ansys設置周期對稱的案例
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 ANSYS壓氣機輪 盤結構（周期對稱）分析-附命令流
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
!對盤扇區進行網格劃分
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 !選擇均壓孔一側的體
ASLV,S !所有關聯于體的面
WPCSYS,-1,0 !作平面與總體笛卡兒坐標系對齊
wprot,30
wpoff,200 !作平面原點移至均壓孔圓心位置
CSWPLA,11,1 !在工作平面原點創建柱坐標系，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 !去除均壓孔側表面
CSYS,1 !活坐標系轉換至總體柱坐標系
ASEL,U,LOC,Y,30 !去除剖分均壓孔的面
ACCAT,ALL !孔一側體的三個側面連接
LSLA,S !聯于選擇的面的線
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
!生成網格
TYPE,1
MSHAPE,0,3D !對體用六面體單元劃分網格
VSEL,S,LOC,Y,0,21 !選擇均壓孔一側的體
VSWEEP,ALL !掃掠形式生成網格
VSEL,S,LOC,Y,21,30 !
展開 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。
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