剛度系數ansys的案例
Workbench軸承設置，四個剛度系數，四個阻尼系數的含義 ￥5
作者介紹 力學碩士，有七年的結構有限元分析經驗。微信 leslie_wj
軸承，稱為機械設備的關節，其重要性無需多言。在workbench的模態分析功能中，有插入軸承支承的功能，但是相關設置可能不是那么容易理解，本文結合相關理論和實踐，努力把這個問題解釋清楚。
后文目錄
一：相關理論
二：實際操作
剛度、柔度系數與工程常數互換插件 ￥5
</p><p class="ql-align-justify">使用教程鏈接：</p><p class="ql-align-justify"><a href="https://www.yqgqt.org.cn/video/c246295" rel="noopener noreferrer" target="_blank">剛度、柔度系數與工程常數互換插件使用及驗證視頻教程_培訓課程_abaqus插件分享 剛度-技術鄰 (jishulink.com)</a></p><p><br></p>
展開 【JY】YJK前處理參數詳解及常見問題分析：剛度系數（三）
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【寫在前文】
本文介紹計算控制信息之剛度系數。
【計算信息參數詳解】
二、剛度系數
A區參數詳解
1、梁剛度放大系數按10《砼規》5.2.4條取值
勾選該項，軟件自動按《混凝土規范》表5.2.4所列情況計算梁有效翼緣寬度，并根據考慮翼緣后T形截面和原矩形截面抗彎剛度比值計算剛度放大系數。這樣，平面中不同位置的梁的剛度放大系數均可能不同。此時，“中梁剛度放大系數”不起作用。
該選項控制除地震作用、風荷載以外所有工況計算時的梁剛度系數。當地震作用、風荷載的中梁、邊梁剛度放大系數選項不勾選時，該選項也控制地震作用和風荷載下的梁剛度放大系數。
相關條文：
《砼規》5.2.4條
2、梁剛度放大系數上限
該參數與“梁剛度放大系數按10《砼規》取值”配套使用，主要是考慮到選擇按“梁剛度放大系數按10《砼規》取值”時，有時因為平面布置的問題，使得剛度放大系數計算值較大，因此軟件提供該參數，使得計算值不大于參數設置的數值。
3、中梁剛度放大系數
軟件在計算梁抗彎剛度時，只按照建模時輸入的梁的截面尺寸及材料信息計算。而實際情況是，對于現澆樓板，在采用剛性樓板假定時，樓板作為梁的翼緣，是梁的一部分，因此軟件采用此系數來考慮樓板對梁剛度的貢獻。
如果填1表示不做放大，如果填大于1的值，則梁剛度放大系數可在1.3～2.0范圍內取值。軟件自動搜索中梁和邊梁，對有樓板相連的梁進行剛度放大，其他情況的梁剛度不放大。
展開 如何從Ansys APDL中提取剛度矩陣與質量矩陣？ ￥69
1.引論
經常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進行計算、學習的學生或工程師們都會知道在有限元分析建模與計算中剛度矩陣與質量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質，大家往往在實際使用十分成熟的商業化軟件的過程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業軟件背后的原理與方法。
這時，不管是在學習中還是在工程應用中往往都會遇到一個同樣的問題，那么就是如何將Ansys APDL運行中的產生的各種數據（例如：剛度矩陣、質量矩陣）導出成為我們熟悉的形式或文件格式，從而為我們所用，所分析。
因此我決定寫下此篇文章來幫助很多實際工作或學習中需要用到此類技能的同學、同事們，讓大家更了解Ansys APDL背后的工作原理與數據導出方式。
