ANSYS分析不對稱的案例
電力系統(tǒng)不對稱故障的分析和計算
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電力系統(tǒng)不對稱故障的分析和計算
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電力系統(tǒng)不對稱故障短路電流的分析
來源：101電力課堂
ANSYS workbench 循環(huán)對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。
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ANSYS Workbench周期對稱模型的模態(tài)分析方法 ￥10
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)域使用更精細的網(wǎng)格（如 Sizing 或 Inflation）。
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真-2D軸對稱橡膠密封分析 ￥3
密封結(jié)構(gòu)為環(huán)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(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進行求解：
ANSYS壓氣機輪 盤結(jié)構(gòu)（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(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 Ansys Zemax | 表面不規(guī)則度的公差分析
也就是說當(dāng)表面平滑度為λ/5，其表面不規(guī)則度的空間頻率小，當(dāng)表面平滑度為λ/50時，其表面不規(guī)則度的空間頻率大。
表面的光學(xué)性能不僅僅取決于RMS幅值還取決于表面不規(guī)則度的空間頻率。我們可以舉例說明這一點，我們可以舉一個簡單的例子。
系統(tǒng)中表面2在Y方向上有一個周期性的結(jié)構(gòu)。在保持振幅不變的情況下，當(dāng)周期結(jié)構(gòu)的頻率增加時，從3D Layout圖中就可以看到兩者的差異。
當(dāng)然，OpticStudio 中也可以使用公差操作數(shù)TEXI指定PTV（Peak to Valley）公差，兩種使用方法類似，但目前我們推薦使用TEZI指定RMS公差分析表面不規(guī)則度。
總結(jié)
需要使用蒙特卡羅分析對表面不規(guī)則度進行公差分析，可以用TEZI或TEXI公差操作數(shù)自動生成表面的不規(guī)則；
對表面不規(guī)則度公差分析時，需要同時考慮RMS幅值和表面不規(guī)則度空間頻率。
展開 Ansys Zemax | 表面不規(guī)則度的公差分析
當(dāng)然，OpticStudio 中也可以使用公差操作數(shù)TEXI指定PTV（Peak to Valley）公差，兩種使用方法類似，但目前我們推薦使用TEZI指定RMS公差分析表面不規(guī)則度。
總結(jié)
需要使用蒙特卡羅分析對表面不規(guī)則度進行公差分析，可以用TEZI或TEXI公差操作數(shù)自動生成表面的不規(guī)則；
對表面不規(guī)則度公差分析時，需要同時考慮RMS幅值和表面不規(guī)則度空間頻率。
ANSYS的熱分析模塊如何選擇使用，太多了，不知道怎么選
仿真分析軟件中ANSYS絕對占據(jù)了統(tǒng)治地位，幾十年的驗證充分說明了他的重要性，至于其他軟件可以作為研究可以了解一下。
Ansys中的溫度場仿真還是很多模塊的，如下圖所示
ANSYS Workbench中的溫度場仿真還是很多模塊的，ANSYS Workbench 中用于溫度場計算的核心模塊包括穩(wěn)態(tài)熱分析（Steady-State Thermal）、瞬態(tài)熱分析（Transient Thermal）、Fluent（流體傳熱）、Electrothermal（熱電耦合）、Thermal-Structural（熱 - 結(jié)構(gòu)耦合）等，各自適配不同熱傳遞場景與精度需求。
主要分為兩類：
? CFD流體類（CFX、Fluent、Icepak），
? 熱路傳導(dǎo)類（Steady thermal、Thermal-Electric）
區(qū)別就是CFD類會自動計算發(fā)熱物體表面的對流換熱系數(shù)和輻射損耗，而Thermal 類只能手動輸入對流換熱系數(shù)。
展開 ANSYS中不需要插入命令的摩擦生熱分析 ￥1
ANSYS中不需要插入命令的摩擦生熱分析
請關(guān)注作者，下載源文件，微信公眾號：CAE_ANSYS
