ansys模擬仿真過程的案例
設計仿真 | Adams-Marc聯合仿真幫助客戶準確模擬車門關閉過程
設計密封條的截面輪廓是非常昂貴和耗時的，因此Standard Profil多年來，一直使用海克斯康工業(yè)軟件的Marc非線性有限元軟件來模擬車門關閉過程中的密封件的受力變形。密封件使用超彈性材料特性建模，以準靜態(tài)工況模擬關門時，每單位長度的密封件會產生關門力。該模擬還預測了密封件填充車門和相鄰的車身鈑金件之間的間隙能力。
面對挑戰(zhàn)
一位Standard Profil的客戶咨詢是否可以通過模擬完整的關門過程來預測關門所需的初始速度。門的關閉是門上各部件之間的復雜相互作用的結果，例如鎖、密封條、空氣滯留效應、鉸鏈軸和止回連桿等?？諝鉁粜侵府斳囬T關閉時，它會將空氣推入車內，如果這時車窗和其他車門是關閉狀態(tài)，則會增加車內的壓力，進而對車門的關閉產生一定的空氣阻力。止回連桿是一種在多個位置保持車門打開的裝置，目的是防止車輛在坡道上車門自動關閉，止回連桿有幾個凹槽，這些凹槽會對車門關閉產生阻力扭矩，因此在模擬車門關閉時，必須考慮這些凹槽。
解決方案
Standard Profil與Bias Engineering簽訂關于車門關閉分析的合同。關門過程中涉及的大位移需要多體運動學仿真。Bias Engineering的仿真工程師Hunkar Yurt說：“我們選擇了?？怂箍倒I(yè)軟件的Adams多體運動學軟件，是因為它具有強大的求解器和前后處理器。此外，Adams允許用戶創(chuàng)建用戶自己定義的子程序來計算施加到系統(tǒng)的力，當計算空氣阻力時，這種功能在計算時非常有用?！痹陂T鎖的位置將其建模為力單元，該力單元隨著撞針相對于門鎖的位置而變化。鉸鏈摩擦是通過在門上沿運動的相反方向施加3.7 Nm的靜扭矩來模擬?？諝庾枇πㄟ^文獻中的1D方法進行建模。產生的扭矩有用戶定義的子程序計算，并作用于車門鉸鏈。
展開 穩(wěn)壓罐排水過程數值模擬（ANSYS CFX） ￥10
說明：軟件版本為ANSYS CFX 2019R3；
本文展示了穩(wěn)壓罐內排水的瞬態(tài)過程，分別給定出口流速為3m/s和0.3m/s，對罐體內的排水過程進行數值模擬。本文計算模型如下圖所示，各關鍵坐標見圖中所示，網格由ICEM劃分結構化網格，轉換為非結構網格后沿Z向拉伸，生成三維網格。邊界條件：出口——流速（3m/s和0.3m/s），初始流場給定罐體內水與空氣各一半（500 mm），水中壓力按照靜水壓力給定。
出口給定3m/s時計算結果如下：
出口給定0.3m/s時計算結果如下：
通過液面變化能發(fā)現一個不同點是，隨著水面降低，0.3m/s的出口流速在穩(wěn)壓罐右側并未出現明顯凹陷（靠近右側的），而3m/s的出口流速在穩(wěn)壓罐右側液面高度明顯低于左側。
如何解釋這一現象，筆者找到這樣一個參數，就是弗勞德數（符號為Fr，是水的慣性力與重力之比，是用來確定水流動態(tài)如急流、緩流的一個量綱為一的數）。當Fr=1時，即水的慣性力等于重力，水流為臨界流；當Fr>1時，水流為急流，代表流速大、水流湍急的流動狀態(tài)。
通過對計算結果的穩(wěn)壓罐水面高度高于100mm時，0.3m/s的出口流速下弗勞德數是小于1的，而3m/s的出口流速下弗勞德數是大于1的，因此按照這樣的判斷方式可以能夠一定程度上解釋兩種液面變化的不同之處。
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展開 ANSYS的生死單元模擬焊接過程
ANSYS的生死單元模擬焊接過程
1 概述
焊接模擬計算在CAE仿真是比較大的一塊內容，也是比較復雜的一個過程，幾個比較關鍵的問題是熱源函數的描述、單元的融覆、熱源的移動等等，通過單純的GUI操作，無論使ANSYS還是Abaqus都不大可能完成這個過程，通常需要借助軟件的內置語言。
