ansys的剪切力的案例
基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析（電池包擠壓仿真可參考）并輸出螺栓剪切力及軸向力 ￥20
Beam單元?jiǎng)?chuàng)建焊點(diǎn)單元或作為螺栓單元，通過(guò)控制輸出其受到的軸向力及剪切力。至于壓頭擠壓力輸出可學(xué)習(xí)空間內(nèi)另一個(gè)案例《基于hyperworks+Lsdyna擠壓模擬分析-2》。
擠壓動(dòng)圖
有限元模型
軸向力
軸向力（濾波處理）
剪切力
剪切力（濾波處理）
本案例僅提供模型文件及結(jié)果文件及其它相關(guān)教程，更加詳細(xì)的內(nèi)容見(jiàn)收費(fèi)部分，針對(duì)本案例在實(shí)現(xiàn)上有什么疑問(wèn)可私信。
展開(kāi) 基于Lsdyna擠壓模擬分析并輸出螺栓剪切力、軸向力及壓頭擠壓力
幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線(xiàn)）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出螺栓剪切力及軸向力，如何定義控制輸出壓頭擠壓力輸出等。。
Beam單元?jiǎng)?chuàng)建焊點(diǎn)單元或作為螺栓單元，通過(guò)控制輸出螺栓單元受到的軸向力及剪切力，同時(shí)，也可輸出壓頭的擠壓力。
螺釘預(yù)緊力對(duì)螺釘?shù)?em>剪切應(yīng)力影響極大
標(biāo)準(zhǔn)M4螺釘許用剪切應(yīng)力96Mpa。
①轉(zhuǎn)子加4.5N.M扭力，槳座固定。得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力9.6MPa。
②轉(zhuǎn)子加4.5N.M扭力，槳座固定，4個(gè)螺釘釘帽加100N向上的力，得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力9.9MPa。
③轉(zhuǎn)子加4.5N.M扭力，槳座固定，4個(gè)螺釘釘帽加100N向上的力，四個(gè)螺釘分別加載6000N的預(yù)緊力（M4螺絲預(yù)緊力6453N,預(yù)緊扭矩5.15Nm），得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力310MPa。
④轉(zhuǎn)子加4.5N.M扭力，槳座固定，4個(gè)螺釘釘帽加100N向上的力，四個(gè)螺釘分別加載3000N的預(yù)緊力（M4螺絲預(yù)緊力3226N,預(yù)緊扭矩2.6Nm），得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力156MPa。
⑤轉(zhuǎn)子加4.5N.M扭力，槳座固定，4個(gè)螺釘釘帽加100N向上的力，四個(gè)螺釘分別加載1000N的預(yù)緊力（M4螺絲預(yù)緊力1225N,預(yù)緊扭矩1Nm），得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力53MPa。
⑥轉(zhuǎn)子加9.9N.M扭力，槳座固定，4個(gè)螺釘釘帽加240N向上的力，四個(gè)螺釘分別加載1000N的預(yù)緊力（M4螺絲預(yù)緊力1225N,預(yù)緊扭矩1Nm），得4個(gè)螺釘最大剪切應(yīng)力55MPa。
綜上述單一變量靜應(yīng)力分析，
螺釘預(yù)緊扭矩1Nm螺絲預(yù)緊力1KN的情況下，油門(mén)量從55%到100%的參數(shù)變化中，螺釘?shù)淖畲?em>剪切應(yīng)力由53MPa上升為55MPa。
油門(mén)量保持在55%的狀態(tài)時(shí)，螺絲的預(yù)緊扭矩改變后(M4螺絲預(yù)緊力1225N,預(yù)緊扭矩1Nm;M4螺絲預(yù)緊力3226N,預(yù)緊扭矩2.6Nm;M4螺絲預(yù)緊力6453N,預(yù)緊扭矩5.15Nm)螺釘?shù)淖畲?em>剪切應(yīng)力分別為53MPa、156MPa、310MPa。
螺釘?shù)念A(yù)緊力對(duì)螺釘內(nèi)的最大剪切應(yīng)力有極大影響。
展開(kāi) Workbench案例分享02—剪切力作用的螺栓連接
https://mp.weixin.qq.com/s/x3WkVgYE-UT6wGXcxLUkfQ
產(chǎn)品厚度設(shè)計(jì)中的“痛點(diǎn)”：鎖模力與剪切率如何平衡？
CAE模流分析第20招：全文閱讀請(qǐng)點(diǎn)此處
