ansys對稱旋轉的案例
ABAQUS案例-旋轉對稱子模型分析及旋轉對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應力位移分析與過約束檢查 ￥3
旋轉對稱分析可以大大降低工作量以及計算量，本實例（附件中inp文件）演示了在何種情況下以及如何采用旋轉對稱子模型進行整結構分析。本實例中采用了旋轉對稱子模型分析結構在溫度場和過盈裝配下的應力位移分布及計算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標系下查看應力和位移。
JCMsuite：旋轉對稱發射器
幾何形狀為非理想微柱結構：
單光子柱發射器（旋轉對稱）
多層膜是在布局文件layout.jcm中由外部形狀為梯形的特殊原始多層創建的（見下文）。
參數掃描
Matlab?腳本data_analysis/run_scan_wavelength.m對偶極子源的波長進行掃描并產生以下曲線，顯示了該設備的效率和Purcell因子（此處為直柱）：
效率vs波長 Purcell因子vs波長 Purcell因子（log）vs波長
左：微柱發射器相對于波長的效率。 右：Purcell因子
警告
由于波長掃描的采樣率為0.1nm，Purcell因子的最大值丟失（遠高于80）
近場和遠場圖@969nm
下圖顯示了直柱和上述非理想柱的三個偶極子的近場和遠場強度
（垂直偶極子極化的偽彩色圖與水平偶極子的比例不同）。
x,y,z極化偶極子強度（@969nm），直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 直柱
喇叭形支柱
x,y,z極化偶極子的強度（@969nm），斜柱）
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 斜柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 斜柱
參考文獻
[1]N. Gregersen, T. R. Nielsen, et al., Quality factors of nonideal micro pillars, APPLIED PHYSICS LETTERS 91, 011116 (2007)
展開 Jcmsuite：旋轉對稱發射器
Jcmsuite：旋轉對稱發射器
示例取自Gregersen等人[1]。幾何形狀為非理想微柱結構：
單光子柱發射器（旋轉對稱）
多層膜是在布局文件layout.jcm中由外部形狀為梯形的特殊原始多層創建的（見下文）。
參數掃描
Matlab®腳本data_analysis/run_scan_wavelength.m對偶極子源的波長進行掃描并產生以下曲線，顯示了該設備的效率和Purcell因子（此處為直柱）：
效率vs波長 Purcell因子vs波長 Purcell因子（log）vs波長
左：微柱發射器相對于波長的效率。 右：Purcell因子
警告
由于波長掃描的采樣率為0.1nm，Purcell因子的最大值丟失（遠高于80）
近場和遠場圖@969nm
下圖顯示了直柱和上述非理想柱的三個偶極子的近場和遠場強度
（垂直偶極子極化的偽彩色圖與水平偶極子的比例不同）。
x,y,z極化偶極子強度（@969nm），直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 直柱
喇叭形支柱
x,y,z極化偶極子的強度（@969nm），斜柱）
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 斜柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 斜柱
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幾何形狀為非理想微柱結構：
單光子柱發射器（旋轉對稱）
多層膜是在布局文件layout.jcm中由外部形狀為梯形的特殊原始多層創建的（見下文）。
參數掃描
