ansys軸對(duì)稱分析的案例
hypermesh-ansys聯(lián)合仿真-2D軸對(duì)稱橡膠密封分析 ￥3
密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形軸對(duì)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(yīng)力）來阻止流體穿過密封界面。蓋板和基座材質(zhì)都是結(jié)構(gòu)鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質(zhì)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(shè)置求解控制輸入到ANSYS進(jìn)行求解：
ANSYS Workbench 計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場的視頻
ANSYS Workbench模塊中對(duì)于電場的計(jì)算現(xiàn)在只能計(jì)算電流傳導(dǎo)場。今天為大家貢獻(xiàn)一個(gè)自己制作的二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電場計(jì)算視頻，為大家提供參考。 模型也比較簡單，初入門的朋友們可以用來學(xué)習(xí)。希望大家可以提出寶貴的批評(píng)意見。(其實(shí)本人對(duì)于經(jīng)典模塊較為熟悉，但是由于本人只會(huì)APDL不用GUI，導(dǎo)致了無法錄制視頻。所以只能貼一個(gè)WB版本的了。)
1 模型：
模型為來自于靜電除塵中裝置中的帶電部分。結(jié)構(gòu)上為內(nèi)外雙層金屬圓環(huán)，內(nèi)層的環(huán)為1000V高電位，外層環(huán)為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結(jié)構(gòu)“
由于模型軸對(duì)稱，載荷軸對(duì)稱，因此可以簡化為二維軸對(duì)稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡化。三維計(jì)算中由于網(wǎng)格不一定嚴(yán)格規(guī)整，計(jì)算精度也許會(huì)降低。
模型是用AutoCAD建立，然后生成面域，輸出為SAT格式的文件。
然后打開workbench，把Electrica模塊拖拽過來，導(dǎo)入之前的sat文件。
在導(dǎo)入workbench中之后進(jìn)行了簡單的處理。二維軸對(duì)稱計(jì)算的時(shí)候一定要注意，模型對(duì)稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時(shí)，由于金屬是等電位的，內(nèi)部沒有電流流過，所以可以不建立實(shí)體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實(shí)就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當(dāng)初隨手畫的。電場計(jì)算的時(shí)候空氣域一定要建立的足夠大才可以保證電場的精度的，本人一般建立為5-8倍的最大外徑，當(dāng)然，這個(gè)具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗(yàn)證一下的。
2 材料參數(shù)：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網(wǎng)格
圓環(huán)的部分，尤其是內(nèi)層圓環(huán)的部分網(wǎng)格要平滑，因?yàn)楦唠娢坏募饨切螤顣?huì)造成電場集中。
展開 Ansys 平面問題、桿問題、梁問題、空間問題、軸對(duì)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(duì)稱問題各種實(shí)例分析
桿問題實(shí)例.pdf
空間問題實(shí)例.pdf
梁問題實(shí)例.pdf
平面問題實(shí)例.pdf
軸對(duì)稱問題實(shí)例.pdf
【原創(chuàng)經(jīng)驗(yàn)貼】利用ANSYS計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場
同時(shí)，如果分析者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以判斷出模型大致電場分布，在等位線較稀疏的部位也可以做簡化；
4： 模型中承受高電位的部件的形狀對(duì)于電場分布由較大作用，需要謹(jǐn)慎處理，嚴(yán)格避免尖角。