當然，在社區中早就有大佬回答過了這個問題，并給大家制作了相應的提取矩陣軟件，其軟件具備了簡單、便捷的操作方式，讓很多想要提取剛度矩陣與質量矩陣的同僚們受益，那么我為什么還要寫一篇這樣的文章重新提起這樣一個話題呢？這就又回到了我開頭所說的“原理與方法”，我在此更希望面對想要進一步學習了解軟件背后機理的群體，并在此基礎上保留教學的簡潔性，提供導出矩陣與轉換、列式、求解的源代碼，使其既兼顧基本原理，又可以讓大家直接上手使用，非常的便捷，也避免了很多因為優化不完全導致的運行bug。
2.有限元軟件導出剛度矩陣與質量矩陣的方法
在使用APDL進行求解時，每次在求解完成后都會在工作路徑下生成一個.full文件，而這個文件十分關鍵，其正是剛度矩陣與質量矩陣的所在之處。
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Ansys Zemax | 如何使用漸暈系數
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本文介紹了在具有固定孔徑的系統建模中如何使用漸暈系數。漸暈系數可用于確定穿過無遮攔系統的光束的尺寸和形狀。結合漸暈系數也可實現此類系統的高效優化機制。
簡介
漸暈現象描述的是圖像的亮度在其邊緣相對于其中心降低的效應。
入射光束的漸暈現象一般由表面孔徑導致。它可能是設計師為限制像差而故意為之，也可能是系統中光束超過具有固定尺寸的光學組件所致的無意后果。
在OpticStudio中，您可以使用四個比例系數和正切角對此效應進行建模：VCX、VCY、VDX、VDY和TAN。
本文中給出了如何手動和自動設定漸暈系數的示例。本文還給出了一個展示漸暈系數主要作用的示例。
設置漸暈系數的值：手動設置
原則上，用戶可以為漸暈系數指定任意一組值。此功能的用途之一是構造進入光學系統的入射光束。
探究Vignetting example.ZMX文件中提供的單透鏡系統（可在本文開頭處下載此系統的文件）。在此系統中，直徑為 10 mm 的軸上圓形光束入射到透鏡上。光束的直徑由系統孔徑決定：
現在想像我們要讓尺寸為 8 x 6 mm 的橢圓光束入射到系統中，可以通過修改軸上視場點觀察到的光瞳的尺寸來實現。通過以下公式確定適當的漸暈系數 VDX 和 VDY：
和
其中P'x 和 P'y為按比例歸一化的光瞳坐標。
您可以在“設置(Setup)>編輯器(Editors)>視場數據編輯器(Field Data Editor)”中指定漸暈系數：
您可以在點列圖中觀察生成光束的形狀：
設置漸暈系數的值：自動設置
如果我們不想自己指定漸暈系數該怎么辦？
展開 ANSYS模型剛度、質量矩陣快速提取小軟件—km_from_Ansys ￥88
背景
從事結構振動控制、車橋耦合振動、結構健康監測傳感器優化布置、結構動力性能分析等等一系列研究的同仁們應該都面臨過一個同樣的問題—“怎么把結構的剛度和質量矩陣建立出來？”。這對于那些數值分析高手和專家可能不是什么問題；但是對于科研剛入門的新手來說，這個難度還是相當大的。如果都靠自己寫程序來建立有限元模型，則對理論基礎、編程水平都有很高的要求，甚至程序做出來也未必能保證其正確性，是一個很讓人頭疼的問題。
對于一些簡單的被動控制裝置或簡單的動力學分析，當然也可以在有限元分析軟件中構造出裝置組成直接分析（剛度+阻尼類型），但是對于稍復雜一些的控制裝置和耦合分析等問題，會受到平臺功能上的限值，尤其是對于主動和半主動等涉及控制算法的研究來說，基本很難在有限元軟件平臺上實現分析。再加上如果需要對裝置進行參數優化，需要進行多次重復計算，難度就更大。
Ansys、ABAQUS等軟件平臺給我們提供了比較穩定有效的有限元模型建立平臺，通過借助商業軟件來建立模型，再將其中的剛度、質量矩陣導出，是非常可取的一種方法。如果能夠提取出模型的矩陣，明晰計算原理，就能夠很容易的通過自己的程序設計對計算過程進行補充、調整，來達到自己定制的計算分析目的。其實，不僅對于振動控制，比如結構靜動力分析、車橋耦合分析、結構傳感器優化配置方案設計等，都有應用需求。因此，一個能夠便捷的提取結構矩陣的方法就顯得至關重要。
技術鄰平臺已經有大佬提供了ABAQUS軟件剛度和質量矩陣的導出方法。這里補充一下在ANSYS中導出質量和剛度矩陣的方法和小軟件。
2.
