ansys極限應(yīng)力分析的案例
基于ANSYS Workbench 仿真分析液壓閥塊內(nèi)部油路極限壁厚
在 ANSYS Workbench 中使用 Mesh 模塊對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，需要考慮的問(wèn)題有很多，但總的來(lái)說(shuō)是：對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的模型可以直接采用對(duì)應(yīng)網(wǎng)格劃分方法；對(duì)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的模型，則應(yīng)根據(jù)問(wèn)題的需要選擇合適的網(wǎng)格劃分方法[5]。網(wǎng)格化的三維模型如圖 4 所示。
1.3 邊界條件與約束載荷的設(shè)置
為了簡(jiǎn)化計(jì)算并確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)把液壓閥塊從整個(gè)液壓系統(tǒng)中分離出來(lái)進(jìn)行有限元分析計(jì)算。在添加約束和載荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際受約束和受力狀態(tài)合理選擇約束類(lèi)型和載荷類(lèi)型[6]。在液壓系統(tǒng)實(shí)際使用過(guò)程中，液壓閥塊一般從底部或側(cè)面用螺栓固定在結(jié)構(gòu)件上，然后通過(guò)硬管或膠管與其他液壓元器件相連，液壓閥塊內(nèi)部流經(jīng)高壓液壓油，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。
所以此次仿真，我們對(duì)液壓閥塊底面添加一個(gè)固定支撐，然后對(duì) 4 個(gè)內(nèi)部封閉腔施加 42 MPa 的極限壓力。求解后最終觀(guān)察液壓閥塊主封閉腔與另外 3 個(gè)封閉腔的最小壁厚間隙分別為 3 mm、5 mm 和 7 mm時(shí)所受的應(yīng)力與應(yīng)變的情況。
1.4 仿真結(jié)果及分析
ANSYS Workbench 后處理器提供了友好的用戶(hù)界面，可以計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值，并能通過(guò)云圖的形式表達(dá)出來(lái)[7]。
通過(guò)對(duì)液壓閥塊 4 個(gè)內(nèi)部封閉腔施加 42 MPa 的極限壓力后仿真，得出了液壓閥塊所受的 Von Mises等效應(yīng)力云圖與等效彈性應(yīng)變?cè)茍D，分別如圖 5、圖 6所示。
從計(jì)算結(jié)果中可以看出，液壓閥塊所受的 VonMises 最大等效應(yīng)力與最大等效彈性應(yīng)變出現(xiàn)在最小壁厚間隙為 3 mm 處，最大等效彈性應(yīng)變達(dá)到了0.549 37 mm，相對(duì)于 3 mm 的壁厚來(lái)講影響比較大，最大等效應(yīng)力更是達(dá)到了 102 MPa。
展開(kāi) 吊艙掛載應(yīng)力分析SW和ansys分析對(duì)比
吊艙掛載應(yīng)力分析
吊艙掛載方式細(xì)節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤(pán)內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應(yīng)力分析
吊艙掛載后的吊艙架應(yīng)力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強(qiáng)度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個(gè)孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個(gè)孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運(yùn)行應(yīng)力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強(qiáng)度足夠。
ANSYS靜應(yīng)力分析結(jié)果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計(jì)算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開(kāi) ansys18.2焊接過(guò)程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過(guò)程分析
移動(dòng)熱源通過(guò)插件實(shí)現(xiàn)
ANSYS workbench泵殼熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)泵殼的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線(xiàn)性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強(qiáng)度分析
主應(yīng)力差：
S
12
=
σ
1
-
σ
2
S
23
=
σ
2
-
σ
3
S
31
=
σ
3
-
σ
1
應(yīng)力強(qiáng)度：
S
=
Max{|S
12
|,|S
23
|,|S
31
|}
總體一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為KSm，局部一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm（對(duì)錐殼小端為1.1KSm），一次薄膜加一次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm，一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度加二次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為3.0Sm，一次+二次+峰值應(yīng)力強(qiáng)度極限為2Sa。Sm為許用應(yīng)力強(qiáng)度，Sa為許用應(yīng)力幅值。K為載荷系數(shù)，設(shè)計(jì)工況下K=1, 液壓試驗(yàn)工況K=1.25。
應(yīng)力分析結(jié)果
圖5給出了模型在設(shè)計(jì)工況下的應(yīng)力分布圖，由圖可知，最大應(yīng)力值都位于接管N4a與殼體相交外圓角處。
圖5-設(shè)計(jì)工況下應(yīng)力分布圖
應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定
圖6~11給出了設(shè)計(jì)工況下線(xiàn)性化路徑圖。表2給出了線(xiàn)性化結(jié)果。
展開(kāi) ANSYS Workbench橢圓人孔應(yīng)力分析 ￥29
分析中采用的材料參數(shù)見(jiàn)表1.