5：電場計(jì)算中，金屬為等勢體，因此可以不建模，但是個(gè)人呢感覺云圖出來后黑乎乎的一團(tuán)甚是不好看，因此一般就會(huì)建出來。這樣做還有一個(gè)好處，就是加載方便。因?yàn)槿绻考饘俚脑挘┘痈叩洼d荷的時(shí)候就要把羅闊邊挨個(gè)全選出來，這對(duì)于復(fù)雜的工程模型是很頭疼的一件事，但是如果建立了金屬，就可以直接選擇面，或者選擇面上衣服的線，面上依附的節(jié)點(diǎn)，這樣不管是面加載，線加載還是節(jié)點(diǎn)加載都很方便。
6 ：能算二維就不算三維。
網(wǎng)格：
個(gè)人對(duì)于網(wǎng)格劃分甚是不熟練，這里就不多說；有一條很重要，就是長強(qiáng)大的地方網(wǎng)格一定要夠細(xì)，而且質(zhì)量要好。計(jì)算完檢查一下最大場強(qiáng)發(fā)生的位置，如果此處是一個(gè)畸形單元，那么由此產(chǎn)生的E不用說也是沒有意義的，而最大場強(qiáng)又是電場計(jì)算中比較關(guān)注的方面，所以需要注意。
加載：
電場中加載比較簡單，總體上有高電位、低電位、懸浮電位；用D命令加載即可；懸浮電位需要耦合所有節(jié)點(diǎn)電位自由度；
求解：
個(gè)人對(duì)于差值之類的數(shù)值問題不是甚懂，一般使用默認(rèn)求解器。
下面附上一個(gè)初級(jí)的簡單小例子的命令流
模型描述：
軸對(duì)稱模型，左側(cè)為導(dǎo)體，右側(cè)為介質(zhì)；
交流電場：工程中需要計(jì)算的交流電場均為電準(zhǔn)靜態(tài)場，可以使用靜電場的方法來求解。求解時(shí)只需要定義材料的介電常數(shù)；
直流電場：直流電場為電流傳導(dǎo)場，電壓和電阻成正比，只需要定義介質(zhì)電阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定義單元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
aglue,all
!
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第八章軸對(duì)稱問題的靜力分析
軸對(duì)稱問題的靜力分析典例
利用ANSYS 命令流計(jì)算二維軸對(duì)稱電場（個(gè)人經(jīng)驗(yàn)貼）
同時(shí)，如果分析者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以判斷出模型大致電場分布，在等位線較稀疏的部位也可以做簡化；
4： 模型中承受高電位的部件的形狀對(duì)于電場分布由較大作用，需要謹(jǐn)慎處理，嚴(yán)格避免尖角。
5：電場計(jì)算中，金屬為等勢體，因此可以不建模，但是個(gè)人呢感覺云圖出來后黑乎乎的一團(tuán)甚是不好看，因此一般就會(huì)建出來。這樣做還有一個(gè)好處，就是加載方便。因?yàn)槿绻考饘俚脑挘┘痈叩洼d荷的時(shí)候就要把羅闊邊挨個(gè)全選出來，這對(duì)于復(fù)雜的工程模型是很頭疼的一件事，但是如果建立了金屬，就可以直接選擇面，或者選擇面上衣服的線，面上依附的節(jié)點(diǎn)，這樣不管是面加載，線加載還是節(jié)點(diǎn)加載都很方便。
6 ：能算二維就不算三維。
網(wǎng)格：
個(gè)人對(duì)于網(wǎng)格劃分甚是不熟練，這里就不多說；有一條很重要，就是長強(qiáng)大的地方網(wǎng)格一定要夠細(xì)，而且質(zhì)量要好。計(jì)算完檢查一下最大場強(qiáng)發(fā)生的位置，如果此處是一個(gè)畸形單元，那么由此產(chǎn)生的E不用說也是沒有意義的，而最大場強(qiáng)又是電場計(jì)算中比較關(guān)注的方面，所以需要注意。
加載：
電場中加載比較簡單，總體上有高電位、低電位、懸浮電位；用D命令加載即可；懸浮電位需要耦合所有節(jié)點(diǎn)電位自由度；
求解：
個(gè)人對(duì)于差值之類的數(shù)值問題不是甚懂，一般使用默認(rèn)求解器。
下面附上一個(gè)初級(jí)的簡單小例子的命令流
模型描述：
軸對(duì)稱模型，左側(cè)為導(dǎo)體，右側(cè)為介質(zhì)；
交流電場：工程中需要計(jì)算的交流電場均為電準(zhǔn)靜態(tài)場，可以使用靜電場的方法來求解。求解時(shí)只需要定義材料的介電常數(shù)；
直流電場：直流電場為電流傳導(dǎo)場，電壓和電阻成正比，只需要定義介質(zhì)電阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定義單元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