摩擦生熱產(chǎn)生高溫，在汽車剎車系統(tǒng)當(dāng)中的是一個關(guān)鍵的考慮標(biāo)準(zhǔn)，其主要原理是將摩擦盤的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為熱能，根據(jù)理論計算在短時間內(nèi)，物體的溫升在忽略散熱的情況下，由CmT=1/2m^2所決定，即動能轉(zhuǎn)化為熱能，考慮材料的比熱容和質(zhì)量既可以粗略的估算出物體的溫度
但實際情況是溫度不均勻分布，估算值和實際情況相差很多，那么仿真分析就是一個很好的計算方法，可以盡可能的考慮參數(shù)的變化過程和最后的溫度分布情況。在ANSYS中可以設(shè)置相關(guān)的參數(shù)進行仿真。可以參考文章或視頻查看。
之前的設(shè)置都需要重新設(shè)置材料的單元編號，由于ANSYS Workbench中默認單元是186單元，需要重新插入命令更改單元。需要更改接觸單元的關(guān)鍵字，考慮熱傳導(dǎo)和摩擦熱效果。所有這些對于新手來說是不太方便的。那么有沒有一種簡單的方法來實現(xiàn)該功能呢？答案是肯定的。新方法就是使用最新版的ANSYS 2019R3。
展開 
ANSYS中看似簡單的彈簧壓縮分析，其實不簡單 ￥8.8
基于workbench的彈簧接觸分析
Ansys Workbench的非線性分析主要包括大變形非線和接觸非線性分析，其設(shè)置容易求解難成了一大問題，本實例通過一個錐形彈簧壓縮實例來解釋大變形和接觸的部分設(shè)置方法使之收斂（微信：fwz0703）
1.建立模型
DM中可以建立彈簧模型，不過還是建議從其他三維軟件導(dǎo)入吧，畢竟dm中部分功能不容易實現(xiàn)
2.劃分網(wǎng)格
該模型劃分簡單，直接劃分成為四面體，另外上下面設(shè)置成剛性體，減小網(wǎng)格數(shù)量和接觸搜索范圍
3.設(shè)置接觸
設(shè)置相應(yīng)的接觸為bond接觸和frictionless接觸形式
4.設(shè)置求解
該分析需要設(shè)置分步求解，為什么需要分步求解呢，因為計算多了就明白了，不需要分步的時候是一步計算是不收斂的，計算到一半位移的時候差不多就停止了，所以需要分步，第一步設(shè)置10個子步，第二步加密步數(shù)到20個子步就可以了
5.重啟動設(shè)置
該分析的難點之一便是第二步求解之后依舊不收斂，到后面停止，但是不要緊，將步數(shù)設(shè)置為50步，然后重啟動采用人工不是，從剛才的位置繼續(xù)計算就可以了，直到最后求解結(jié)束
6.提取結(jié)果
應(yīng)力和變形結(jié)果如下
計算源文件和設(shè)置方法，以及非線性接觸計算需要收斂的方法
歡迎關(guān)注 https://www.yqgqt.org.cn/z/290258
展開 不銹鋼表面Fe-Al梯度涂層的ANSY殘余應(yīng)力仿真分析
而對于ansy軟件的使用，需要使用者對理論知識和實踐知識都有很深刻的認識，需要你不斷地在實踐中運用于學(xué)習(xí)。
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
在這個案例里面，你將掌握軸對稱單元的應(yīng)用、熱結(jié)構(gòu)耦合方式的求解、瞬態(tài)分析的步長等基礎(chǔ)知識。
基體和圖層內(nèi)部的殘余應(yīng)力是由于溫度冷卻的不一致而引起的。屬于熱—結(jié)構(gòu)耦合場問題。在ansys里面，求解耦合場問題，有兩種方式，一種是直接耦合，熱與結(jié)構(gòu)耦合方程同時求解，要用到熱—結(jié)構(gòu)耦合單元。另一種是間接求解方式，求解分兩步走，第一步求解溫度場，第二步在求解溫度場的基礎(chǔ)上根據(jù)熱膨脹系數(shù)求解應(yīng)力場，分別用到熱單元和結(jié)構(gòu)單元。本案例中采用間接求解的方式。
為了使求解問題簡單化，同時不偏離實際過程。考慮到降溫過程材料的非線性變化，對模型我們要做以下假設(shè)：（1）涂層在制備時溫度處于應(yīng)力自由狀態(tài)（2）涂層在制備過程中不產(chǎn)生塑性變形或蠕變（3）不考慮材料相變引起的熱問題（4）假設(shè)涂層與基體、涂層與涂層之間不產(chǎn)生相對滑動。
模型為圓柱形，不銹鋼基體尺寸為φ25×0.8mm，涂層的厚度為2μm，涂層從下往上依次為Fe3Al、FeAl、Fe2Al5、FeAl3。采用軸對稱方式進行模型的建立，熱單元選用平面四節(jié)點單元plane55，網(wǎng)格的劃分采用映射網(wǎng)格劃分方式。在求解溫度場的分布之后，利用ETCHG,TTS命令轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)求解，同時利用LDREAD,TEMP,,,t,
,'l','rth',' '讀入熱分析的計算結(jié)果，作為應(yīng)力求解的載荷條件，熱應(yīng)力的求解參考溫度為680℃。
以下是求解的分析結(jié)果。
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