Matlab?腳本data_analysis/run_scan_wavelength.m對偶極子源的波長進行掃描并產生以下曲線，顯示了該設備的效率和Purcell因子（此處為直柱）：
效率vs波長 Purcell因子vs波長 Purcell因子（log）vs波長
左：微柱發射器相對于波長的效率。 右：Purcell因子
警告
由于波長掃描的采樣率為0.1nm，Purcell因子的最大值丟失（遠高于80）
近場和遠場圖@969nm
下圖顯示了直柱和上述非理想柱的三個偶極子的近場和遠場強度
（垂直偶極子極化的偽彩色圖與水平偶極子的比例不同）。
x,y,z極化偶極子強度（@969nm），直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 直柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 直柱
喇叭形支柱
x,y,z極化偶極子的強度（@969nm），斜柱）
x,y,z極化偶極子（@969nm）的上遠場（在空氣中）, 斜柱
x,y,z極化偶極子（@969nm）的低遠場（在基質中）, 斜柱
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ZEMAX | 旋轉對稱不規則性（RSI）簡介
旋轉對稱不規則性(RSI)是一種缺陷，會在具有許多組件的光學系統中累積并降低系統的性能。在這篇文章中，我們介紹了RSI以及它是如何根據ISO 10110指定的。我們討論了如何使用OpticStudio中的Zernike標準凹陷表面對 RSI 進行建模。
旋轉對稱不規則性(RSI)是指光學表面形狀缺陷中的一組旋轉對稱誤差。誤差由Zernike多項式表示，具有三階球差和高階球差的形式。
RSI多項式形式
RSI的多項式形式是：
根據OpticStudio中定義的Zernike標準系數，RSI涉及的Zernike多項式為：
為什么RSI是一個問題？
在任何具有大量表面的系統（例如內窺鏡、投影透鏡或光刻透鏡）中，RSI很快就會成為問題。通常假設此類系統中的表面誤差是隨機組合的，因此對總誤差的估計是每種誤差類型的和均方根 (RSS)。但這不適用于 RSI 多項式，RSI誤差不直接相加，但總誤差大于RSS計算得出的值。例如，四個RSI多項式項如下所示，每個項的系數值為0.01。
上述四個多項式之和如下所示。多項式的RSS為 0.1，但真正的表面誤差為0.14。
請注意，對于上圖，RSI多項式可用于捕獲表面上的卷邊。卷邊是常見的制造缺陷。
根據ISO 10110在圖紙上指定RSI
RSI的定義在ISO 10110第5部分：表面形狀公差中給出。
展開 ZEMAX | 使用API模擬旋轉對稱不規則性(RSI)
繼上次的內容《ZEMAX | 旋轉對稱不規則性（RSI）簡介》，在這篇文章中，我們將展示 Zemax 應用程序編程接口(ZOS-API)與 Matlab 的強大功能如何用于模擬關鍵制造缺陷，例如拋物面鏡上的旋轉對稱不規則性(RSI)。
旋轉對稱不規則性(RSI) 是指光學表面形狀中的一組旋轉對稱誤差。誤差由 Zernike 多項式表示，具有三階球差和高階球差的形式。
拋物面鏡示例
我們將演示如何向拋物面鏡添加 RSI 和總不規則性。示例為F/3，有效焦距為150 mm的反射鏡。
為了演示，我們將根據以下規范在表面上添加總不規則性和 RSI ：
關于此規范的更多信息請查看，旋轉對稱不規則性(RSI)簡介。
這將在表面上放置1個完全不規則的P-V波，以及0.3個P-V波的PSI。以納米為單位，這將是500 nm的總表面不規則性和150 nm的RSI。
代碼結構
我們創建了示例 Matlab 代碼來對 RSI 進行建模。此代碼包括與建模不規則性和RSI 相關的函數。
展開 基于ABAQUS的旋轉周期對稱結構振動仿真
本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
………………………………
展開 旋轉對稱機械疲勞分析模塊Fe-safe/Rotate?
旋轉對稱機械疲勞分析模塊Fe-safe/Rotate?
