ansys動摩擦仿真的案例
使用 ANSYS 分析內燃機凸輪和從動組件的摩擦學參數
Finite element analysis (FEA) using ANSYS – Mechanical
3 Finite element analysis (FEA) using ANSYS – Mechanical
使用 ANSYS – 機械進行有限元分析 (FEA)
為了找到邊界值問題的粗略解決方案，需要使用一種稱為有限元法的數值技術（FEM）將系統劃分為更簡單和更小的部分。對結構進行結構研究的一種方法是有限元法。任何結構的研究都從其幾何形狀的定義開始，這取決于將要執行的模擬分析的類型。由于我們的研究重點是尋找相對運動的兩個物體之間的參數，因此我們必須對其進行有限元分析。進行靜態結構分析，為此需要一些假設。首先，凸輪與從動件表面之間的摩擦系數是恒定的。其次，在特定的模擬過程中，所有部件均由相同的材料制成。最后，結構對凸輪軸恒定轉速的響應相對于時間而言極其緩慢；材料是各向同性的；沒有振動；并且空氣動力阻力可以忽略不計。
將模型導入ANSYS仿真軟件中，利用ANSYS中的共享拓撲特征對從動活塞進行進一步劃分。共享拓撲操作的目標是保證鏈接的實體具有共享的面，這使得創建共形網格變得更加容易。彈簧端粘合到支撐件上，并且從動件支架使用固定支撐件命令進行固定，因為它為彈簧提供了阻力。（表1）
表 1 . 在 SolidWorks 中獲取的裝配尺寸[3]
分析涉及多個步驟。首先，對齊幾何形狀，使從動件和凸輪相互接觸（而不是穿透）。
展開 ANSYS摩擦磨損仿真 ￥49
磨損量統計
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應力仿真) ￥10
攪拌摩擦焊（FSW）是一種固態焊接技術，用于金屬的連接，無需填充材料。一個圓柱形旋轉工具插入牢固夾緊的工件中，并沿著待焊縫移動。隨著工具沿焊縫移動，工具肩部與工件之間的摩擦產生熱量。工件材料的塑性變形也會產生額外的熱量。產生的熱量使工件材料熱軟化。工具的移動使軟化的工件材料從前部流向工具后部并在此處凝固。隨著冷卻，兩塊板之間形成一個連續的固體焊縫。整個過程中不會發生熔化，產生的溫度始終低于所連接金屬的固相線溫度。攪拌摩擦焊相較于傳統焊接技術具有諸多優勢，并已在航空航天、汽車和造船等行業成功應用。
在攪拌摩擦焊過程中，熱行為和機械行為是相互依存的。由于溫度場會影響應力分布，因此本示例采用了一個完全熱機械耦合模型。該模型由具有結構和熱自由度的耦合場實體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機械和熱邊界條件。模擬分三個載荷步進行，分別代表過程中的壓入、停留和移動階段。
計算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規定了一個粘結溫度，以此來模擬工具后面的焊接過程。當接觸表面的溫度超過這個粘結溫度時，接觸狀態就會轉變為粘結狀態
展開 ANSYS在電磁作動器設計中的仿真應用
ANSYS采用ANSYS Maxwell、Twin Builder、ANSYS Workbench（ANSYS Mechanical 和ANSYS CFD）軟件對電磁作動器進行了多物理域系統級協同仿真分析。
結構簡述
作動器的結構形式有很多，但工作原理基本相同。典型的電磁作動器包含一個繞制在鐵極片的多匝線圈和一個可移動的銜鐵。另外，如外殼框架的鐵心部分，為磁通提供閉合回路，圖1展示了框架、磁極片、線圈和銜鐵的幾何結構。
圖1三維軸對稱結構典型電磁作動器視圖
圖2顯示了作動器在電壓源激勵條件下的瞬態磁通密度云圖。在線圈電流快速上升期間，磁通還沒有來得及擴散到作動器的整個磁路前，集中分布在作動器的內表面上，這也延遲了銜鐵力場的建立時間，從而延遲了閉合時間。類似道理，當外加電壓源關斷后從設備上撤銷磁場時，由于殘磁的存在也會延遲作動器銜鐵的重新打開時間。圖2中插圖顯示了考慮電渦流后局部磁場擴散過程，隨著時間推進，磁場穿過設備壁厚，銜鐵受力增加，最后，一旦受力克服了彈簧和負載反作用力后銜鐵閉合。