表1 計(jì)算參數(shù)匯總表
2 分析過(guò)程
取人孔的1/4及鍋殼建立三維分析模型。由于鍋殼直徑與人孔幾何尺寸相比很大，因此沿鍋殼環(huán)向僅取90°進(jìn)行分析。鍋殼軸向取用長(zhǎng)度為1m。由于人孔螺栓僅在預(yù)緊時(shí)起作用，隨著內(nèi)壓力的增加，螺栓的拉力下降，影響也隨之減弱，而且螺栓的橫截面積與人孔頸橫截面積相比應(yīng)為小量，因此模型中予以忽略。
模型位移邊界條件容易得到。對(duì)稱(chēng)面施加無(wú)摩擦約束，遠(yuǎn)離人孔的鍋殼橫向剖面上作用有均布拉力，為-50.803MPa；同時(shí)模型承受內(nèi)壓載荷1.6MPa。
采用較粗糙的網(wǎng)格模量，總共11092個(gè)節(jié)點(diǎn)，1830個(gè)單元，最大偏度為0.59，平均偏度為0.08。
圖2 模型網(wǎng)格
圖3 邊界條件
人孔墊片在人孔組件中不僅起到密封作用，還有一個(gè)重要作用就是將人孔蓋正面的介質(zhì)壓力傳遞到人孔加強(qiáng)圈上。墊片材料通常采用石棉板或橡膠石棉板，但其力學(xué)性能數(shù)據(jù)很難得到，因此分析模型中將墊片做簡(jiǎn)化處理，取很小的彈性模量，本例子取0.1MPa。
圖4給出了墊片傳遞面力的大小。如果墊片壓力為均均分布，容易計(jì)算出均布?jí)毫碚撝禐?.492MPa。從圖4看，壓力分布還是比較均布的，大部分壓力值都在8.5MPa附近，負(fù)值代表墊片受力方向。
3 結(jié)果討論
圖5給出了人孔應(yīng)力強(qiáng)度分布，可見(jiàn)，應(yīng)力最大值位置出現(xiàn)在人孔加強(qiáng)圈與鍋殼相貫位置短軸端部?jī)?nèi)側(cè)。最大應(yīng)力值為240.36MPa。
圖5 應(yīng)力強(qiáng)度云圖
在應(yīng)力較大位置取4條評(píng)定線(xiàn)（見(jiàn)圖6），按照線(xiàn)法進(jìn)行應(yīng)力分解，分解及評(píng)定結(jié)果如下。
展開(kāi) ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報(bào)告
ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報(bào)告
一. 設(shè)計(jì)分析依據(jù)
（1）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
（2）JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（2005 確認(rèn)版）
1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
表1 設(shè)備基本設(shè)計(jì)參數(shù)
1.2 計(jì)算及評(píng)定條件
(1) 靜強(qiáng)度計(jì)算條件
表2 設(shè)備載荷參數(shù)
注：在計(jì)算包括二次應(yīng)力強(qiáng)度的組合應(yīng)力強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選用工作載荷進(jìn)行計(jì)算，本報(bào)告中分別選用設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算，故采用設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行強(qiáng)度分析結(jié)果是偏安全的。
(2) 材料性能參數(shù)
材料性能參數(shù)見(jiàn)表3，其中彈性模量取自JB4732-95 表G-5，泊松比根據(jù)JB4732-95 的公式（5-1）計(jì)算得到，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度分別根據(jù)JB4732-95 的表6-2 和表6-6 確定。
表3 材料性能參數(shù)性能
(3) 疲勞計(jì)算條件
此設(shè)備接管a、c 上存在彎矩，接管載荷數(shù)據(jù)如表4 所示。
表4 接管載荷數(shù)據(jù)表
二. 結(jié)構(gòu)壁厚計(jì)算
按照靜載荷條件，根據(jù)JB4732-95 第七章（公式與圖號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)中的編號(hào)）確定設(shè)備各
元件壁厚，因介質(zhì)密度較小，不考慮介質(zhì)靜壓，同時(shí)忽略設(shè)備自重。
1.筒體厚度
因Pc=2.97MPa<0.4KSm=0.4×1×134.8=53.92MPa，故選用JB4732-95 公式（7-1）計(jì)算筒體厚度：
3.開(kāi)孔接管
接管開(kāi)孔采用16MnⅡ厚壁管，結(jié)構(gòu)見(jiàn)總圖及零件圖，各開(kāi)孔厚壁管有效尺寸如表5 所示：
表5 接管有效尺寸
三. 結(jié)構(gòu)有限元分析
按照J(rèn)B4732-1995 進(jìn)行分析，整個(gè)計(jì)算采用ANSYS軟件，建立有限元模型，對(duì)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度應(yīng)力分析。
3.1 有限元模型
(1)上封頭部分
根據(jù)上封頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學(xué)模型。
展開(kāi) ANSYS分析VS理論解 | 簡(jiǎn)單托架應(yīng)力和變形分析（桿單元實(shí)例）
(4) 查看各單元應(yīng)力：