本次主要介紹單元生死的應用，單元生死主要用于單元缺失的場合，比如凝固溶解過程，斷裂過程，焊接過程等等，這些過程都是非線性或者時間歷程過程，計算需要很多子步和迭代，為了在此過程中避免一遍一遍修改單元，便引入生死單元的概念，通俗的講就是通過一些方法讓單元失效，具體的改變是單元的彈性模量的改變，當單元死時，修改其彈性模量為非常小的值，讓其在求解過程中不起作用。
詳細地說，激活單元死這個狀態(tài)時，ANSYS程序將單元剛度矩陣乘以很小的因子，程序默認值為1E-6，死單元的單元載荷為0，從而不對載荷向量生效，同樣的，死單元的質量、阻尼、比熱等等參數也設置為0，單元的應力應變也因此為0。
2 前處理
前處理包括單元定義、材料定義和建模，單元定義是需要注意單元屬性，此次定義13號二維耦合單元，具有溫度和位移自由度。
材料屬性包括結構參數和熱參數，具體包含彈性模量，泊松比，屈服強度，塑性屬性，材料密度，熱膨脹系數，熱傳導系數，比熱容。焊接時溫度較高，定義材料通常需要定義多個溫度下的值。
展開 ANSYS生死單元之焊接過程模擬
在ansys計算過程中，如果需要向模型中加入（或刪除）實體，模型中對應實體部位的單元就“存在”（或消亡）。單元生死選項就用于在這種情況下殺死或重新激活選擇的單元。
例如，在焊接分析過程中，隨著高溫焊料的加入，坡口處的單元需要不斷地被激活；在材料斷料分析中，隨著裂紋的延伸，斷裂處的單元需要不斷的被殺死；在隧道挖掘和橋梁建立分析中，材料也需要不斷的被殺死或激活。因此，單元的生死應用技術廣泛的存在于ansys仿真分析中，是一項應用非常廣泛的技術。
單元的生死并不是ansys程序將殺死單元對應的實體從模型中刪除，或者激活重新生成材料，而是通過將其剛度矩陣，或者傳導矩陣（對應于不同的分析），乘以很小的因子（ESTIF），默認值為1E-6。死單元的單元載荷將為0，從而不對載荷向量生效，等效于將單元殺死；
同樣，當一個單元被重新激活時，其剛度，單元載荷等恢復其原始的數值，重新激活的單元也沒有應變記錄，在熱分析里面沒有熱量存儲。需要注意的是，生死單元對大部分單元可以應用，然而對某些單元卻是不可用的。
在一些情況下，單元生死狀態(tài)可以根據ansys的計算結果決定。如在斷裂分析中，我們需要將應力值大于材料屈服強度的單元殺死，可以利用Etable選擇相應的單元進行殺死，繼而返回到求解器進行求解，如果如此循環(huán)，則可觀察到裂紋的生長過程。
可以在大多數靜態(tài)和非線性瞬態(tài)分析中使用單元生死，其基本分析與相應的分析過程是一致的，主要包括三個步驟：建模，施加載荷并求解，查看結果。
現通過ansys焊接過程，講解生死單元的應用。
兩個平板進行對接，采用V型坡口。在焊接的過程中，焊料不斷加入坡口，進行焊接。平板溫度采用20℃，焊料溫度采用1500℃。
展開 
Abaqus橡膠拉伸模擬：仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
（1）
背景
實物整體圖如下：
剖面圖：
外面是剛性法蘭，主體是橡膠球體，橡膠球體里面有嵌入的簾布層，簾布層里面有加固環(huán)，加固環(huán)也是嵌入在橡膠球體里。兩端法蘭和橡膠接頭兩端接觸，固定約束，橡膠球體和法蘭的一角在球體變形較大時接觸。分析在加載過程中該模型的應力和變形情況。
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創(chuàng)建幾何模型
2.
創(chuàng)建三種材料屬性和截面屬性
3.
裝配
4.
設置兩個靜態(tài)分析步
5.
定義接觸屬性、兩個接觸對和兩個約束
6.
設置pressure類型的載荷
固定一端給另外一端施加位移
7.
劃分網格
8.
