ansys彈簧計算的案例
拉伸彈簧胡克系數的有限元計算
網格劃分
彈簧為掃略成形，可以用sweep方法劃分網格，設置網格尺寸為0.5mm，劃分網格如下：
6. 求解
關閉弱彈簧，打開大變形選項，求解：
等效應力圖解如下：
讀取固定端反力如下：
由固定端反力，通過簡單計算，可以得出該彈簧胡克系數的有限元計算結果為k=219.13N/mm，與經驗公式計算的誤差僅有2%，同時我們應該注意到，當彈簧的位移為1mm時，其最大等效應力約為340MPa，我們在進行實測結果與有限元分析結果比較時，應該確保外載在彈簧的彈性范圍之內，這樣的比較結果才有指導意義。
另外，模型不復雜，大家自行建立模型練習，作為分析工程師，簡單的建模能力還是應該要有的。
來源：Workbench小學生
展開 鋼板彈簧剛度強度計算模型 ￥50
1\在UG中建立鋼板彈簧完全自由狀態下的模型
2\用HyperMesh畫好體網格后導出*.inp文件
3\附材料屬性，定義耦合，定義接觸
4\創建載荷步，夾緊與加載
5處理結果，強度與剛度
建筑隔振(震)器-彈簧支座設計計算
彈簧隔震支座利用豎向彈簧減小上部結構在豎向地震下的動力響應,從而起到隔震效果,如圖3所示。為了耗散豎向地震能量,往往還需要設置豎向阻尼器。
圖 3彈簧隔震支座
2. 設計荷載及有限元模型
通過對建筑的隔震設防計算得到隔振層處隔震支點的荷載如下表1所示。
以設防烈度荷載值作為彈簧載荷依據，隔振器彈簧設計參數如下表所示。
板材材料為Q355D，抗拉強度>500Mpa，屈服強度>355Mpa。
彈簧材料為40SiMnVBE，彈簧抗拉強度>1900Mpa，彈簧屈服強度>1700Mpa。
圖 4隔振器有限元模型
隔振器設計計算時選用一下荷載工況進行計算。
3. 分析結果
3.1 工況1
圖 5下板vonMises應力
圖 6下板最大切應力
圖 7上板vonMises應力
圖 8上板最大切應力
計算得到理論切應力為699Mpa，誤差為10.5%。理論值與有限元結果很接近。同時分析彈簧簧絲內圈應力較大的原因是因為內圈曲率較小， 存在一定的應力集中導致。
3.2 工況2
圖 11下板vonMises應力
圖 12下板最大切應力
圖 13上板vonMises應力
圖 14上板最大切應力
4. 結論
本文僅列出了設計計算的兩個工況，工作荷載和地震荷載。兩種工況下隔振器的彈簧和上下板均有一定的安全裕度。
仿真采用設備基體情況：
CPU：Intel(R) Xeon(R) W-3175X CPU @ 3.10GHz (28核)
內存（RAM）：192GB
模型耗時情況：每個工況耗時：0.5h。
5.模型文件
spring.rar
展開 彈簧的選取原則與壓縮量的計算，值得收藏！
而在這些彈性原件中，包含各種不同的彈性標準件、優力膠、氮氣彈簧等等，依照不同的需求選用不同的彈性原件。
比如像折彎、沖孔，用一般常見的矩形彈性原件就夠了。假如彈力不行就改加氮氣彈簧。但氮氣彈簧比較貴，因此模具成本就比較高一點；還有一種彈性原件，叫優力膠。這種彈性原件非常便宜，就是彈簧使用壽命比較短。一般用于拉深模、整形模、或整平面度用。
拉深模用優力膠效果是比較不錯的，當然也可以選用氮氣彈簧。其他的如頂料銷、浮塊、兩用銷等，一般用線簧或黃色彈簧等，只要能脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好。優力膠的特色就是彈力比較均衡，但因其使用壽命比較短，基本打一段時間就可能裂掉，因此，一般用的比較少，整平面度優力膠用的多。
彈簧包括矩形彈簧、線簧等。彈簧的作用是脫料、壓料。而彈簧力度的大小，則關系著模具生產是否順暢、打出來的產品是否合格。彈簧的彈力小了，非常容易導致產品因壓不住料而變形、模具不脫料、產品不易從模具內取出、帶料，刀口、沖頭簡單磨損等各種問題。
