的電感和漏感等參數，激勵給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態場仿真變壓器，看變壓器的初級的輸入電壓和電流，次級的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數，但是我在仿真瞬態的時候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結果總是不盡如意，結果和我之前將繞組做成的集總模型的時候的波形相比，就感覺是不對的
其中我初級給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級導入的外電路，只做了一個繞組加一個負載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實際工作情況，在外電路中加入了整流濾波電路，但是這樣的話仿時間特別長，出來的結果也不盡如意
還請論壇中的技術大神給指點下，還有什么需要了解的可以貼子下留言，急需解決，謝謝各位了
展開 ANSYS Workbench Mechanical 設置對稱邊界及結果擴展顯示
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)->選項(Option)->外觀(Appearance)，勾選試用版選項(Beta Options)的復選框，如圖 1所示。
圖 1 在Workbench中打開對稱擴展顯示設置操作
1 鏡像對稱設置及結果擴展顯示
對于鏡像對稱實體，現有案例如圖 2所示。該模型由兩個同軸同高的半圓筒組成。
圖 2 鏡像對稱實體案例
首先設置對稱邊界。從Workbench進入mechanical界面。項目樹中默認不顯示對稱邊界選項，需要手動添加。點擊項目樹中的“模型”起始級，再點擊功能區中的“模型->對稱”，添加對稱邊界選項。界面操作如圖 3所示。
圖 3 Workbench Mechanical添加對稱邊界選項
添加對稱類型。本案例是鏡像對稱實體，需要添加對稱區域（鏡像對稱）。點擊項目樹中的“對稱”，在功能區中點擊“對稱區域”添加。界面操作如圖 4所示。
圖 4 Workbench Mechanical添加對稱區域操作
添加對稱邊界。點擊項目樹中的“模型->對稱->對稱區域”，在詳細信息框中進行詳細設置。選擇對稱面，選擇一個或多個在同一對稱面上的平面特征即可。
展開 ANSYS Workbench模型對稱簡化計算及節點結果導出方法
(8)右鍵單擊模型樹節點上已經插入的對稱工具Symmetry，選擇Insert→Symmetry Region。
(9)由于使用了八分之一對稱模型，所以模型一共有3個對稱面，在Details of Symmetry Region中選擇模型中的其中一條對稱邊，同時確定該對稱面的法向為全局坐標系的X軸，如圖4所示。
圖4 對稱面法向X軸
(10)使用同樣的方式，新建兩個Symmetry Region，確定模型的另外兩個對稱面，分別為Y軸法向，如圖5所示，以及Z軸法向，如圖6所示。
圖5 對稱面法向Z軸
圖6 對稱面法向Y軸
(11)右鍵單擊模型樹節點Static Structural，選擇Insert→Force，在模型頂點加載一個豎直向下，即-Y方向的外載荷25N，整體模型中外載荷F=100N，由于使用了對稱模型，外載荷為整體載荷的四分之一，如圖7所示。
圖7 模型外載荷
(12)右鍵單擊模型樹節點Solution，選擇Solve進行計算。
(13)使用Solution→Insert→Directional Deformation，插入一個模型的沿Y方向的變形結果，右鍵點擊Directional Deformation，選擇Evaluate All Results，得到模型沿Y軸方向，即豎直方向的變形量，最大為0.0377mm，位于外載荷加載位置，如圖8所示。
圖8 模型X方向變形
(14)左鍵單擊模型樹節點Symmetry，發現有對稱模型的擴展顯示功能，如圖9所示。
展開 
基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
二、不含隔磁片的平面螺旋型線圈
本節將在ANSYS Maxwell的Magnetostatic靜磁場求解器的RZ軸對稱坐標系中，建立圖1(a)中不含隔磁片的平面螺旋型線圈的2D和3D模型。為了對比結果，2D和3D模型應設置相同大小的求解區域。
（一）不含隔磁片的平面螺旋型線圈2D模型
本節將對線圈采用兩種建模方式。第一種采用導線的圓截面對線圈進行建模，第二種將線圈截面用一個矩形進行近似建模，現在對比兩種建模方法的結果。
第一種建模方式，每一匝導線用一個半徑為0.5mm、 材料為銅的圓形表示，匝間距為0.15mm，建立好的模型如圖2所示。為線圈添加一個高度和寬度均為100mm的求解區域Region。給每一匝線圈加載激勵電流1A，并設置求解電感矩陣值，Maxwell 2D→Parameters→Assign→Matrix，在彈出的窗口中勾選加載在10個圓截面上的激勵源。設置完畢后，對模型進行分析求解。
在Maxwell 2D→Results→Solution Data窗口中查看求解結果，以10匝導線的圓截面對平面螺旋線圈進行建模，得到的電感矩陣為一個10×10的電感矩陣，主對角線元素為每匝導線的自感，其他非主對角線元素為各匝導線之間的互感。由于線圈電感L即為每匝導線的自感Li與各匝導線之間互感Mij之和，得出式(2)：
式(2)中，Li為線圈的自感，Mij為第i匝導線與第j匝導線之間的互感。將ANSYS計算的電感矩陣數據導入Matlab中，根據式(2)計算得到的線圈電感值為3.653 2uH。
此外，利用ANSYS Maxwell軟件可以求出整個求解區域的能量，再通過線圈電感與線圈總能量的關系求出線圈的電感值。
展開 hypermesh-ansys聯合仿真-2D軸對稱橡膠密封分析 ￥3
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：
平面四邊形四節點單元計算程序與ANSYS結果對比
下面簡單介紹從ansys軟件中導出平面四邊形四節點單元的單元剛度矩陣。
平面四邊形四節點單元示例
如圖所示，計算這兩個單元組成單元剛度矩陣，并組裝成整體剛度矩陣，求解各個節點的位移。
ansys平面和殼問屬的有限元分析
嚴格地說，任何彈性物體都是處在三維受力狀態，因而都是空間問題，但是在一定條件下，許多空間問題可以簡化為平面問題，從而使計算工作量大大減少。典型的平面問題有平面應力問題和平面應變問題。
板殼問題是工程實際中最常遇到的問題之一。
一、平面應力問題
平面應力問題是指受力體在z方向上尺寸很小(即呈平板狀)，外載荷都與x軸垂直，且沿z軸方向沒有變化，假設受力體在z方向上的尺寸為h，平分h的平面成為中間平面，簡稱中面，則在z=±h/2處的外表面上不受任何載荷。在建立模型時，以受力體的中面尺寸建立模型。
二、平面應變問題
平面應變問題是指受力體在z方向的尺寸很大，所受的載荷又平行于其橫截面(垂直于x軸)且不沿長度方向(z方向)變化，即物體的內在因素和外來作用都不沿長度方向變化，對于有些問題，例如擋土墻和水壩的受力問題，雖然其結構不是無限長，而且在靠近兩端之處的橫截面也往往是變化的，并不符合無限長柱形體的條件，但實踐證明，這些問題是很接近于平面應變問題的，對于離開兩端較遠之處，按平面應變問題進行分析計算，得出的結果是可以滿足工程實際要求的。
在利用ANSYS進行有限元分析時，將這些單元定義為新的單元后，如平面應力問題，設置單元配置項KEYOPT(3)為Plane stree或Plane stress with thickness input(考慮板的厚度)；如為平面應變問題，設置單元配置項KEYOPT(3)為Plane strain。
展開 