提交計算查看結果
整體變形云圖
加固環(huán)應力云圖
橡膠應力云圖
整體應力剖面圖
文章來源：FILWTBY
展開 基于ANSYS軟件模擬樁的擠入過程
基于ANSYS軟件模擬樁的擠入過程
唐世棟，李 陽
（同濟大學 地下建筑與工程系，上海 200092）
摘 要：基于ANSYS 軟件分析了樁土之間的相互作用，模擬了樁打入時土中的應力、應變情況。通過結合ANSYS 中的接
觸分析和生死單元，以DP 材料來模擬土體，采用循環(huán)命令的方式來分析樁土接觸時復雜的應力狀態(tài)。模擬結果得到了圓孔
擴張理論和極限平衡法的驗證。
關 鍵 詞：ANSYS；樁；樁土作用；Drucker-Prager 屈服準則
基于ANSYS軟件模擬樁的擠入過程.pdf
展開 鑄造過程模擬仿真分析軟件 - JSCAST 軟件介紹
1、凝固收縮
2、球墨析出時的體積膨脹
3、鑄物與鑄型的變化
4、來自澆冒口的液體補縮機理
三 考慮背壓的充型流動解析
特點：鑄型型腔內部未充填部位的空氣壓力（背壓）變化及通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣也計算在內，可現實與實際充型過程更接近的流動模擬結果。
1、通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2、液體金屬內部細小氣泡的卷入
3、充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動?凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
1、液體金屬自由表面碰撞時，氧化膜的破碎
2、液體內部氧化膜的卷入
3、以氧化膜為基體，氫氣泡的形核及生長
4、氫氣濃度及壓力的影響
工程管理模塊：
1 CAD界面：3維CAD3維CAD：STL
2 前處理器：形狀模型輸入，重量計算，鑄件厚壁位置的顯示功能
3 主計算器：流動與凝固過程的數值計算
4 后處理器：計算結果的顯示功能
展開 Ansys Workbench 膠粘凝固過程，變形等效仿真 ￥15
問題：
最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結構仿真工程師，關于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，似乎和結構仿真沒什么關系，自己也不知道如何進行計算。所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經針對該問題設計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎?。? 然后就查詢了一些關于膠粘過程的論文，其中“車身制造用鋁合金-鋼膠接接頭固化變形及固化失效機理研究-朱曉搏”寫的比較詳細，指出膠粘過程大致階段如下，詳細內容請參考原文。
? 第一階段：從開始加熱起始直至溫度升高到膠層的凝膠點結束。在這一階段中，膠層為粘流態(tài)，表現為高粘度的流體。
? 第二階段從膠粘劑凝膠開始，經歷整個保溫階段至溫度下降到玻璃化溫度為止。整個階段，膠層處于高彈態(tài)。這一階段是整個固化過程中膠層屬性最為復雜的階段。包括膠層固化反應收縮和溫度、膠層狀態(tài)等多方面因素共同影響。
? 第三階段由玻璃化溫度開始直至膠層溫度冷卻至室溫。在此階段中，膠層完全固化，處在玻璃態(tài)，其物理屬性只與溫度相關。在此狀態(tài)下，膠層的鏈段被凍結，變形能力很小，具有較高的模量。
這里結合當前工作需求和實際狀態(tài)，以上述論文中的膠粘凝固過程為基礎，嘗試了一個偷懶的仿真方式。其中論文中的第一階段，膠層為流體狀態(tài)，結構變形應力，不予考慮；論文中的第二階段，這里只考慮膠層的固化反應體積收縮，其余不考慮。同時該階段膠層材料的物理屬性由固化后屬性按比例衰減估計；論文中的第三階段則為降溫體積收縮過程。所以，本文針對膠粘固化過程的仿真變?yōu)閮蓚€階段。
展開 Ansys電池生產制造工藝過程仿真解決方案
客戶案例-CALB
ANSYS Fluent的仿真技術在鋰電池工藝制造應用
極片涂布仿真介紹
涂布工序在極片工序中相當重要，涂布質量嚴重影響電池極片質量（面密度）包括后續(xù)工序。
第一屆全國過程模擬與仿真學術會議圓滿落幕
行 業(yè) 會 議
2018 年8月25-27日，由中國化工學會過程模擬及仿真專業(yè)委員會主辦、華東理工大學承辦的第一屆全國過程模擬與仿真學術會議在上海光大會展中心召開。
