ansys薄膜仿真的案例
薄膜/基底復合材料刻劃仿真
1.avi
簡介：
（電鍍材料）在工程中被廣泛應用，但由于制得的薄膜涂層材料和基底材料在力學、熱學以及加工穩定性等方面的差異性，導致了涂層材料的失效機理成為了日益研究的重點方向。對于成型后的薄膜和基底材料，兩者之間的結合力和外力作用下表面涂層的脫落是評價薄膜質量的關鍵指標，是保證薄膜滿足機械、物理和化學等使用性能的基本前提。因此，薄膜材料界面結合性能的表征在實際應用中具有非常重要的意義。
由于影響劃痕實驗結果的參數有很多，就其本質的因素來說，不同的材料體系對結果有著很大的影響，因此對材料的本構關系進行研究是必要的。通過研究發現，可把各種不同的材料組合歸結為以下四種：彈性薄膜/彈性基底，彈性薄膜/韌性基底，韌性薄膜/彈性基底和韌性薄膜/韌性基底。通過選取適當的參數，分別建立了以上四種體系的有限元模型，并對劃痕模型進行了分析，如下使用的是彈性薄膜/彈性基底。
仿真：
通過建立變切深刻劃銀膜有限元模型，對薄膜受到外物的劃檫時產生的應力應變情況以及失效行為進行分析，為了減少網格數量，加快計算速度，模型只建立對稱的一半。其中圓錐壓頭錐尖半徑為50微米，銀膜尺寸為1.5×0.6×0.03（mm），基底尺寸為1.5×0.6×0.1（mm）。對于材料屬性方面，由于銀材料塑性模型尚未獲得，因此使用其他接近材料進行替代。為了實現變切深刻劃目的，將銀膜和基底材料進行傾斜0.6°處理，控制圓錐壓頭水平運動實現劃痕深度的逐漸穩定增加。分析步中使用動態顯示分析，在歷史輸出中進行位移和壓頭受力輸出。對于壓頭和銀膜之間的接觸，本例中使用的是通用接觸，防止壓頭劃穿銀膜對基底產生破壞，也可以使用面面接觸設置，同時把壓頭設置成剛體并設置參考點對于 銀膜和基底之間的關系使用綁定命令連接在一起。接觸屬性中對底面進行固定，對稱面中邊界條件設置對稱約束，壓頭運動以速度形式進行加載。
展開 薄膜體聲波諧振器(FBAR)壓電耦合仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一薄膜體聲波諧振器(FBAR)模型，一個硅襯底上挖一個空腔，然后在其上增加隔離層、下電極壓電層和上電極層，結構如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/c13a34fa2c6945ebbbe32c149f037a96.png" alt="Untitled1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><p>仿真得到結構隨頻率響應的電勢和振幅分布，如下圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/231c13a322424161b8a1b82b2531f400.png" alt="Untitled21.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為 3GHz</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/03fad0bb7730490c907b7b846d5682e0.png" alt="Untitled22.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為3.2 GHz</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/bff03f49559f43818102007de80fedc6.png" alt="Untitled23.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>頻率為3.4 GHz</strong></p><p><img src="https
展開 面向光柵薄膜光學性能探究的Rsoft建模與仿真
在本案中由于是2D仿真，所以Y軸方向長度不需要考慮與編輯。設定X軸方向的區域極大值和極小值分別為-period/2和period/2的前提是幾何體的中心x坐標本身設置為0。這樣保證計算區域邊界分布在光柵兩邊。
6. 查看計算結果
本案中仿真求解300~1200nm波段的反射和吸收。仿真計算結束后會自動跳出結果作圖，可在窗口中查看反射率和吸收率。同樣可以將結果進行格式輸出，如圖片或txt等。
后續可根據光譜進行定向光柵結構優化。通常影響光柵減反射效果的因素有材料、光柵常數、薄膜厚度、光柵形貌等。
本案為用戶介紹了利用Rsoft軟件進行簡單的矩形光柵的反射率和吸收率的仿真計算。比起其他數值模擬軟件，Rsoft有著計算速度快，計算結果更加嚴格精確等特點。
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展開 Ansys Lumerical | 薄膜鈮酸鋰電光相位調制器
最近在制備技術方面的發展使薄膜鈮酸鋰平臺成為超緊湊和高性能集成光子元件的極佳選擇。