矩形彈簧一般按其顏色劃分可分為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色，其彈力也隨之減弱，根據顏色不同，彈力就不同，而且壓縮量也不同。
在這里有一個簡便辦法能計算彈簧的壓縮量：
事先我們測量一下彈簧的總高度，再把彈簧放臺虎鉗中，鎖死；然后用卡尺丈量一下彈簧夾死之后剩余的長度，再用彈簧的總長度減去這個數，再除以總長度即可，此辦法任何彈簧通用。
打個比方，如棕色彈簧長度為60mm，被虎鉗夾到后應該還剩余45.6左右，然后我們再用60減去45.6等于 14.4，再用14.4除以60，成果等于0.24，而這就是它的壓縮量。
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鋼板彈簧夾緊狀態模態計算模型 ￥20
1\在UG中建立鋼板彈簧完全自由狀態下的模型
2\用HyperMesh畫好體網格后導出*.inp文件
3\附材料屬性，定義耦合，定義接觸
4\創建載荷步，夾緊與模態設置
沖壓模具彈簧長度、規格計算方法實例講解
彈簧在模具中主要作用是提供壓料力、復位脫料力的彈性元器件。目前模具中使用的提供彈性的元器件有“矩形彈簧”“優力膠（聚氨酯）”“氮氣彈簧”等。其選擇原則主要是根據其使用壽命及模具成本進行考慮。
在模具設計中彈簧的種類選擇依據是成本，那彈簧的長度、數量又應該通過什么來進行計算呢？其依據如何？
彈簧種類及使用
模具中彈簧的選擇需要根據其壓縮量、模具結構類型來進行判斷，根據不同的彈性元器件不同的特性進行選擇。
比如成型模、單沖模中的彈簧一般使用矩形彈簧中的棕色彈簧足夠，因為矩形彈簧通過顏色來進行區分力大小（五種：黃、藍、紅、綠、棕）。氮氣彈簧非常貴一般不用，而優力膠使用在彈簧箱結構或拉伸模、整形模等廉價模具中。
在模具的彈簧中還有一種非常另類“線簧”。其力比較小，但是壓縮量非常大，使用靈活，對于模具中比較小力的頂桿可以使用。如果彈簧選擇不當，不但會造成浪費，更主要的是容易導致產品變形、復合模不脫料等問題。
彈簧壓縮量
壓縮量就是指彈簧自由長度減去被壓縮以后長度所得到的值。對于矩形彈簧的壓縮量長度有一個壓縮量系數表1，下表中不難看出，壓縮量越大彈性使用次數越少。
壓縮系數表1
如果我們采購的彈簧并非標準類型，或者我們需要得到彈簧的極限壓縮量時，可以通過測量彈簧的自由長度，然后將彈簧放入臺虎鉗中進行增壓直到不能再壓縮為止，然后再進行測量長度，通過自由長度減去壓縮后的長度得到極限壓縮量。
例：彈簧自由長度100，壓縮后的極限值是75，那彈簧的極限壓縮量就是25。而其壓縮系數就等于25%。
彈簧長度計算
彈簧的長度計算是通過其壓縮量來得到。比如：選擇棕色彈簧，如果使用壽命為30萬次，那彈簧的壓縮量就不能超過彈簧自由長度的20%。
展開 沖壓模具彈簧長度、規格計算方法實例講解
彈簧在模具中主要作用是提供壓料力、復位脫料力的彈性元器件。目前模具中使用的提供彈性的元器件有“矩形彈簧”“優力膠（聚氨酯）”“氮氣彈簧”等。其選擇原則主要是根據其使用壽命及模具成本進行考慮。
在模具設計中彈簧的種類選擇依據是成本，那彈簧的長度、數量又應該通過什么來進行計算呢？其依據如何？
彈簧種類及使用
模具中彈簧的選擇需要根據其壓縮量、模具結構類型來進行判斷，根據不同的彈性元器件不同的特性進行選擇。
比如成型模、單沖模中的彈簧一般使用矩形彈簧中的棕色彈簧足夠，因為矩形彈簧通過顏色來進行區分力大小（五種：黃、藍、紅、綠、棕）。氮氣彈簧非常貴一般不用，而優力膠使用在彈簧箱結構或拉伸模、整形模等廉價模具中。
在模具的彈簧中還有一種非常另類“線簧”。其力比較小，但是壓縮量非常大，使用靈活，對于模具中比較小力的頂桿可以使用。如果彈簧選擇不當，不但會造成浪費，更主要的是容易導致產品變形、復合模不脫料等問題。
彈簧壓縮量