本次會議集國內外從事和關注過程工業(yè)模擬與仿真領域的專家學者、界內人士于一堂，廣泛開展學術交流，共同促進專業(yè)領域的創(chuàng)新和發(fā)展。上海積鼎信息科技有限公司作為中國化工學會過程模擬及仿真專業(yè)委員會成員贊助并出席了此次會議。
混鐵爐傾鋼過程數值仿真模擬
fr=aladdin
本次任務就是模擬混鐵爐傾倒鐵水過程，分析傾鋼過程中鐵水流場、一定旋轉角速度下剩鋼量與傾鋼時間的關系，以及鐵水對耐材的物理沖刷強度分布。下圖是混鐵爐的砌筑圖
幾何模型（由于結合結構和流場都嚴格對稱，所以取計算域的一半作為分析對象）
1、傾倒鐵水過程動畫1
http://v.youku.com/v_show/id_XMzI3MzY3MTE1Mg==.html
2、傾倒鐵水過程動畫2
http://v.youku.com/v_show/id_XMzI3MzY3ODE1Mg==.html
3、流場矢量
4、剩余鐵水量-時間曲線以及鐵水對耐材沖刷強度-時間曲線
展開 
設計仿真 | 采用Marc軟件進行可靠的復雜機械過程模擬
客戶背景
瑞士pinPlus公司專注于產品創(chuàng)新和工程領域，致力于應用結構力學和熱力學模擬。例如，pinPlus開發(fā)和設計用于骨科、創(chuàng)傷學和牙科的植入物和器械。日常工作中的一個挑戰(zhàn)是如何在減輕部件、系統(tǒng)和組件重量的同時，提高醫(yī)療產品的剛性。pinPlus公司的Martin Züger工程師及其團隊致力于研究如何通過模擬非線性過程，盡可能精確地預測這些部件、系統(tǒng)和組件的結構。
專家們使用現代材料，遵循輕量化領域的最新標準，并采用拓撲和結構優(yōu)化，以實現市場競爭力強且安全的產品。借助與設計相關的強度計算和模擬，pinPlus的工程師能夠提前發(fā)現潛在的薄弱環(huán)節(jié)，并在制作樣件前優(yōu)化和改進。通過數值模擬減少開發(fā)周期和所需樣件的數量，從而實現更快的市場迭代和更低的研發(fā)成本。
彈性體的高復雜性非線性材料行為
彈性體材料是一種具有橡膠彈性的塑料，其在醫(yī)療和制藥行業(yè)以及pinPlus的工作中發(fā)揮著重要作用。例如，彈性體被用于制造輪胎、軟管或密封件。彈性體的彈性、密封性和摩擦性能決定了其應用價值。由于其特性，彈性體表現出高度復雜的非線性材料行為，這給這些產品的開發(fā)、制造和分析帶來了特殊挑戰(zhàn)。
在系統(tǒng)結構中，不同部件之間會發(fā)生復雜的相互作用。例如，彈性體部件在安裝過程中可能會折疊并膨脹。此外，材料性能還會受到溫度和時間因素的影響。
醫(yī)用注射器中彈性體塞子的密封行為分析
應用案例
一家制藥公司向pinPlus尋求幫助，該公司懷疑醫(yī)用注射器中的橡膠塞存在密封問題。通過測試發(fā)現，注射器的密封部位的彈性橡膠塞出現了損壞。隨后，pinPlus的工程師通過有限元分析（圖1）幫助確定這些缺陷是否會影響塞子的密封性能。
圖1：橡膠塞的有限元分析模型
在醫(yī)療領域，密封性是一個重要的質量標準。
展開 ANSYS Workbench ls-dyna中模擬蹦床上球體的彈跳過程 ￥19.89
自從ANSYS Workbench從18版本集成了ls-dyna之后，可以讓ansys愛好者更加靈活的模擬一些大變形和顯示動力學相關的實例，同時對于專業(yè)的ls-dyna從業(yè)者也可以進行模型的前處理和部分邊界條件的設置，極大的方便了操作過程，從經典的ANSYS前處理中擺脫出來（公眾號：CAE_ANSYS）。
本實例主要講解了一個小球在一定高度自由落體掉落到蹦床上，在速度的作用下查看碰撞和彈跳后的運動過程和應力應變情況。通過本實例可以了解workbench ls-dyna的基本操作過程，主要包含以下內容：
繪制小球和蹦床的平面模型的DM操作過程，建立圓環(huán)和圓面，如圖所示
2.在workbench ls-dyna中劃分網格，設置材料、剛體、彈簧、載荷速度、時間等設置方法，主要為設置掉落的高度，自動計算碰撞時的速度，設置蹦床的邊界固定，如圖所示。
需要重點關注的是蹦床材料模型，應該為彈簧床或者橡膠帆布一類的材料，設置相應的彈性模型或彈性材料性能，本實例采用純彈性材料。
3.后處理過程，提取結果，查看求解結果，獲取的變形量和變形后的應力如圖所示
本實例適用于不熟悉ls-dyna的初學者使用，可以適用于碰撞類型的的仿真模型，獲取所需要的結果，在此可以學到在workbench中如何完成一個簡單的操作實例，如何進行后處理的整個過程（公眾號：CAE_ANSYS）。
以下為操作源文件和部分圖片