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展開 【ansys電磁實(shí)例-基礎(chǔ)】Workbench 計(jì)算二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)電場的視頻
原帖子鏈接見http://forums.caenet.cn/showtopic-538877.aspx
abaqus的三維和軸對(duì)稱模型分析的結(jié)果差異
一直懷疑abaqus在用三維模型和軸對(duì)稱模型分析同樣的東西的結(jié)果，
在動(dòng)力分析時(shí)軸對(duì)稱結(jié)果非常不可靠，與現(xiàn)場實(shí)測相差10倍，
而三維比較接近現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果。
為此建了個(gè)簡單的模型，用abaqus6.12做的，inp也附上，
大家一起探討一下。
直徑2m、高0.5m的圓柱體，彈性材料，彈性模量35E6Pa，泊松比0.35，柱頂面作用一個(gè)圓形荷載，1E6Pa，計(jì)算柱頂面中心點(diǎn)的最大位移。
分別用三維模型和軸對(duì)稱模型來模擬，結(jié)果見下面兩個(gè)圖，三維的頂面中性點(diǎn)位移1.026E-2，軸對(duì)稱1.151E-2。
inp.zip
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技術(shù)鄰?fù)扑]：
Hypermesh精典問答 （經(jīng)典加精品）
技術(shù)鄰學(xué)院:abaqus復(fù)合材料與cohesive教學(xué)視頻發(fā)布
Abaqus 二維hashin失效模型案例（附inp）
展開 螺栓管道法蘭連接的軸對(duì)稱分析（Axisymmetric analysis of bolted pipe flange connections） ￥15
4.載荷和邊界條件
本例中采用的均是對(duì)稱模型進(jìn)行分析。材料力學(xué)的受力分析中假設(shè)對(duì)稱面上的變形均是滿足對(duì)稱結(jié)構(gòu)在對(duì)稱載荷下變形亦是對(duì)稱的原理。因此，在本例中，對(duì)稱面處節(jié)點(diǎn)應(yīng)施加對(duì)稱邊界條件（約束對(duì)稱面法向位移和兩個(gè)剪切方向的旋轉(zhuǎn)自由度）。在定義不同對(duì)稱面的邊界條件時(shí)需要考慮到引用多個(gè)坐標(biāo)系帶來的求解問題。
螺栓載荷采用bolt load載荷定義模塊施加，螺栓載荷的施加一般要考慮到過程中的收斂性，一般會(huì)定義較小的值逐漸增大到預(yù)緊力后再使螺栓保持固定長度以進(jìn)行后續(xù)分析。定義過程中需要選擇一個(gè)平面和參考軸施加（高版本abaqus可以基于part施加螺釘力）。
編輯
跳轉(zhuǎn)
附圖2 螺釘力定義過程
5.網(wǎng)格
本例的網(wǎng)格采用幫助文檔中的網(wǎng)格模型，但是使用hypermesh生成1/8模型以及網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的連接性進(jìn)行檢查，生成修復(fù)后的計(jì)算模型。
附圖3 1/16軸對(duì)稱模型網(wǎng)格
6.結(jié)果對(duì)比
圖4給出了兩種不同尺度對(duì)稱模型的分析結(jié)果，可以看出螺釘?shù)耐暾＃ㄓ覉D）較一半模型建模（左圖）的應(yīng)力分布更加均勻，這里的原因主要是邊界處的應(yīng)力集中造成的。
附圖4 1/16模型鏡像陣列完整應(yīng)力云圖&1/8模型陣列完整應(yīng)力云圖
7.多坐標(biāo)系邊界建模技巧
展開 螺栓連接的法蘭連接的軸對(duì)稱分析
由于截圖篇幅有限，需要翻譯的可以聯(lián)系我，制作不容易。
巧用單元提高Abaqus計(jì)算效率：帶扭曲的軸對(duì)稱單元-橡膠阻尼器內(nèi)摩擦生熱分析 ￥49.99
Abaqus有非常豐富的單元庫，其中就有軸對(duì)稱單元，比如CAX4（I/R/H/T），當(dāng)一個(gè)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有某種載荷對(duì)稱性時(shí)，可以用它將三維模型縮減為軸對(duì)稱模型來分析，能減少大量的內(nèi)存和分析時(shí)間，而同樣的模型規(guī)模，3D實(shí)體單元要更耗費(fèi)計(jì)算資源。
那么，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)受到側(cè)向彎曲或軸向扭轉(zhuǎn)的載荷時(shí)，有沒有類似的單元可以用呢？
橡膠阻尼器的內(nèi)摩擦生熱分析-節(jié)點(diǎn)溫度云圖