在本文中，我們展示了如何使用我們的有限元集成開發環境（IDE）來仿真鈮酸鋰薄膜光波導中的電光調制。本工作中進行的模擬包括兩個主要階段：電學和光學。下面是所模擬的調制器的示意圖。
步驟1：電學仿真
在步驟1中，我們使用CHARGE求解器來仿真施加電壓偏置后鈮酸鋰（LN）脊波導中的電場分布。通過金電極以地-信號-地的配置施加電壓偏置。信號電極上施加從0V到5V的電壓，間隔為0.5V。地電極上施加的電壓保持固定在0V。所得電場結果將被用于通過Pockels效應計算LN材料中的折射率擾動。
在電學仿真中我們將得到以下結果：
靜電結果：靜電場數據集提供了許多數值，包括CHARGE模擬的重要結果，即電場（E場）在電容板之間的數值。
電光折射率擾動：使用電場（E場）數值，經計算可以得到施加電場后的的空間矢量折射率和所加電場導致的折射率差值，其中折射率的變化dn如下圖所示。這兩個值將用于后續的光學仿真
步驟2：光學模擬
根據步驟1中進行的折射率擾動計算，創建了一個擾動nk材料模型，并將其應用到LN波導結構中。然后，使用FEEM求解器來計算波長為1.55微米時波導中的模式。這些操作在一個for循環內執行，其中每次迭代對應一個電壓點。我們通過掃描TE基模，并繪制有效折射率隨施加電壓的變化。我們還計算相關的損耗（以dB/cm為單位）和不同電壓下的電壓-長度乘積 VπL。
首先，通過FEEM求解器，我們得到了在0-5V電壓下，LN脊波導的TE基模。根據TE基模的模式輪廓，發現在金屬電極下方出現了延伸的耗散尾巴。需要注意的是，x-cut 的鈮酸鋰易于發生模式混合，因為模式平面經歷了兩種不同的折射率[2]。
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JCMsuite案例展示：薄膜太陽能電池的一維模型仿真
本案例展示的是一個一維模型的薄膜太陽能電池示例。它包括一個附加銀層和透明邊界條件的兩個設置，而不是完美的電導體邊界條件進行比較。腳本data_analysis / run_comparison_1D.M對這兩種設置執行波長掃描，并將結果可視化，就像薄膜太陽能電池的例子一樣。此外，它在下圖底部所示的半對數圖中顯示了兩種設置的節能誤差。
一維系統的幾何定義和網格劃分
雖然光源、材料和項目設置與2D模型非常相似，但幾何定義和網格參數的layout.jcm(布局文件)略有不同
與2D和3D幾何定義相比，在1D設置中使用關鍵字Layout1D而不是Layout。上面所示的文件使用了完美的電導體邊界條件，通過為邊界類權分配一個域邊界。關于透明邊界設置和Layout1D的更多信息可以在參數參考中找到。
展開 設計仿真 | Actran聲源識別方法連載（二）：薄膜模態表面振動識別
通過對比近場和遠場測量數據與仿真結果，驗證模型準確性，并構建指向性圖評估不同距離下的聲輻射特性。
圖 10 遠場麥克風預測和實驗值對比
圖 11 HVAC單元附近的聲場分布云圖
仿真結果顯示，對于近場點，重建的聲壓數值與實驗值匹配良好；對于遠場位置，特別是在后方、左側、頂部和右側方向上的整體趨勢也得到了良好的再現。
這種方法極大地減少了大規模測試設施的需求，使得在不方便執行測量的情況下預測HVAC單元在所有方向上的聲音成為可能，從而節省成本和時間。利用這種新方法，能夠基于獲取的等效聲源，帶入新的安裝環境，預測實際的噪聲分布，在虛擬環境中測試多種噪音控制解決方案，如吸聲墻或聲屏障。
更詳細的艾默生HVAC案例可查閱2019年Internoise《Hybrid Experimental - Numerical Method to Predict Far Field Noise of HVAC Unit.》文章，當時的聲源逆推過程還需要配合腳本實現。在Actran2023.2版本中，這套方法已經成為一個標準的EQUIVALENT_BC_ANALYSIS分析類型，使得這項技術的工程應用更加簡單。海克斯康工業軟件公眾號上的《基于測試車輛聲學警報系統仿真》文章也采用了這種技術。有興趣的讀者可以點擊查看。
展開 基于Comsol進行薄膜型聲學超材料的低頻降噪仿真分析
研究內容：
基于目前學者所設計的超材料結構設計了一種薄膜型聲學超材料的單元模型，支撐框架、彈性薄膜和空心質量塊。支撐框架是固定并張緊薄膜類似彈簧的作用。
圖1.薄膜型聲學超材料的結構示意圖
技術路線：
在comsol中對薄膜聲學超材料低頻降噪進行仿真分析。
1.添加固體力學和壓力聲學多物理場耦合：
圖2.物理場的選擇
2.建立薄膜聲學超材料的幾何模型并完成網格的劃分：
圖3.幾何模型的構建
圖4.網格的劃分
3.變量定義以及材料屬性的添加：
定義吸聲系數的變量，添加薄膜和質量塊的材料屬性如下圖5.6。
圖5.變量定義
圖6.質量塊和薄膜材料屬性的定義
4.邊界條件的添加：
在入射聲場和透射聲場的端面添加平面波輻射邊界條件，以防止聲波的反射。同時在薄膜的四周添加固定約束邊界條件，用于模擬薄膜被支撐框架固定的邊界條件。
5.添加研究，對吸聲系數的頻率分析：
圖7.薄膜聲學超材料的吸聲系數
圖8.論文中的吸聲曲線
基于以上分析，可改變參數對其參數化掃描，即可得到薄膜型聲學超材料的結構化參數的影響。
最后,有相關需求,歡迎通過公眾號聯系我們.