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例6---單向壓縮過程模擬1
本篇博文是ANSYS與ABAQUS比較系列的第6個算例。對于該算例，本篇博文用ABAQUS模擬。
【問題描述】
模擬單向壓縮試驗，材料在壓縮過程中，發(fā)生了塑性變形?，F在已知其變形過程中真實應力與塑性應變曲線，要用軟件復現此過程。
已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。
材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，
材料的真實應力-塑性應變列表如下
【問題分析】
分析類型：因為是緩慢加載的，使用靜力學分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個分析步，第一個分析步稍微有接觸，第二個分析步則壓縮20mm
幾何模型：由于是軸對稱，使用軸對稱類型。對式樣使用變形體，對壓頭使用解析剛體；創(chuàng)建時使得壓頭和式樣距離5mm。
材料模型：彈塑性材料，按照給定的數據分別輸入彈性數據和塑性數據表格。
交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。
邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達到-25mm
【求解步驟】
1. 創(chuàng)建部件
創(chuàng)建兩個部件
均為軸對稱，前一個是變形體
后一個是壓頭，剛體，并在其中點創(chuàng)建參考點。
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
創(chuàng)建材料，其彈性屬性
塑性屬性
創(chuàng)建均值實體截面，并與上述材料屬性關聯
將上述截面屬性賦予給式樣。
3. 創(chuàng)建裝配
將上述二部件裝配在一起
4. 設置分析步
除了系統(tǒng)默認的分析步外，設置兩個分析步
兩個分析步都打開大變形開關，其中第二個分析步設置時間增量如下
即大致希望對于該分析步設置20個載荷子步。
5. 定義接觸
首先定義無摩擦的接觸
然后選取直線的下方，試件的上面直線作為接觸面，并引用上述接觸屬性創(chuàng)建無摩擦的接觸
6.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例6---單向壓縮過程模擬2
本篇博文是ANSYS與ABAQUS比較系列的第6個算例。對于該算例，本篇博文用ANSYS模擬。
【問題描述】
模擬單向壓縮試驗，材料在壓縮過程中，發(fā)生了塑性變形。現在已知其變形過程中真實應力與塑性應變曲線，要用軟件復現此過程。
已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。
材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，
材料的真實應力-塑性應變列表如下
【問題分析】
分析類型：因為是緩慢加載的，使用靜力學分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個分析步，第一個分析步稍微有接觸，第二個分析步則壓縮20mm
幾何模型：由于是軸對稱，使用軸對稱類型。對式樣使用變形體，對壓頭使用解析剛體；創(chuàng)建時使得壓頭和式樣距離5mm。
材料模型：彈塑性材料，按照給定的數據分別輸入彈性數據和塑性數據表格。
交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。
邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達到-25mm
【求解步驟】
1. 單元類型
單元選擇182單元，并設置為軸對稱約束。
2.材料模型
設置材料的彈性屬性，如下圖所示：
再設置材料的塑性模型，如下圖所示：
3.創(chuàng)建幾何模型
創(chuàng)建一個矩形面和一條線，顯示的線體模型如下圖所示：
4.劃分網格
劃分矩形面單元，單元尺寸設置為1.5mm，使用自由網格劃分方式，如下圖所示：
5.創(chuàng)建接觸
壓頭為剛性體，使用剛柔接觸，其中剛性體選擇上面的線，剛性體的控制點可以選擇在幾何體的質量中心；柔性體選擇矩形的兩側面的線和上面的線，其余保持默認，創(chuàng)建完成之后，注意接觸面的法線方向。
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