ansys幾何體關聯
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys幾何體關聯的實例教程
我們都知道，通過諸如HPERMESH這樣的有限元網格劃分軟件得到的模型，在傳入ANSYS以后，只包含節點和單元信息。但是當我們在WB中使用模型操作時，有時候需要選擇幾何特征，如在圓孔面上施加圓柱支撐，而此時對象只有單元節點信息，并無體面線的幾何信息，該怎么辦呢？
顯然，處理此問題的有效途徑，在于把有限元模型與該有限元模型對應的幾何模型進行關聯，再一起導入到MECHANICAL中進行分析，則既能夠既享受HYPERMESH的網格劃分的樂趣，又能充分享受對于幾何體設置邊界條件的便利了。ANSYS WORKBENCH提供了這種功能，下面舉一個例子，說明如何在ANSYS WORKBENCH中關聯有限元模型和對應的幾何體，從而滿足上述要求。
幾何模型如下圖。該模型在DM中創建，在meshing中劃分網格，再導入到ANSYS 的WORKBENCH中的finite modeler中關聯幾何體，最后進入到MECHANICAL中分析。下面說明其主要過程。
1. 創建幾何模型
使用任何一款三維建模軟件創建下圖的模型，注意單位用mm.然后導出為geom.stp.
2. 創建有限元模型
使用常用的有限元網格劃分軟件導入上述模型，得到有限元模型。
3. 使用finite element modeler打開有限元模型
進入WORKBENCH，使用finite element modeler打開第二步創建的有限元模型如下
4.創建新的工作幾何體
首先創建新的工作幾何體
指明該幾何體的位置，就是第一步所導出的幾何模型文件
右鍵單擊該新的工作幾何體，并選擇“generate”
則樹形大綱結果如下
這是主窗口中得到的工作幾何體。
展開 Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當零部件的尺寸大于材料標準測試樣件時，零部件的表面或內部缺陷發生的概率會增加，從而導致零部件尺寸越大，疲勞壽命越低）
對與規則幾何形狀的零部件，有相應的經典公式提供特征尺寸的計算；例如圓形細長桿的特征尺寸是直徑；薄板零部件的特征尺寸是板厚等；但是實際工作中的零部件幾何形狀千差萬別，沒有統一的經典公式可以提供特征尺寸的計算；在FKM手冊中給出了一個通用公式，用于估計零部件疲勞危險區域的局部特征尺寸；
FKM關于循環載荷的疲勞評估中，提及可以使用循環載荷下的有限元應力結果進行疲勞損傷估計。此時，除了需要由應力結果估計危險疲勞區域，提取危險點的應力結果外，還需要給出危險疲勞區域的特征尺寸。在Ansys Workbench中，用戶可以方便的查看應力結果云圖，從而大體評估出危險疲勞區域。并且用戶可以通過選取高應力區域的單元體，再通過特征尺寸一般計算公式，來估計高應力區域的特征尺寸，進行進行合理的FKM疲勞評估。
但是，Ansys Workbench中，當用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。并且通過查詢資料，即使在APDL經典界面中對與體單元也是僅僅只能輸出體積（沒有體單元表面的輸出）；并且對與FKM特征尺寸的一般計算公式中，關于表面積A，也并不是指每個體單元所有面的表面積的總和。
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在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1.
本文檔使用 Ansys 材料設計器展示四種不同類型的微觀結構及其對應的宏觀尺度材料性能：隨機單向纖維結構、體心立方顆粒結構、金剛石晶格結構和編織結構。
目標
理解微觀結構與宏觀尺度材料性能之間的關系
步驟
案例1：隨機單向纖維（木材）
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個“材料設計器”組件。檢查單位。
2. 定義材料。
Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。在Lumerical套件中，可以使用FDTD和RCWA求解器對單個組件進行設計，而在OpticStudio軟件中，可以對DOE的性能進行分析。這些軟件包使您能夠同時對單個透鏡或多個透鏡進行仿真。
實施方法：在Ansys Mechanical結構有限元分析軟件中初始化Joint Finder后，在SDC Verifier中運行Beam Member Finder，以按方向對梁進行分段，并且運行Weld Finder，以識別模型中的焊縫。上述每個工具都提供可自定義的幾何結構、載荷、約束和有限元分析（FEA）模型選擇設置，使您能夠調整選項，以減少識別時間，并確保準確高效地準備分析模型。
3.【2025年三等獎】李辰 | 小米移動科技股份有限公司南京分公司，Ansys Rocky 耦合 Ansys Motion 在洗衣機平衡環研發中的應用：作品將離散元和多體動力學進行了有機結合，確定了Ansys Rocky和Motion耦合的方案進行洗衣機平衡環的仿真，并在家電行業得到驗證，探索了一條新的多物理場仿真路徑。
· 無縫集成 **CAD（SolidWorks、CATIA）、FEA（ANSYS、Abaqus）、控制（MATLAB）、疲勞（MSC Fatigue）** 工具，實現 “幾何建模 - 動力學仿真 - 結構分析 - 控制優化 - 壽命預測” 全流程閉環，支撐數字孿生落地。
3.
3、導入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設置：在頂面添加一個 30kg 的點質量。創建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。使用 “多區域” 網格劃分方法對各部件劃分網格。
5、分析設置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠程點施加 20000N 的水平力。
打開 Ansys Workbench，創建一個"靜力結構"分析。檢查單位設置。
2. 導入幾何模型（圖1）。大的綠色圓柱體截面積為 314 平方毫米，小的綠色圓柱體截面積為 0.78 平方毫米。因此，當 1 牛頓的力作用在小圓柱體上時，大圓柱體應產生 402.6 牛頓的反作用力。
（圖1：液壓千斤頂的幾何模型）
3. 定義接觸并對部件進行網格劃分。
這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進行定義。
目標
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應的流體體積與壓力之間的關系
步驟
1. 打開 ANSYS Workbench，創建“靜力結構”分析。檢查單位。為鞋體創建彈性材料。
2. 導入鞋底幾何模型（圖1）。
茶壺主體與壺蓋的截面視圖</em></p><p>為幾何體賦予材料。首先對瓷材料進行分析。</p><p><br></p><p>使用模型默認生成的主體與壺蓋之間的熱接觸。</p><p><br></p><p>如圖 2 所示，在模型上施加相關的熱邊界條件。假定茶壺內的茶水溫度為 100°C。