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文將介紹如何利用 Zernike 系數來描述光學系統的波前像差，進而在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件時，生成一個雖簡單卻準確的光學系統表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但卻無法得到該光學系統對應的處方數據，那么通常就會出現上述所提及的情況。
介紹
在某些情況下，需要對光學子系統進行表示，而無需詳細掌握其處方參數。針對一階光學計算，采用近軸透鏡模型便已足夠；然而，當涉及波前像差分析時，可借助 Zernike 相位系數構建光學系統所產生波前的精確數學模型。
OpticStudio 具備完善的黑盒功能特性，從功能適配性角度而言，建議將其用于當前任務需求。不過，若無法提供 Zemax 黑匣子文件，可參考并執行以下操作流程。
Zernike 相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike 格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike 相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文展示了如何使用 Zernike 系數來描述系統的波前像差，并在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件的情況下生成光學系統的簡單但準確的表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但您無法獲得其處方數據，則通常會出現這種情況。(聯系我們獲取文章附件)
介紹
有時需要表示光學子系統，而不詳細了解其處方。對于一階計算，近軸透鏡就足夠了，但是當也需要波前像差時，可以使用Zernike相位系數來提供光學系統產生的波前的精確模型。
OpticStudio支持全面的黑盒功能，建議用于此目的。但是，如果無法提供 Zemax 黑匣子文件，則可以使用以下過程。
澤尼克相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
有一個重要的例外：當被建模的系統是全反射系統時，可以使用Zernike標準SAG表面來模擬給定場點的所有波長下的性能。下一期將詳細介紹此特殊情況。
展開 基于Tribo-X inside ANSYS滑動軸承系數計算應用
Tribo-X inside Ansys是滑動軸承分析專用工具，具有滑動軸承剛度系數和阻尼系數計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態特性，獲得的跟隨轉子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數能夠無縫傳遞到轉子動力學分析模塊的軸承工具中，進行相關仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環境基于ANSYS Mechanical進行軸承分析的預處理和后處理，軟件安裝以后在ANSYS Mechanical中新增了一個名為Tribo-X inside ANSYS的工具欄，如圖1所示。
圖1
Tribo-X inside ANSYS分析的計算條件分為基礎邊界條件定義和高級分析求解邊界條件兩類。任何基于Tribo-X inside ANSYS工具的分析內容都首先建立在基本邊界的定義基礎上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進行定義，往往需要更高級的license進行支持。下面對Tribo-X的基礎邊界和高級邊界條件內容進行簡要說明。
圖2
基礎邊界條件定義簡要說明：
Pressure Supply：壓力邊界條件，用來定義潤滑油的供應區域。該區域可以在軸承或軸的表面上定義。當壓力邊界條件選擇多個面時，就可以定義多個潤滑油的供應。供油幾何形狀可以是任意的，壓力值必須為正。因此，任何類型的潤滑供應都是可以定義的。
Bearing Geometry：如圖3所示，它用于確定液體滑動軸承的位置，是確定軸承與軸之間潤滑間隙的基礎。
展開 ANSYS中整體、單元剛度和質量矩陣的提取
這時用編輯器打開cp.out文件，可以看到按單元寫出的質量、剛度等矩
陣
ANSYS中整體、單元剛度和質量矩陣的提取.rar
ANSYS剛度矩陣的提取與解析(python解析）
就ansys如何提取剛度矩陣、如何解讀提取的文檔以及利用Python進行解析。
在workbench中實現整個過程的參數化過程除了前幾次文章介紹的模型與網格，還應該包括材料參數的參數化定義。利用Python進行二次開發能夠實現材料參數的自由定義，比如來源于excel表格或者文檔的數據，通過Python代碼的自動讀取，參與到實際的有限元分析進程中。
結構有限元最后的求解過程總是歸結到求解一個大型矩陣方程Ax=b，對于一些情況還需要考慮質量矩陣M和阻尼矩陣C。有限元程序在組裝完所有單元的剛度矩陣后，考慮模型所施加的約束和載荷，最終將剛度矩陣進行一些處理，例如乘大數法，變成Ax=b的形式，其中A是剛度矩陣，b是節點載荷，x為待求的節點位移，A和b全為已知量。
基本上各類有限元軟件均能夠提取模型的剛度矩陣，此次針對剛度矩陣的提取與解析做一個例子，采用的軟件是ANSYS經典。
在ANSYS中建立一個簡單的模型，劃分網格后共12個節點，定義材料參數，施加約束和載荷后求解。有限元模型如下所示。
待求解結束后，會在工作目錄下生成一個后綴為full的文件，之后即可進行剛度矩陣的提取。
通過主菜單，如下所示。
選擇Matrix后，彈出如下所示的界面。
其中，File to be read需要指定工作目錄下生成的full文件，Name of file to write為所導出剛度矩陣的文件名稱；Output matrix file format表示文件格式，還有Binary，生成的是文檔文件，選擇Ascii即可；Matrix to write表示輸出的是剛度矩陣/質量矩陣還是阻尼矩陣；RHS選項表示是否同時輸出右端項，也即是Ax=b中的b。