①定義軸向應(yīng)力單元表：Main
Menu >General Postproc >Element Table>Define
Table，→Lab：輸入Stress_I →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“1”→OK
→Apply →Lab：輸入Stress_J →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“2”→OK
→Close。
③軸力列表顯示：Main Menu >General Postproc >Element Table>List Element Table→選擇FN→OK→記錄各個(gè)單元的軸力→File →Close。
④畫(huà)軸力圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res(見(jiàn)圖1.5)→LabI選擇Stress_I，LabJ選擇Stress_J→OK。
5．退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
來(lái)源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用公眾號(hào)，版權(quán)歸作者所有。
展開(kāi) ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析1
對(duì)于土木，機(jī)械，航空航天和許多其他學(xué)科的工程師而言，應(yīng)力分析是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。盡管它被稱(chēng)為應(yīng)力分析，但它會(huì)在結(jié)構(gòu)上同時(shí)尋找應(yīng)力和應(yīng)變，以便確定外部載荷下結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。應(yīng)力分析可以通過(guò)不同的方式執(zhí)行，例如，實(shí)驗(yàn)測(cè)試，分析解決方案或計(jì)算模擬，實(shí)驗(yàn)測(cè)試或方法的組合或方法的組合。在本課程中，我們將從應(yīng)力分析的目標(biāo)和應(yīng)用開(kāi)始，并且將解決工程師在應(yīng)力分析的計(jì)算仿真中的作用的重要性。
【免責(zé)聲明】本文資料摘自網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家
展開(kāi) ANSYS workbench錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)錐形透鏡的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線(xiàn)瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS課程_固體力學(xué)中的應(yīng)力分析2
【免責(zé)聲明】本文資料摘自網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，謝謝大家
基于ANSYS WORKBENCH的桿件系統(tǒng)的熱應(yīng)力分析
【理論分析】
該問(wèn)題來(lái)自于《材料力學(xué)》“軸向拉伸壓縮”一章中的“溫度應(yīng)力”一節(jié)（P45）。（劉鴻文，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，第四版）
設(shè)兩根桿件的內(nèi)力為基本未知數(shù)，根據(jù)熱膨脹，計(jì)算兩根桿件的伸長(zhǎng)量與內(nèi)力的關(guān)系，然后基于變形協(xié)調(diào)關(guān)系，得到內(nèi)力的大小。
最后計(jì)算的結(jié)果是：
上述答案直接拷貝自原教材。
【仿真分析】
1. 這是一個(gè)熱應(yīng)力問(wèn)題。但是并不需要使用耦合系統(tǒng)。直接使用靜力學(xué)系統(tǒng)可以求解。
2. 對(duì)于材料設(shè)置，需要?jiǎng)?chuàng)建兩種材料：鋼和銅，并分別給定其彈性模量，泊松比和線(xiàn)脹系數(shù)。對(duì)于A(yíng)B桿，則設(shè)置剛性很大（例如彈性模量是鋼材的千萬(wàn)倍）的材料。
3.幾何建模。分別創(chuàng)建三個(gè)線(xiàn)體，分別代表AB,AD和BE。對(duì)于A(yíng)D和BE賦予矩形截面屬性，保證其橫截面積即可。AB就使用AD的橫截面屬性。
4.屬性設(shè)置。分別設(shè)置三桿的材料屬性。
5.劃分網(wǎng)格。給定5毫米的單元長(zhǎng)度劃分。
6.連接。所有連接處均使用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
7.分析設(shè)置。給定參考溫度和實(shí)際溫度。
8.后處理。在后處理中提取梁?jiǎn)卧膬?nèi)力。
【仿真過(guò)程】
1.打開(kāi)ANSYS WORKBENCH14.5
2.創(chuàng)建項(xiàng)目流程圖。
這里創(chuàng)建一個(gè)靜力學(xué)分析系統(tǒng)。
3.創(chuàng)建兩種材料，并設(shè)置其屬性。
雙擊engineering data單元格，然后創(chuàng)建兩種新材料，按照題目的數(shù)據(jù)設(shè)置其彈性模量和線(xiàn)脹系數(shù)。
修改默認(rèn)鋼材屬性，得到本題中鋼材的屬性。
加入銅合金，并修改其屬性，得到本題中銅的屬性
