ansys周期對稱條件
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys周期對稱條件的視頻教程
ansys周期對稱條件的實例教程
對于風(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(wǎng)格數(shù)量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設(shè)置操作設(shè)置循環(huán)對稱的方法呢？
在 ANSYS Workbench 中對風(fēng)扇葉片、螺旋槳等循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)進行模態(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，僅建模一個完整扇區(qū)（例如單個葉片及其對應(yīng)的輪轂部分）。
確保扇區(qū)的兩個邊界（起始面和終止面）與旋轉(zhuǎn)對稱軸形成的角度為 360°/n（n 為葉片總數(shù)）。例如，對于 6 葉片風(fēng)扇，單個扇區(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)對稱軸重合（即葉片繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)）。
2. 循環(huán)對稱設(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。
進入 Mesh 模塊，激活循環(huán)對稱：右鍵點擊 Mesh → Insert → Cyclic Symmetry。
選擇循環(huán)對稱類型：
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)對稱軸。
3. 網(wǎng)格劃分優(yōu)化
網(wǎng)格控制，對葉片邊緣、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 定義周期對稱分析選項
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' !指定周期對稱分析選項
!對盤扇區(qū)進行網(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)系對齊
wprot,30
wpoff,200 !作平面原點移至均壓孔圓心位置
CSWPLA,11,1 !在工作平面原點創(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 !對體用六面體單元劃分網(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 
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ansys周期對稱條件的最新內(nèi)容
3.2 輸入耦合光柵核心參數(shù)
優(yōu)化工作波長530nm，材料折射率1.52；入射角度θ=65°、φ=0°，出射角度θ=43.1°、φ=0°；光柵周期4μm，優(yōu)化衍射級次m=1。當(dāng)材料折射率為1.52時，光波導(dǎo)全反射臨界角為41.14°，該光柵出射角度滿足全反射傳輸條件。
在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網(wǎng)格劃分。
圖 1.
求解精度與效率雙優(yōu)
· 相比傳統(tǒng)有限元（FEA），Adams 以多體動力學(xué)專用求解器實現(xiàn)非線性動力學(xué)快速計算，耗時僅為 FEA 的 1/5-1/10，同時精準(zhǔn)輸出全運動周期的載荷、加速度、應(yīng)力數(shù)據(jù)，為 FEA 提供精準(zhǔn)邊界條件，提升結(jié)構(gòu)分析精度dr.adams.com。
O型圈軸對稱橫截面示意圖
4、將材料賦予幾何模型。
5、對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，采用多區(qū)域法。
6、定義分析設(shè)置并指定邊界條件。固定底部部件，并將頂部部件向下移動2毫米（圖2）。在O型圈與其他兩個部件之間定義接觸。開啟大變形選項，并定義至少50個子步以確保收斂。
圖2. 邊界條件
7、運行仿真并查看結(jié)果。
</span></p><p><br></p><p>導(dǎo)入模型，并抑制一半的對稱部分。抑制后半部分模型如圖 1 所示。
建模細(xì)節(jié)說明</strong></p><p class="ql-align-justify"> 文獻建立的有限元模型中，層合板尺寸為 150 mm × 100 mm，厚度 4 mm，鋪層方案包括對稱與非對稱序列；沖頭質(zhì)量 2 kg，直徑 16 mm，沖擊能量 25 J（初速 5 m/s）。
科普時刻 | 什么是跌落測試？18天前
在這方面，仿真跌落測試也能為工程師提供所需的工具，以便在研發(fā)周期早期嘗試更多美觀的包裝設(shè)計。
多物理場仿真
在仿真領(lǐng)域，人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能，并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應(yīng)用耦合。
、Nastran 各自求解后對比偏差
守恒性檢驗
質(zhì)量/動量/能量守恒殘差監(jiān)控
驗證數(shù)值解在全局上滿足基本物理守恒律
對稱性/伽利略不變性檢驗
對稱邊界條件下的解對稱性檢查
排除網(wǎng)格畸變或算法引入的非物理偏差
在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網(wǎng)格劃分。
圖 1.
為解決這一問題，行業(yè)內(nèi)先后提出多種優(yōu)化方案：如對稱雙目波導(dǎo)系統(tǒng)、分區(qū)域設(shè)計衍射效率光柵、考慮多視場的衍射效率優(yōu)化等。但這些方案均存在明顯短板：部分方案僅優(yōu)化中心視場，邊緣視場均勻性不佳；部分方案需迭代計算衍射效率分布，計算效率低下；還有部分方案要求設(shè)計復(fù)雜的光柵子結(jié)構(gòu)，大幅提升了制造難度，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