ANSYS workbench中的剪切應(yīng)力到底是什么（三）
在 ANSYS Workbench 中，剪切應(yīng)力（Shear Stress） 是指物體內(nèi)部平行于截面方向的應(yīng)力分量，反映材料在平行于受力面方向上的 “錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)” 或 “剪切變形阻力”。它與正應(yīng)力（垂直于截面的應(yīng)力）共同構(gòu)成了材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。
正應(yīng)力 σx：表示X方向的正向應(yīng)力
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向沿Y方向的切應(yīng)力
1.剪切應(yīng)力的物理意義
從力學(xué)本質(zhì)上看，剪切應(yīng)力是由于物體受到平行于表面的力（剪切力）作用而產(chǎn)生的：
? 當(dāng)外力試圖讓材料的兩部分沿平行方向相對(duì)滑動(dòng)時(shí)（如剪刀剪斷物體），材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生抵抗這種滑動(dòng)的內(nèi)力，單位面積上的這種內(nèi)力就是剪切應(yīng)力。
? 單位為帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa），與正應(yīng)力單位一致。
2.Workbench 中剪切應(yīng)力的表現(xiàn)形式
在 Workbench 的結(jié)構(gòu)分析（如靜力學(xué)分析）中，剪切應(yīng)力如何表達(dá)，通過(guò)以下案例來(lái)理解。設(shè)置一個(gè)橫梁受到上面力的作用，則截面會(huì)產(chǎn)生剪切效果，計(jì)算后查看結(jié)果
那么根據(jù)理解，剪切應(yīng)力最大的應(yīng)該發(fā)生在平行于ZY平面的截面上，那么提取結(jié)果應(yīng)該看YZ的剪切應(yīng)力，提取結(jié)果如下
發(fā)現(xiàn)YZ結(jié)果并非理解的剪切應(yīng)力的云圖，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，剪切應(yīng)力的大小遵循材料力學(xué)定義的方向，如下圖所示
結(jié)果提取Txy之后的應(yīng)力可以發(fā)現(xiàn)結(jié)果和理解的相同.
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向向Y方向的切應(yīng)力，以X的正方向來(lái)截取左側(cè)的截面為參考
τ_xy：平行于 XY 平面，方向沿 x 軸在 y 方向的錯(cuò)動(dòng)（或 y 軸在 x 方向的錯(cuò)動(dòng)）；
（分量符號(hào)的第一個(gè)下標(biāo)表示應(yīng)力作用面的法線(xiàn)方向，第二個(gè)下標(biāo)表示應(yīng)力方向。例如 τ_xy 表示：作用在法線(xiàn)沿 x 軸的截面上，方向沿 y 軸的切應(yīng)力。）
展開(kāi) 通過(guò)ansys利用均勻化理論計(jì)算復(fù)合材料等效性能--等效彈性模量，剪切模量等
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
*SET,TEMP,1
a=100
c1=0.4988
c2=1-c1
r1=sqrt(c1*a*a/3.1415926*4)
ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
MP,EX,1,83.3
MP,PRXY,1,0.22
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,1,,ALPH
MPDATA,ALPY,1,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,1,,0
MP,EX,2,3.33
MP,PRXY,2,0.35
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,2,,ALPH
MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,2,,0
RECTNG,0,a,0,a,
PCIRC,r1, ,0,90,
AOVLAP,all
wpro,-45.000000,,
wpro,,,-90.000000
asbw,4
WPCSYS,-1,0