創(chuàng)建一個(gè)新材料，其彈性模量是2E18,即彈性模量是鋼材的千萬(wàn)倍，用于模擬剛體。
4. 創(chuàng)建幾何模型。
雙擊geometry，進(jìn)入到DM中，設(shè)置長(zhǎng)度單位是毫米。
以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向，建立坐標(biāo)系。則各點(diǎn)的坐標(biāo)如下。
展開(kāi) 基于ANSYS Workbench的噴管熱應(yīng)力分析
通過(guò)對(duì)噴管熱應(yīng)力的分析，首先進(jìn)行流固耦合分析，得到噴管整體結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分析，看到噴管的溫度場(chǎng)在轉(zhuǎn)動(dòng)板稍微向上的外殼附近存在著明顯的溫度梯度，熱應(yīng)力的產(chǎn)生來(lái)源一種是結(jié)構(gòu)中存在著明顯的溫度梯度，另外就是在結(jié)構(gòu)約束的地方存在熱應(yīng)力。一般而言，溫度梯度越大，約束越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力值則越大，按照線(xiàn)彈性理論分析，則會(huì)出現(xiàn)有些結(jié)構(gòu)部件會(huì)失效的情況，然而這與實(shí)際情況不符合，因此需要對(duì)噴管結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析進(jìn)行彈塑性本構(gòu)材料的熱應(yīng)力分析，彈塑性材料的熱應(yīng)力分析結(jié)果表明，噴管在溫度梯度大的地方，以及在溫度梯度較大并存在約束的地方的等效熱應(yīng)力值超過(guò)了材料的屈服極限，但是小于材料的抗拉強(qiáng)度，說(shuō)明噴管結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性變形區(qū)，結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生破壞。并且分三種模型分別考慮溫度場(chǎng)和考慮溫度場(chǎng)及氣動(dòng)載荷共同作用下的仿真，仿真結(jié)果表明，導(dǎo)流板的下移之后，噴管結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)有一定的下降，并且考慮彈塑性熱應(yīng)力仿真分析表明，隨著溫度場(chǎng)的下降，結(jié)構(gòu)的彈性等效應(yīng)力下降。在原始模型和下降2mm的模型仿真后噴管在氣動(dòng)載荷和溫度載荷作用下結(jié)構(gòu)的最大位移出現(xiàn)在導(dǎo)流板上，而導(dǎo)流板下降4mm后的仿真表明，結(jié)構(gòu)的最大位移還是受溫度場(chǎng)的影響明顯，出現(xiàn)在噴管外側(cè)板的頂端，導(dǎo)流板處的位移變形也較明顯，最大為8.5mm。由于噴管局部進(jìn)行塑性區(qū)域，就需要考慮多次工作情況下，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析。或者對(duì)噴管承受熱應(yīng)力較大的區(qū)域，設(shè)置熱防護(hù)層或者其他措施，以降低該區(qū)域的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)提高噴管運(yùn)行時(shí)可靠性設(shè)計(jì)的要求。
展開(kāi) ansys workbench材料退火殘余應(yīng)力分析 ￥50
1. 模型
2. 結(jié)果
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應(yīng)力分析及選材優(yōu)化
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應(yīng)力分析及選材優(yōu)化
張 彥，許 典，趙希芳
( 南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京 210039)
摘 要：分析了某多層堆疊模塊的焊接殘余應(yīng)力，討論了各功能層不同選材、焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力的影響，并給出了優(yōu)化方案。利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析計(jì)算，采用ANAND本構(gòu)模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點(diǎn)約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實(shí)現(xiàn)焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計(jì)算結(jié)果表明，焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應(yīng)力安全裕度。剛度較大的底板層可以同時(shí)降低模塊變形和高溫共燒陶瓷( High Temperature Co-fired Ceram-ic，HTCC) 層應(yīng)力。熱膨脹系數(shù)較小的蓋板層可以降低HTCC層應(yīng)力，但會(huì)增大模塊整體變形。底板選用Al /SiCp( 65%) ，蓋板采用可伐合金，可以得到變形及應(yīng)力安全裕度均滿(mǎn)足要求的方案。
展開(kāi) 