公眾號:320科技工作室
展開 FLUENT多相流案例之二：基于VOF模型的水平薄膜沸騰仿真 ￥499
薄膜沸騰，是指當壁面溫度遠遠高于與壁面接觸的液體的飽和溫度，整個壁面都浸在蒸汽中，由于在汽-液界面發生沸騰質量交換，氣泡周期性地產生并向上流動溢出。本算例采用VOF多相流模型，UDF定義初始邊界溫度分布，壁面溫度變化以及傳熱傳質過程中的源項。
2s時刻的液體體積分數云圖
UDF函數共有5個，DEFINE_ADJUST，DEFINE_INIT，以及3個DEFINE_SOURCE，僅列出一個
收費文件列表
FLUENT動網格案例之十五：基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真 ￥499
基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真
薄膜變形一直都是ANSYS流固耦合分析的驗證算例，不論是雙向耦合還是單向耦合；是基于workbench還是system coupling模塊。其實，基于FLUENT自帶的網格重生成技術外加UDF函數控制，也能實現薄膜流固耦合仿真的全過程。
UDF函數片段
動網格變形
文件列表
ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6.
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔，適合本科畢業設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導入幾何，但需確保導出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點擊Generate生成幾何體，雙擊進入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，以減少計算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點擊目標面，設置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結構。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
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基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 ANSYS SpaceClaim 仿真建模和CAE仿真、CFD仿真模型處理知識總結
SpaceClaim、Mindmaster相關課程如下：
ANSYS SpaceClaim 202【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15841
用思維導圖mindmaster去學習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15809
stl、obj快速轉STP研習課程【視頻】 - 技術鄰 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14526
展開 Ansys光學仿真 附ANSYS教程下載
眩光的種類及對危害
ANSYS SPEOS眩光分析
對待自然界中的眩光，通過在我們佩戴的眼鏡或太陽鏡鏡片上鍍防眩膜可有效規避一些眩光干擾。面對一些燈具帶來的眩光干擾，可以在前期燈具設計、燈具布局等方向有效規避眩光。
在工程領域，尤其是安全相關的駕駛領域，ANSYS SPEOS擁有完整還原光環境的能力，可以利用人類主觀的視覺感受作為評價，結合相關眩光標準進行評估，方便工程師實現多物理場及跨學科優化設計方案。
核心優勢一
ANSYS SPEOS光學仿真軟件通過CIE標準認證，采用統一眩光評價模型 UGR，對不舒適眩光進行分析評價，找出眩光產生原因，更改設計方案控制或消除眩光。軟件內嵌眩光公式：
其中
Lb
是背景亮度、L指在觀察者眼睛方向的光源發光亮度、ω指眩光源相對于眼睛所張的立體角，p指眩光源偏離視線的程度。
核心優勢二
ANSYS SPEOS實時預覽是用 GPU預覽實時查看結果，減少前期設置錯誤的產生，提高分析效率。
眩光模擬分析過程中，正式模擬前對搭建的模型進行提前預覽，這樣可提前了解模擬模型是否正確設置。比如光源的光色輸入是否符合要求，探測器的大小是否與模型相匹配等，也可預覽光環境的眩光效果，這樣可以縮短仿真分析時間，提高分析效率。
ANSYS SPEOS解決方案
汽車內部眩光分析
汽車行駛安全一直是我們重點關注的問題，對汽車內飾視覺環境下的眩光要求也越來越苛刻。
展開 ANSYS Workbench 和 ANSYS 聯合仿真
圖 3 更新 Mechanical APDL
打開 ANSYS：右鍵單擊 Mechanical APDL 下的 Analysis ，選擇 Edit in Mechanical APDL，如圖 4 。
圖 4 打開ANSYS
讀入 ANSYS Workbench 的運算結果和模型：進入 ANSYS 工作界面后，界面是沒有任何模型及運算結果的，General Postproc - Read Results 下沒有 Polt Results 結果，點擊左上角 RESUME_DB ，如圖 5。
圖 5 讀入 ANSYS Workbench 的運算結果和模型
顯示 ANSYS Workbench 的運算結果和模型：單擊 General Postproc - Read Results 下 Last Set 或 Polt Results 即可看仿真結果，如圖 6。
圖 6 顯示 ANSYS Workbench 的運算結果和模型
此時即完成了 ANSYS 讀取 ANSYS Workbench 的結果操作。
特別說明：
有兩個方面我們要特別注意：一，在運算前就設置好 Save MAPDL db 功能，否則 ANSYS 中無法讀取 ANSYS Workbench 結果，還需重新計算，對于復雜結構瞬態重新計算時間特別長；二，導入模型為網格模型，無法對模型進行網格操作。
文章來源： ANSYS及ANSYS Workbench工程實戰
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