圖2 瞬態仿真0.001S后的磁密圖
靜態和瞬態仿真分析
Maxwell的靜態或者瞬態求解器可以完成作動器二維和三維電磁場分析。通常，在靜態仿真中把線圈的形狀系數、匝數和線徑以及幾何尺寸等參數設為參數化/優化變量，改變線圈電流和銜鐵位置值而輸出一組反映力和位置的曲線。由于Maxwell使用了自動自適應網格剖分技術，從而使變量的參數化/優化掃描變得非常的容易。
除了靜態方法以外，使用Maxwell瞬態求解器可以仿真在考慮了電氣控制和機械全面條件下銜鐵到達閉合位置的速度問題。
展開 
ANSYS在混動與電動汽車電源逆變器的多物理場仿真應用
在ANSYS軟件中提供了用于研究IGBT等設備電磁行為的全套多物理工具，專門用于研究電磁場仿真與電路系統仿真。這些工具在電源逆變器的開發中起到了十分有效的作用：
Twin Builder —— 一個多領域的電路系統仿真軟件，集成有電子、熱、結構、磁場和流體等組件；
Q3D Extractor —— 一種準靜態計算場求解器，用于計算載流結構種與頻率相關的電阻、電感、電容與電導參數；
HFSS —— 基于有限元的全波求解器，用于寄生參數的提取和三維電磁場的可視化。
為了準確的描述開關設備的行為，通常情況下，工程師應首先使用軟件的參數化向導，該向導會考慮設備的性能曲線以及設備供應商所提供的產品數據。這個過程會自動提取所需參數，用于建立IGBT的半導體電路模型，而不必手動執行此項目。
接下來，將電源逆變器的物理布局從CAD或布局工具中導入到Q3D Extrator。從物理布局上，Q3DExtrator 計算沿傳導路徑的與頻率相關的電阻、部分電感和電容。然后，工程師使用該工具在Twin Builder軟件中為系統仿真創建等效電路模型。 一旦創建了完成，就可以將其與半導體電路模型結合使用來創建IGBT的完整電子模型。該模型可以聯合電源、控制系統和負載一起分析。
模擬的結果可以結合HFSS軟件用于檢測輻射排放——特別要考慮由于快速開關產生的頻率諧波。為了更好的評判結果，可以將 Twin Builder 中的結果輸入到HFSS全波電磁求解器中。從而使得工程師可以對輻射場有一個全面的了解，并計算出空間中任意給定點的強度，以確定逆變器包是否符合標準。
應用這種方法，工程師不僅可以使用TwinBuilder工具對逆變器中的EMC/EMI問題進行設計并將問題的源頭追溯到設備的物理布局。
展開 使用Ansys Maxwell對感應電機堵轉和起動過程仿真
起動過程仿真
（1）起動仿真設置
● 激活考慮機械瞬態功能
- 初始速度:從0rpm開始起動
- 轉動慣量:RMxprt根據轉子質量和直徑自動計算
- 阻尼系數:(機械損耗+鐵損)/角速度的平方，RMxprt
- 可自動計算
- 負載轉矩
if(speed<121.453,-0.482522*speed,-7117.64/speed)
Speed:轉速，弧度/秒
解釋:當轉速小于121.453時，負載轉矩等于0.482522*speed(與轉速成正比)；當轉速大于等于121.453時，負載轉矩等于-7117.64/speed(恒功率負載，功率為7117.64W)
（2）求解并查看結果
● 轉矩和轉速
● 轉矩和轉速曲線
展開 ansys和LS-DYNA進行聯合軌道動靜態仿真對比（加上軌道不平順）
鋼軌和軌枕的垂向位移：
其中鋼軌垂向位移為0.877mm其中軌枕為0.465mm，為了驗證位移的正確性，在ANSYS中進行靜力計算，采用兩對個力模型軸重14t的轉向架對軌道的力進行加載結果如圖為0.9mm
加入軌道不平順的軌道模型：
為了接近仿真的真實性，加入軌道不平順如圖，
其中加入軌道不平順后輪軌力如圖：
其中靜止時也是69.9kN，動態最大為96.8kN，加入不平順后對輪軌力的影響較大。
鋼軌和軌枕位移：
其中軌枕和鋼軌垂向位移好像沒變，很奇怪。希望大佬批評指正。希望使用ls-dyna的人一起交流。我群號 198456828