WPROTA,-45
CSWPLA,11,0,1,1,
CSYS,11
lsel,s,,,2,4
lsel,a,,,6
LESIZE,ALL, , ,11, ,1, , ,1,
lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
TYPE,1
MAT,1
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,3
TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1,2
展開(kāi) ANSYS AQWA波浪力分析案例：絞吸挖泥船波浪力分析
4、鋼樁應(yīng)力計(jì)算
根據(jù)天驥船鋼樁的實(shí)際結(jié)構(gòu)和尺寸建立三維模型，樁尖入泥部分簡(jiǎn)化為實(shí)體（如圖8），利用ANSYS軟件計(jì)算在以上鋼樁作用力的情況下，鋼樁能否承受該壓力。
圖7 鋼樁模型
鋼樁的材料為DH36，其材料參數(shù)如下表所示：
在Ansys中對(duì)鋼樁劃分網(wǎng)格，添加約束和載荷，如下圖所示：
圖8 劃分網(wǎng)格，添加約束和載荷
對(duì)鋼樁施加1.5*e6N的載荷后，計(jì)算結(jié)果如下圖所示：
圖9 鋼樁應(yīng)變?cè)茍D
圖10 鋼樁應(yīng)力云圖
5、仿真計(jì)算結(jié)果
鋼樁樁底反力（N）
最大應(yīng)力（Pa）
安全系數(shù)
1.2e6
2.539 e8
1.4
1.4 e6
2.96 e8
1.2
1.5 e6
3.17 e8
1.1
1.6 e6
3.385 e8
1.05
1.7 e6
3.597 e8
0.98
從應(yīng)力云圖和計(jì)算結(jié)果可以看出，在鋼樁樁底作用反力為1.5*e6N時(shí)，鋼樁的最大應(yīng)力為3.1737*e8Pa，發(fā)生在鋼樁的銷(xiāo)子眼附件，雖然小于鋼樁的屈服應(yīng)力，但安全系數(shù)只有1.1。為了保證鋼樁的安全性，建議安全系數(shù)為1.4。進(jìn)一步計(jì)算得出，當(dāng)作用反力為1.2e6N時(shí)，鋼樁的最大應(yīng)力為2.529*e8Pa，安全系數(shù)為1.4，符合設(shè)計(jì)要求。
展開(kāi) ANSYS Corner| ANSYS Workbench中一種螺栓預(yù)緊力施加方法
ANSYS Corner| ANSYS Workbench中一種螺栓預(yù)緊力施加方法
ANSYS知識(shí)普及系列16——在ANSYS里施加地震慣性力的方法
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專(zhuān)家
業(yè)務(wù)咨詢(xún)網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個(gè)小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識(shí)普及系列中所有資料均來(lái)自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系ANSYS專(zhuān)家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時(shí)間刪除。
小技巧：加本人關(guān)注，可以及時(shí)觀看本人發(fā)布的技術(shù)貼
在ANSYS里做地震分析時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)施加地震慣性荷載，地震慣性力是通過(guò)加速度的方式輸入進(jìn)結(jié)構(gòu)的，然后與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量一起形成動(dòng)力計(jì)算時(shí)的慣性荷載，下面說(shuō)一下在ANSYS里施加地震慣性力的方法。
展開(kāi) Ansys Workbench 估計(jì)圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
問(wèn)題：
仿真過(guò)程中有時(shí)會(huì)遇到要求提取圓柱面在受力變形后的圓柱度。若此時(shí)圓柱面有剛體偏移等，就無(wú)法直接在workbench界面中通過(guò)創(chuàng)建圓柱坐標(biāo)系而讀取圓柱度信息。
解決方案：
通過(guò)apdl后處理命令，提取待評(píng)估圓柱面的幾何信息和變形信息。利用matlab強(qiáng)大的優(yōu)化計(jì)算功能，評(píng)估圓柱面在變形后的圓柱度。