壓縮量就是指彈簧自由長度減去被壓縮以后長度所得到的值。對于矩形彈簧的壓縮量長度有一個壓縮量系數表1，下表中不難看出，壓縮量越大彈性使用次數越少。
壓縮系數表1
如果我們采購的彈簧并非標準類型，或者我們需要得到彈簧的極限壓縮量時，可以通過測量彈簧的自由長度，然后將彈簧放入臺虎鉗中進行增壓直到不能再壓縮為止，然后再進行測量長度，通過自由長度減去壓縮后的長度得到極限壓縮量。
例：彈簧自由長度100，壓縮后的極限值是75，那彈簧的極限壓縮量就是25。而其壓縮系數就等于25%。
彈簧長度計算
彈簧的長度計算是通過其壓縮量來得到。
展開 單自由度彈簧阻尼器仿真分析+理論計算
在ADAMS中進行仿真計算可得,見表1：（附件：Frequency）
EIGEN VALUES (Time = 0.0)FREQUENCY UNITS: (Hz) 表1
MODE NUMBER
UNDAMPED NATURAL FREQUENCY
DAMPING RATIO
REAL
IMAGINARY
1
8.224782E-001
2.583888E-002
-2.125191E-002
+/- 8.222036E-001
四、衰減振動分析：
由理論分析可知， 測量SPRING_1_MEA_dispace.Q即為公式（4）的x，具體的衰減過程如圖4所示。
減幅系數 的計算，可根據公式（6）進行計算：
理論值：
測量值： （備注：取前兩個峰值計算）
上述衰減過程只是一個感性的認識，有興趣的朋友可以通過模型的已知參數帶入到公式（4）中，并根據初始條件計算出該模型的理論振型函數，與仿真結果進行對比分析。
四、非線性彈簧仿真：
為了模擬非線性彈簧，需要導入彈簧的剛度系數，然后借助SFORCE來模擬。具體操作步驟為：
1、導入彈簧剛度系數：
建立彈簧剛度系數文件：創建SpringAttribution.txt文件，內容如下圖5所示。利用file-import將給文件導入，建立Spline曲線。具體操作過程及結果如下圖6、7所示。
2、建立非線性彈簧：
與上一模型不同之處，即將彈簧用SFOCE代替，其他設置過程完全一樣，模型如圖7所示。
展開 基于hypermesh和lsdyna的彈簧離散單元的建立及剛度K的計算驗證 ￥10
本貼為大家講解一下彈簧單元的建立和剛度K的一個計算驗證
模型如下：上下兩個鋼板，頂端rigid抓取的節點施加力，中間兩個節點創建spring，底面約束。
Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個零部件之間經常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計算結果，當運動至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運動。
建議：
? 同一個連接區域不建議使用兩個重復的連接關系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區域。
? 本文對配合區域進行分段處理，中間為spring連接，兩側為jiont連接
? 使用Remote Point點創建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應間隙配合位置的應力狀態，需要校核配合區域的應力狀態還是需要使用接觸連接。
展開 ANSYS workbench 彈簧靜力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習彈簧三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 彈簧靜力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
?