1、模塊介紹
Fe-safe/Rotate?是fe-safe?基于旋轉對稱模型分析的附加模塊。可以采用軸對稱模型加速旋轉部件的FEA和疲勞分析。該模塊用于提供旋轉部件的，來自于單個靜態FE分析的完整周期的載荷定義。由單個載荷分析步，Fe-safe/Rotate?產生一系列的附加應力結果，就好像模型已經通過一系列不同方向旋轉（或被周圍旋轉的負載模型）。
Fe-safe/Rotate?是實現采用軸對稱結構有限元模型疲勞分析的理想工具，例如：輪轂、齒輪、軸承和轉軸等，同時也支持具有軸對程模型的單個組件，如凸輪的中心、曲軸的法蘭等。
2、功能介紹
●只需一個靜態有限元分析就可定義一個旋轉周期的疲勞；
●以一個載荷步為基礎，Fe-safe/Rotate?產生一系列的額外應力結果，就像該模型被旋轉一樣。
3、案例應用
Fe-safe/Rotate?自動生成疲勞載荷定義。這由一系列描述旋轉，包含中間負荷（如果必要，由FE分析結果生成）的載荷分析步組成。疲勞載荷定義可以做必要的修改，例如包含縮放比例信息。如果希望的旋轉增量小于軸對稱模型的角度，Fe-safe/Rotate?可以指示要考慮多個解決方案。每一個解決方案利用組件的軸對稱模型，需要單個靜態FE分析以便定義一個完整的旋轉載荷。
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。
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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 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 Workbench Mechanical 設置對稱邊界及結果擴展顯示
循環對稱需要依據坐標系進行，該程序默認設置的參考系只有笛卡爾全局坐標系，而循環對稱需要依據柱坐標系進行，因此需要手動插入柱坐標系，并使得坐標系的旋轉軸心與循環對稱的旋轉軸心重合。在項目樹中右鍵點擊“坐標系”，選擇插入坐標系。點擊“模型->坐標系->坐標系”，在詳細信息框中進行詳細設置。將“類型”設置為圓柱形，“原點”依據本人的設置參考進行，本案例依據全局坐標系進行參考，由于該案例的循環對稱軸心穿過全局坐標系原點，便直接將“原點X”、“原點Y”、“原點Z”均設置為0。調整主軸朝向，使得柱坐標系的旋轉軸與循環對稱的旋轉軸重合，旋轉方向與循環對稱的旋轉方向一致。此處設置主軸Z依據全局Y軸進行定義，主軸Y保持默認。界面操作如圖 10所示。
圖 10 Workbench Mechanical創建循環對稱參考坐標系操作
添加循環邊界。點擊項目樹中的“模型->對稱->循環區域”，在詳細信息框中進行詳細設置。選擇循環對稱低邊界和高邊界，需要注意此處需要完整選擇所有的低邊界-高邊界對，未被選擇的將默認不進行循環對稱操作，會影響計算結果的正確性。選擇坐標系，為上一步創建的坐標系。界面操作如圖 11所示。
圖 11 Workbench Mechanical添加循環邊界操作
添加顯示擴展。若希望在結果計算完成后，顯示完整的實體，而非一個循環對稱單元，需要添加顯示擴展。點擊項目樹中“模型->對稱”，在詳細信息框中將“重復數量”設置為需要重復的數量，此案例是四分之一對稱模型，因此“重復數量”設置為4，“類型”設置為“極”，“方法”為完全。由于該案例旋轉單元每繞軸心旋轉90°重復一次，因此“Δθ”設置為90°。界面操作如圖 12所示。至此，完成對稱區域的設置。
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 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：
ANSYS Workbench 計算二維軸對稱結構電場的視頻
ANSYS Workbench模塊中對于電場的計算現在只能計算電流傳導場。今天為大家貢獻一個自己制作的二維軸對稱結構的電場計算視頻，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習。希望大家可以提出寶貴的批評意見。(其實本人對于經典模塊較為熟悉，但是由于本人只會APDL不用GUI，導致了無法錄制視頻。所以只能貼一個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。結構上為內外雙層金屬圓環，內層的環為1000V高電位，外層環為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結構“
由于模型軸對稱，載荷軸對稱，因此可以簡化為二維軸對稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡化。三維計算中由于網格不一定嚴格規整，計算精度也許會降低。
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，導入之前的sat文件。
在導入workbench中之后進行了簡單的處理。二維軸對稱計算的時候一定要注意，模型對稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時，由于金屬是等電位的，內部沒有電流流過，所以可以不建立實體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當初隨手畫的。電場計算的時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，當然，這個具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗證一下的。
2 材料參數：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網格
圓環的部分，尤其是內層圓環的部分網格要平滑，因為高電位的尖角形狀會造成電場集中。
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