matlab評(píng)估圓柱度大致過(guò)程為，根據(jù)圓柱面節(jié)點(diǎn)，確定中心軸線(xiàn)，測(cè)量每個(gè)節(jié)點(diǎn)到中心軸線(xiàn)的距離，獲得最大、最小距離差，即為圓柱度。
? 依據(jù)初始圓柱面確定中心點(diǎn)O，作為圓柱面的初始中心點(diǎn)；
? 以中心點(diǎn)O，計(jì)算O點(diǎn)到壁面的最小距離點(diǎn)A；
? 參考O、A點(diǎn)篩選合適的點(diǎn)B，要求點(diǎn)B盡可能在圓柱面軸線(xiàn)垂直的法平面附近，且∠BOA近似90°；（要求圓柱面圓周方向大于25個(gè)節(jié)點(diǎn)，軸向大于20層節(jié)點(diǎn)）
? 以O(shè)、A、B三個(gè)點(diǎn)為平面，提取法向向量，作為圓柱面的初始軸線(xiàn)；
? 根據(jù)初始中心點(diǎn)和初始軸線(xiàn)，結(jié)合圓柱度定義，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；
? 利用matlab的優(yōu)化極值功能，優(yōu)化和中心點(diǎn)和軸線(xiàn)方向，使得目標(biāo)函數(shù)獲得極小值。此時(shí)中心點(diǎn)和軸線(xiàn)方向即為變形后所有節(jié)點(diǎn)的理想圓柱中心線(xiàn)；
操作方法：
首先，需要利用APDL后處理命令，在仿真模型計(jì)算后，提取待評(píng)估圓柱面的幾何信息和變形信息。
1、 在named Selection中選擇要評(píng)估的圓柱面，并命名為cyFace1、cyFace2、cyFace3…等。每個(gè)圓柱面單獨(dú)命名。
2、 在求解Solution下插入Command命令，將附錄1的APDL命令復(fù)制進(jìn)來(lái)。并根據(jù)上一步補(bǔ)創(chuàng)建的cyFace數(shù)量，在command的屬性欄ARG1內(nèi)，填寫(xiě)數(shù)值。
3、 求解計(jì)算。計(jì)算完成后會(huì)在對(duì)應(yīng)的目錄文件夾下生產(chǎn)cyFace#.txt文檔。
展開(kāi) 
ANSYS APDL力磁耦合
仿真教學(xué)
基于ANSYS的懸臂梁靜力分析 ￥100
<div contenteditable="false" width="100%">
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;">本文主要介紹如何運(yùn)用<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>求解懸臂梁的撓度和轉(zhuǎn)角，命令流附后。</p>
<p style="text-indent:24.0pt;white-space:pre-wrap;">懸臂梁示意圖如下，長(zhǎng)度L= 5m，彈性模量G=2.1E11Pa，泊松比&mu;=0.3，截面尺寸0.5m&times;0.5m，截面慣性矩I=2.1E-3m<span style="font-family:'Times New Roman';font-size:12.0pt;vertical-align:super;">4</span>, 集中力F=10<span style="font-family:'Times New Roman';font-size:12.0pt;vertical-align:super;">5</span>N，求解端面處的撓度和轉(zhuǎn)角。
展開(kāi) ANSYS的lsdyan中螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension加載
螺栓預(yù)緊力Bolt Pretension
此邊界條件可對(duì)梁連接施加預(yù)緊載荷，常用于模擬預(yù)緊狀態(tài)下的螺栓。
分析類(lèi)型
螺栓預(yù)緊力功能是 LS-DYNA 特有的，與 Mechanical 應(yīng)用程序中的螺栓預(yù)緊力功能不兼容。
螺栓預(yù)緊力既可以在動(dòng)力松弛階段使用，也能在計(jì)算的顯式階段使用。
螺栓預(yù)緊力可施加于梁連接或?qū)嶓w。
邊界條件的應(yīng)用
對(duì)梁連接施加螺栓預(yù)緊力的操作步驟：
1. 右鍵點(diǎn)擊 Environment 樹(shù)對(duì)象或活動(dòng)的 Dynamic Relaxation 對(duì)象，選擇 “Insert”>“Bolt Pretension”。