打開生成的剛度矩陣文檔，如下所示。
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基于 MATLAB 的 ANSYS Harwell-Boeing 格式稀疏矩陣提取工具 —— 剛度矩陣與質量矩陣 ￥30
在有限元分析中，ANSYS 可以導出大規模稀疏矩陣（如剛度矩陣、質量矩陣），通常使用 Harwell-Boeing (HB) CCS 格式。這些矩陣對后續二次開發、動力學分析或自定義求解器非常重要，但由于其稀疏和壓縮存儲形式，直接在 MATLAB 中讀取和使用并不方便。
本文提供了 兩個 MATLAB 函數，可直接從 ANSYS 導出的 HB 矩陣文件中讀取并重構成 MATLAB 稀疏矩陣：
1.剛度矩陣提取函數
輸入：ANSYS 導出的剛度矩陣 HB 文件（stiff.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 K，可直接用于動力學計算或驗證
支持自動對稱化，保證數值正確
2.質量矩陣提取函數
輸入：ANSYS 導出的質量矩陣 HB 文件（mass.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 M
使用與剛度矩陣同樣的解析邏輯，無需額外修改
案例說明：
本文以高速鐵路接觸網結構為例，展示了如何將 ANSYS 中導出的稀疏剛度矩陣和質量矩陣，在 MATLAB 中完整展開，并進行后續動力學分析準備。
通過該方法，可以將大規模有限元矩陣快速轉化為 MATLAB 可操作形式，為自定義振動分析、模態分析及其他科研或工程應用提供基礎。
優勢與應用：
支持大規模稀疏矩陣解析
自動對稱化，保證數值精度
適用于剛度矩陣、質量矩陣、其他 HB 格式矩陣
可作為動力學求解器或后處理工具的基礎模塊
使用方法：
1.使用以下代碼對ansys中生成的質量及剛度矩陣進行提取，file,5,full（5為工作目錄下full文件的文件名，例如：filename.full）。
展開 『原創』ANSYS的單位在哪可以看見和設置，FLOTRAN模塊中，流通導熱系數怎么設置？
本人正在做論文，初學ANSYS不久，現向大家求教
ANSYS的單位在哪可以看見和設置，FLOTRAN模塊中，流體導熱系數怎么設置？
另在一個二維的圓環流體模型中，我設置了內圓環邊界流體速度，那么外圓環流體速度還要設置嗎？
斯姆勒 5.21-24 西安 | ANSYS工程結構強度、剛度、非線性分析及結構優化工程應用高級培訓
ANSYS 工程結構強度、剛度、非線性分析及結構優化工程應用高級培訓
一、培訓目標
（一）、理解有限元分析計算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結構強度、剛度的分析方法和非線性分析技巧；
（四）、掌握工程結構優化設計（拓撲優化、尺寸優化）分析方法；
（五）、培養獨立工程結構的力學分析能力。
二、增值服務
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元），可反復學習。
2、參與學員均免費注冊為雅典娜仿真技術共享云平臺會員，贈送仿真技術視頻數百G仿真技術視頻；
3、持本人學生證或教師證享有9折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
4、參與學員及單位均可享受雅典娜云平臺所有課程7折優惠。
5、單次課程參與培訓人數5人及以上，可安排就近城市開課。
三、主講老師
寧老師，斯姆勒數值仿真技術研究院首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業結構負責人，18年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發表論文20余篇，獲得專利11項，開發有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉子動力學分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。
展開 提取ANSYS中的剛度矩陣和質量矩陣到MATLAB中進行二次開發 ￥88
這個是Ansys幫助文件中對HBMAT命令的解釋，在Ansys分析中，會在根目錄下形成.full的二進制文件，里面存儲的就是已經組合好的剛度和質量矩陣，只是是以二進制文件的形式存在，通過HBMAT命令可以將二進制文件轉換為可以使用的十進制文件，十進制文件是以txt的形式存放在根目錄下。
ANSYS中根據Harwell-Boeing文件格式存儲剛度矩陣，如圖所示：
文件基本格式是前面有4或5行描述數據，其后為單列矩陣元素值，說明如下：
第1行：格式（A72），為文件頭的字符型解釋，如剛度矩陣或質量矩陣等標題。
第2行：格式（5I14），分別表示該文件的總行數（不包括文件頭）、矩陣列指針的總行數、矩陣行索引的總行數、矩陣元素數值的總行數、右邊項總行數。
第3行：格式（A3,11X,4I14），分別為矩陣類型、矩陣行數、矩陣列數、矩陣行索引數（對組裝后的矩陣，該值等于矩陣行索引數）、單元元素數（對組裝后的矩陣此值為0）。
第4行：格式（2A16,2A20），分別表示列指針格式、行索引格式、系數矩陣數值格式、右邊項數值格式。
第5行：格式（A3,11X,2I14），A3各列分別表示右邊項格式、應用高斯起始矢量、應用eXact求解矢量；兩個整數分別表示右邊項列數、行索引數。三個字符中的第1個字符可取：F---全部存貯（如節點荷載向量的全部元素）、M---與系數矩陣相同方法。
第6行后：矩陣元素值（單列）。
矩陣類型用3個字符表示，第1個字符可取：R---實數矩陣、C---復數矩陣、P---僅矩陣結構（無元素數值）；第2個字符可取：S---對稱矩陣、U---不對稱矩陣、H---Hermitian矩陣、Z---病態對稱矩陣；R---帶狀矩陣；第3個字符可取：A---組裝的矩陣、E---單元矩陣（未組裝）。
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