過程中，工程師會使用結(jié)構(gòu)、運動學(xué)、計算流體力學(xué)（CFD）和熱仿真軟件包，例如Ansys Mechanical結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，該軟件利用有限元分析（FEA）方法對機械設(shè)計的各個方面進行仿真。他們施加力、加速度、沖擊、振動和溫度變化等環(huán)境載荷，并計算裝配體的響應(yīng)情況。

人體碰撞 這類在極短時間內(nèi)向物體施加力的事件，不僅會發(fā)生在產(chǎn)品和機械系統(tǒng)上，而且還會作用于人體。因此，工程師在顯式動力學(xué)仿真中納入了高保真度、結(jié)構(gòu)化的人體模型，如Ansys Hans模型。這是一種詳細(xì)的人體結(jié)構(gòu)模型，而不再只是一個表示形狀和重量的假人，它可以在從賽車碰撞到頭部沖擊等各種情況下，顯示人體結(jié)構(gòu)任何部位的載荷和受傷區(qū)域。

這個點作為一個抽象的控制節(jié)點，允許我們在不直接在繩索的幾何點上施加力的情況下，準(zhǔn)確地施加和控制載荷。這有助于避免由于直接在繩索上施加力而產(chǎn)生的數(shù)值奇異性或不穩(wěn)定性。</p><p>剛度方式選擇耦合表示在分析中，繩索的不同部分將以相互依賴的方式共同響應(yīng)外部加載。

但在實際操作時，一般很難實現(xiàn)，要么就是工作量會增加很多，要么就是設(shè)備都是由供應(yīng)商提供，根本就拿不到其具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至很多時候只知道其接口、重量和質(zhì)心位置。這種情況下往往都會將設(shè)備簡化為質(zhì)量點再施加重力場或直接在其質(zhì)心位置施加相當(dāng)于其自重的集中力，那么這時候一般也會用到rbe2或rbe3單元。例如下圖為某設(shè)備安裝支撐座的強度校核。

Ansys提供了多種建模工具和算法，如CAD導(dǎo)入、幾何修復(fù)和自動網(wǎng)格生成，你可以根據(jù)具體情況選擇最適合的方法。學(xué)習(xí)如何進行網(wǎng)格劃分和求解器設(shè)置。 3、學(xué)習(xí)加載和邊界條件設(shè)置 在進行結(jié)構(gòu)仿真之前，需要了解如何設(shè)置加載和邊界條件。這包括施加力和壓力、確定約束和接觸條件等。

如果施加力載荷時無法收斂，可以先不施加力載荷事面是根據(jù)經(jīng)驗估計一下模型的位移量，施加相應(yīng)的位移就荷，使模型遠(yuǎn)動到最終位置附近，然后在下一個分析步中再去掉此位移就荷，恢復(fù)正常的力載荷。注意，不能在同一個節(jié)點的同一個自由度上同時施加力載荷和位移載荷，這在物理上是相互矛盾的。

下面通過一個實例進一步說明，梁一端固定，另一端施加力。 從應(yīng)力結(jié)果云圖可以看出節(jié)點應(yīng)力結(jié)果等值線是平滑的，單元應(yīng)力結(jié)果的等值線是鋸齒狀的，說明單元應(yīng)力是一種不連續(xù)的應(yīng)力，上圖是下圖經(jīng)過平均后的結(jié)果，大多數(shù)時候我們比較喜歡經(jīng)過平均處理后的應(yīng)力值，因為這種結(jié)果比較美觀，而且比較容易觀察應(yīng)力值的行為，所以在ansys中我們常常用PLNSOL來顯示結(jié)果。

4、劃分網(wǎng)格完成以后，首先進行一次靜力計算，確保所有設(shè)置正確，對ANSYS Workbench 比較熟悉的同學(xué)可以省略這一步，靜力計算時，試件的兩個端面一個約束位移，另一個施加力1000N，方向沿試件軸向，使試件受拉。分析設(shè)置如圖所示，可以看出，網(wǎng)格、約束、荷載等設(shè)置正常。 5、在左上角的特征樹上model部分點擊右鍵，選擇insert-fracture。引入缺陷特征。

圖3 施加力和約束的仿真模型圖 選擇材料為5mm 厚304 不銹鋼鋼板，其彈性模量為195GPa，泊松比為0.247。圖4a 為其應(yīng)力和應(yīng)變圖，從靜力學(xué)分析結(jié)果可以看出，底板的結(jié)構(gòu)強度滿足要求。圖4b 為底板的自由模態(tài)，一階模態(tài)振動頻率為140.75Hz，局部的模態(tài)分析結(jié)果不合理，需要改進其局部結(jié)構(gòu)，以提升其機械性能。