沖壓模具丨彈簧長度、規格計算方法實例講解，一看就會
壓縮系數表1
如果我們采購的彈簧并非標準類型，或者我們需要得到彈簧的極限壓縮量時，可以通過測量彈簧的自由長度，然后將彈簧放入臺虎鉗中進行增壓直到不能再壓縮為止，然后再進行測量長度，通過自由長度減去壓縮后的長度得到極限壓縮量。
例：彈簧自由長度100，壓縮后的極限值是75，那彈簧的極限壓縮量就是25。而其壓縮系數就等于25%。
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彈簧長度計算
彈簧的長度計算是通過其壓縮量來得到。比如：選擇棕色彈簧，如果使用壽命為30萬次，那彈簧的壓縮量就不能超過彈簧自由長度的20%。
例：如上圖模具脫料行程為5mm，彈簧選擇的是棕色彈簧，而使用壽命不能低于50萬次更換。那應該選擇多長的彈簧呢？
彈簧長度L=（5+2）/0.18=38.8889mm，由于彈簧沒有小數，所以最低彈簧長度為40mm，再根據其上模夾板、墊板的厚度確定具體長度（不低于40即可滿足要求）。
雖然看似計算彈簧壓縮量、彈簧長度非常簡單，但是實際使用設計過程中會有很多變數，尤其是在選擇彈簧種類、彈簧排布上需要特別注意。
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現在很多學習模具設計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料，第一本書看什么比較好，根據你們的需求，我將一些模具設計的資料進行了分類管理，希望你們能在模具行業前途無量。私信回復我“資料"即可領取!
展開 【實用功能】ANSYS中的弱彈簧應該怎么用？
2.兩端面施加了等值反向共線的力F，軟件在計算過程中，會將力F分配到兩端面的節點上，分配的過程中難免會有誤差，最終導致在桿的軸線方向上，左右兩端面的力并不平衡，從而導致剛性位移。
這種情況該怎么處理呢？下面介紹兩種方法：
方法一：弱彈簧Weak Springs。
求解前，點擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設置為On，彈簧剛度設置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能。然后求解。
求解過程中出現了一個警告：大體意思是物體可能會產生剛體運動，軟件把弱彈簧加上了。這樣，求解順利完成，觀察求解結果，應力為1MPa，正確。
弱彈簧的作用原理是什么呢？我們觀察Solution Information的Geometry，發現軟件在端面的節點上，添加了Spring，分布在端面的8個頂點上，每個頂點3個，來約束每個頂點上節點的3個自由度。我們觀察Solution Information的Worksheet，發現求解過程中多了24個彈簧單元Combine14，證實了軟件在計算過程中，自動添加了彈簧單元完成了計算。
在Analysis Settings，我們將彈簧剛度設置為Program Controlled，軟件會將彈簧剛度設置為多少呢？我們將結構導入到ANSYS經典，在彈簧單元的實常數中，我們發現彈簧單元的剛度為0.00040000000000005N/mm，確實很弱，這樣來說，不僅解決了剛體運動的問題，而且不會對結構的應力應變結果造成實質的影響。
展開 hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機是空調主要的振動元器件，壓縮機主體通過底部的若干個橡膠腳墊安裝在壓縮機安裝框架上，壓縮機的振動主要通過兩個路徑傳遞給空調框架：1.通過橡膠墊傳遞給壓縮機安裝架然后進一步傳遞給整機；2.通過壓縮機的吸排氣管傳遞給整機。需要平衡兩個路徑，來平衡整機振動和管路振動，傳遞給管路振動能力較多時會增加管路泄漏的概率。
ANSYS在片彈簧設計中的應用
ANSYS在片簧設計中的應用.pdf
問題：設一種復雜形狀的片彈簧，t=0.3，h=0.5，選用鈹青銅片，彈性模量為1.33e5，泊松比0.3；一端固定，另一端作鉸鏈式固定，片彈簧的長度為60，中心受2N的力，求其變形圖及最大彎曲應力。
詳見附件