比如，假設(shè)上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉(zhuǎn)體，且發(fā)生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對(duì)稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對(duì)稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標(biāo)識(shí)的那種類型，能夠在分析時(shí)充分考慮回轉(zhuǎn)體的整體扭轉(zhuǎn)變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環(huán)形塊狀阻尼器的回轉(zhuǎn)截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網(wǎng)格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構(gòu)采用的是超彈性模型，應(yīng)變能描述形式為Neo Hooke，再結(jié)合時(shí)域黏彈性Prony參數(shù)與非彈性變形能耗散比，來計(jì)算阻尼器周期性扭轉(zhuǎn)過程中的材料內(nèi)摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個(gè)端面的節(jié)點(diǎn)分別使用位于回轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)參考點(diǎn)來耦合，固定下端面參考點(diǎn)，并在上端面參考點(diǎn)施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格-單元
雖然建模時(shí)只考慮了回轉(zhuǎn)截面，但是帶扭曲的軸對(duì)稱單元可以將回轉(zhuǎn)體發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)的整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)考慮在內(nèi)，這是因?yàn)檫@種單元多了一個(gè)扭轉(zhuǎn)自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節(jié)點(diǎn)具有1、2、5和11四個(gè)自由度。
展開 
ANSYS workbench 循環(huán)對(duì)稱壓力容器靜力分析 ￥10
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
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力容器的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)壓力容器分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)壓力容器對(duì)稱循環(huán)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(guān)所有分析文件。
?
ANSYS Workbench周期對(duì)稱模型的模態(tài)分析方法 ￥10
對(duì)于風(fēng)扇葉片、螺旋槳類型的產(chǎn)品模態(tài)分析，往往采用循環(huán)對(duì)稱的方式來進(jìn)行計(jì)算，這樣建立其中的一份，剩余的自動(dòng)擴(kuò)展計(jì)算就可以了，這樣可以極大的縮小網(wǎng)格數(shù)量，降低計(jì)算量。在ANSYS Workbench中如何設(shè)置操作設(shè)置循環(huán)對(duì)稱的方法呢？
在 ANSYS Workbench 中對(duì)風(fēng)扇葉片、螺旋槳等循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析的步驟如下：
1. 幾何模型準(zhǔn)備
創(chuàng)建基礎(chǔ)扇區(qū)，在 DesignModeler 或外部 CAD 軟件中，僅建模一個(gè)完整扇區(qū)（例如單個(gè)葉片及其對(duì)應(yīng)的輪轂部分）。
確保扇區(qū)的兩個(gè)邊界（起始面和終止面）與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸形成的角度為 360°/n（n 為葉片總數(shù)）。例如，對(duì)于 6 葉片風(fēng)扇，單個(gè)扇區(qū)角度為 60°。
