陶瓷 ANSYS 仿真的案例
陶瓷坯體的多物理場耦合仿真 ￥1000
本案例建立了一加熱爐內陶瓷模型，基于COMSOL軟件中的固體力學模塊、固體和流體傳熱模塊、湍流流體模塊、動網格以及結合PDE描述的含水量變化，模擬了一多孔介質模型的陶瓷坯體加熱過程中的體積變化，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
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comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
因工作內容改變，最近開始自學comsol，希望能從軟件小白的角度分享一些學習經驗。本文主要對壓電仿真分享一下自己的理解。以如下官網案例為例，主要對其中的壓電部分進行講解，由于聲學部分對工作內容并沒有指導意義，因此跳過。
官網案例鏈接（預應力螺栓 Tonpilz 型壓電換能器）：https://cn.comsol.com/model/piezoelectric-tonpilz-transducer-with-a-prestressed-bolt-14535
首先對本案例模型進行簡單介紹：Tonpilz 型換能器用于相對低頻的大功率聲發射。這是聲吶應用中常用的換能器配置。換能器由前輻射頭、后蓋板及堆疊在兩者之間的壓電陶瓷環構成，壓電陶瓷環通過中心螺栓連接。該示例介紹如何包含螺栓預張力的影響。
展開 LS-DYNA陶瓷材料SHPB仿真 ￥19.98
陶瓷材料動態力學性能經常通過霍普金森壓桿實驗獲得，本案例利用LS-DYNA對某陶瓷SHPB實驗仿真。
1、工況設置
陶瓷材料作為脆性材料，端面摩擦對陶瓷材料SHPB實驗影響很大。為消除端面摩擦影響，且樣件長徑比不至于過長，實驗和仿真的陶瓷樣件選取如圖類似的小圓柱。
為簡化仿真，仿真中只有入射桿、陶瓷樣件、透射桿，忽略子彈、波形整形器，墊塊、緩沖桿和吸收桿等部件。通過*LOAD_SEGMENT_SET施加子彈對入射桿的沖擊波，沖擊波波形最好和樣件材料應力應變曲線形狀相似，所以本案例施加的沖擊波形為三角波。
2、實驗結果
實驗和仿真波形如圖，可以觀察出反射波中有明顯的小平臺，說明陶瓷材料樣件兩端已經達到應力平衡。由于陶瓷樣件破碎，使反射波出現了階躍。
陶瓷樣件損傷云圖如下。 在LS-DYNA仿真中，當單元達到陶瓷失效應變時，單元會自動刪除。不同大小的失效應變對仿真結果有顯著影響，須反復調試。過小的失效應變不會造成反射波階躍，反而會使反射波變??；過大的失效應變使樣件端部變形過大而不破碎，與實際不符。反射波和投射波振蕩比較嚴重。
陶瓷材料實驗和仿真破碎形式。盡可能消除端部接觸力造成的影響，且失效應變選擇合適值。
陶瓷材料的力-位移曲線
展開 comsol中壓電陶瓷仿真學習-邊界設置篇
在靜電（es）的設置中相對比較簡單，選擇四個壓電陶瓷零件作為計算域，在電荷守恒，壓電1中也同樣選擇四個陶瓷件，其他都默認即可。然后添加接地和終端，終端設置電壓，邊界面選擇交錯即可，如下所示，但實際情況是會在中間加五個很薄的銅片接電，如果這樣導入進來，我計算了一個case發現并沒有起到壓電效應，因此需要將銅片去除，并在外部將四個壓電陶瓷合為一體，在comsol軟件中進行分割域，這樣就形成共享面了，會解決該問題。
固體力學（solid）和靜電(es)設置完成壓電仿真分析也就可以開始了，以上是我學習的一些小小總結和心得，如果哪里有不對的地方可以幫我指出來，謝謝了。(更多學習資料關注公眾號：CAE備忘錄)
展開 
磨粒十字刻劃氧化鋁陶瓷損傷仿真云圖
通過ANSYS/LSDYNA軟件建立雙磨粒90°刻劃氧化鋁陶瓷表面，材料用JH-2本構，損傷失效選用最大拉伸失效，因此fs設為負值，金剛石磨粒為自然界最硬的物質，選用rigid本構。通過速度曲線加載方式定義磨粒的運動方式，模型建立完成后于LSDYNA Solver求解，最終結果用LSPP查看，得出的損失云圖如下圖所示。
剛性小球高速沖擊陶瓷高腳杯仿真
為探究物體表面造型對沖擊破壞程度的影響，本文選擇具有對稱結構的高腳杯進行仿真分析，高腳杯的內外杯壁厚度及造型均不相同，當物體以一定速度沖擊杯壁時，杯壁本身可以形成對比分析。本文采用ANSYS LSDYNA進行了剛性小球高速、低速沖擊陶瓷高腳杯仿真，對比探討了沖擊速度對破壞程度的影響。
2有限元分析
（1）NX 10.0進行高腳杯的幾何建模
由于高腳杯的曲面造型較為復雜，同時杯底與杯口設有倒角，因此幾何模型用專業建模軟件建立，本文采用NX 10.0建立的高腳杯幾何模型，其幾何設定的幾何參數來自市場常用的高腳杯數據如圖2-1所示，高腳杯渲染圖如圖2-2所示。
圖2-1高腳杯建模圖
圖2-2高腳杯渲染圖
（2）WB進行剛性球及沖擊距離的設定
高腳杯的幾何模型在NX 10.0建立完成后，將模型導出成文本文件保存后在WB中打開，用DM進行剛性球的建立與沖擊距離的設定，這里分開建模的好處是便于沖擊距離的設定與后期小球直徑與沖擊距離的修改調整，不必來回切換建模軟件。剛性球的半徑設為9mm，沖擊距離設為0.1m。整個沖擊系統建模如圖2-3所示。
圖2-3沖擊系統模型
（3）ANSYS APDL進行部分前處理
在WB中完成沖擊系統的建模后，同樣將文件保存為文本格式導入到ANSYS APDL中進行前處理。選擇ANSYS LSDYNA仿真環境，首先設定單元為顯示3D Solid164單元，再設定小球為剛體材料，高腳杯任意選擇一種彈性材料（高腳杯是陶瓷材料，用UE編輯器直接修改關鍵字為*MAT_110）后進行網格劃分設定，適當試錯調試網格大小后的網格劃分如圖2-4所示。完成網格劃分之后進行仿真時間，能量，沙漏控制（一般為默認）等分析設置，設置導出文件為LSDYNA的K文件保存至指定文件夾完成部分前處理操作。
展開 ANSYS/LSDYNA中的JH-2本構模型參數含義及陶瓷材料的具體參數值
眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數的準確含義并對其背后的數學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
圖1
文獻中給出了比較權威的關于氧化鋁陶瓷的jh-2本構全部參數，可以對大家對于硬脆陶瓷材料的參數選擇調試提供很大的參考意義，三類陶瓷材料的本構參數如圖2所示。
圖2
展開 基于FE耦合SPH算法的磨粒變切深刻劃碳化硅陶瓷仿真
粒子拋擲效果及損傷分布與相關文獻中基本一致，驗證了FE耦合SPH算法的合理性，可用于磨粒精密加工領域。
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）。
展開 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 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
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 輕松搞定ANSYS仿真參數化 附ANSYS經典實例匯集下載
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
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