2. 將 “Scoping Method” 設(shè)置為 “Beam Connection”，然后選擇相應(yīng)的梁連接。
3. 指定載荷的大小。
4. 若螺栓預(yù)緊力在顯式階段使用，需額外設(shè)置 “Initialization End Time”，以明確加載的終止時(shí)間。
對(duì)實(shí)體施加螺栓預(yù)緊力的操作步驟：
1. 右鍵點(diǎn)擊 Environment 樹(shù)對(duì)象或活動(dòng)的 Dynamic Relaxation 對(duì)象，選擇 “Insert”>“Bolt Pretension”。
2. 將 “Scoping Method” 設(shè)置為 “Geometry Selection”（幾何選擇）或 “Named Selection”（命名選擇），然后選擇實(shí)體
3. 指定一個(gè)坐標(biāo)系來(lái)定義切割平面。該切割平面以所選坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心，并與 X - Y 平面對(duì)齊。
4. 利用 “Tabular Data” 字段將預(yù)載應(yīng)力定義為時(shí)間的函數(shù)，通過(guò) “Shear Stress Flag” 定義作用于實(shí)體的剪應(yīng)力類(lèi)型。
注意事項(xiàng)
? 螺栓預(yù)緊載荷不支持完全重啟。
展開(kāi) 基于ANSYS的光伏支架受力分析
圖7 等效應(yīng)力圖
分析結(jié)果顯示，整體變形最大在檁條上，整體變形最小在立柱上，且最大和最小大多呈極端形式表現(xiàn)，詳細(xì)如表5所示，對(duì)光伏支架剪切力如表6所示，分析的結(jié)果可助于光伏支架的二次設(shè)計(jì)和優(yōu)化，有利于提高光伏支架的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
表5 光伏支架的應(yīng)力、應(yīng)變
表6 光伏支架的剪切力
3 結(jié)論
本文用到Solid Works和ANSYS軟件，通過(guò)Solid Works創(chuàng)建構(gòu)件三維模型從而組裝成光伏支架裝配體，光伏支架裝配體導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行靜力學(xué)分析，分析結(jié)果中得到光伏支架總變形、X向變形、Z向變形、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變等的分析情況。從分析結(jié)果看出，光伏支架變形情況、應(yīng)力分布情況、各向受力表現(xiàn)和截面變形情況等，分析的變形結(jié)果根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算的結(jié)果可以更好的對(duì)光伏支架調(diào)整，可以計(jì)算到光伏支架任意構(gòu)件的任意點(diǎn)，對(duì)二次優(yōu)化提供最直觀的數(shù)據(jù)，通過(guò)等效應(yīng)力分析，應(yīng)力集中較大點(diǎn)處可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，利用ANSYS分析和再次設(shè)計(jì)，使安全性和可靠性提高。
用ANSYS分析光伏支架，可以直觀地顯示不容易觀察到的位置，更直觀的表現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力分布，此研究方法可以用于光伏支架主要零部件的優(yōu)化和改進(jìn)，可以模擬光伏支架在各種工況下的情況，直觀的看出不利點(diǎn)，避免后期使用問(wèn)題的出現(xiàn)，預(yù)先評(píng)估光伏支架的特質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 王青，孫頔，張海霞，等.中國(guó)光伏行業(yè)2021年回顧與2022年展望[J].電氣時(shí)代，2022(5):20-28.
[2] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50017—2017[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.
[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].5版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
展開(kāi) 