定義坐標(biāo)系，在 DM 中創(chuàng)建全局坐標(biāo)系，確保 Z 軸與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸重合（即葉片繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)）。
2. 循環(huán)對(duì)稱設(shè)置（Modal 模塊）
導(dǎo)入幾何到 Modal 分析系統(tǒng)，將扇區(qū)模型拖入 Modal 分析系統(tǒng)的 Geometry 模塊。
進(jìn)入 Mesh 模塊，激活循環(huán)對(duì)稱：右鍵點(diǎn)擊 Mesh → Insert → Cyclic Symmetry。
選擇循環(huán)對(duì)稱類型：
Full Cyclic：適用于所有葉片完全相同的結(jié)構(gòu)。
定義循環(huán)對(duì)稱邊界
Source Face：選擇扇區(qū)的起始面（例如 0° 位置的面）。
Target Face：選擇扇區(qū)的終止面（例如 60° 位置的面）。
Axis Definition：選擇局部坐標(biāo)系的 Z 軸作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。
3. 網(wǎng)格劃分優(yōu)化
網(wǎng)格控制，對(duì)葉片邊緣、輪轂等關(guān)鍵區(qū)域使用更精細(xì)的網(wǎng)格（如 Sizing 或 Inflation）。
展開 ANSYS壓氣機(jī)輪 盤結(jié)構(gòu)（周期對(duì)稱）分析-附命令流
定義周期對(duì)稱分析選項(xiàng)
ASEL,S,LOC,Y,0 !選擇低角度組件
CM,CYCLIC_M01L,AREA !定義低角度組件
ASEL,S,LOC,Y,60 !選擇高角度組件
CM,CYCLIC_M01h,AREA !定義高角度組件
ALLSEL
CYCLIC,6,60,1,'CYCLIC' !指定周期對(duì)稱分析選項(xiàng)
!對(duì)盤扇區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格劃分
ESIZE,3 !全局單元尺寸
!連接多于面和線
CMSEL,S,HOLEVOL !擇組件HOLEVOL
VSEL,R,LOC,Y,21,30 !選擇均壓孔一側(cè)的體
ASLV,S !所有關(guān)聯(lián)于體的面
WPCSYS,-1,0 !作平面與總體笛卡兒坐標(biāo)系對(duì)齊
wprot,30
wpoff,200 !作平面原點(diǎn)移至均壓孔圓心位置
CSWPLA,11,1 !在工作平面原點(diǎn)創(chuàng)建柱坐標(biāo)系，并激活
ASEL,U,LOC,Z,264.1 !去除均壓孔上表面
ASEL,U,LOC,Z,258.7 !去除均壓孔下表面
ASEL,U,LOC,X,9.9,1.1,0.1 !去除均壓孔側(cè)表面
CSYS,1 !活坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至總體柱坐標(biāo)系
ASEL,U,LOC,Y,30 !去除剖分均壓孔的面
ACCAT,ALL !孔一側(cè)體的三個(gè)側(cè)面連接
LSLA,S !聯(lián)于選擇的面的線
LSEL,R,LOC,Z,264.1 !選擇均壓孔上表面邊界線
LCCAT,ALL !線連接在一起
LSLA,S
LSEL,R,LOC,Z,258.7 !選擇均壓孔下表面邊界線
LCCAT,ALL !線連接在一起
!生成網(wǎng)格
TYPE,1
MSHAPE,0,3D !對(duì)體用六面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格
VSEL,S,LOC,Y,0,21 !選擇均壓孔一側(cè)的體
VSWEEP,ALL !掃掠形式生成網(wǎng)格
VSEL,S,LOC,Y,21,30 !
展開 基于ANSYS workbench和designlife的多軸疲勞分析
Nastran方法與ANSYS workbench方法分析出來的1.098僅相差2%左右。
4總結(jié)
本案例介紹了利用ANSYS workbench和ncode designlife軟件對(duì)零件進(jìn)行多軸疲勞分析的整套流程。我們可以見到ncode軟件功能非常全面、強(qiáng)大，與準(zhǔn)確的CAE分析結(jié)果搭配起來，可以為工程實(shí)際提供很好的參考。愿大家看完有所收獲。
以后本人還會(huì)不定期發(fā)帖介紹ANSYS workbench和designlife的一些技巧和應(yīng)用，感謝各位以及技術(shù)鄰官方的關(guān)注！
文章里用到的模型文件和測試數(shù)據(jù)放在附件中，可以下載用來練習(xí)。
附件：shaft.rar
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