ansys實體建模的模式的案例
Ansys Zemax | 如何建模混合模式系統(tǒng)
概述
這篇文章介紹了在OpticStudio中建模混合模式系統(tǒng)的基本流程，混合模式的意思是在一個系統(tǒng)中同時使用了序列模式表面和非序列模式物體。混合模式將把非序列透鏡組插入到序列模式中，本文將介紹插入的具體方法和輸出端口的參數(shù)定義方式。最后提及一些常見錯誤和注意事項。
引言
OpticStudio支持兩種不同的光線追跡模式——序列模式和非序列模式。雖然二者差異很大，但我們經常需要將它們結合起來使用。同時采用兩種模式的系統(tǒng)被稱為“混合模式系統(tǒng)”或“混合系統(tǒng)”。
混合模式系統(tǒng)指的是序列模式系統(tǒng)中包含一個或多個非序列物體（即NSC組）。要控制光線經過這樣的系統(tǒng)，則需要定義輸入口和輸出口，分別作為NSC組的起點和終點。
混合模式的布局
光線先經過一個常規(guī)的序列模式系統(tǒng)，隨后入射到棱鏡或導光管等非序列系統(tǒng)光路中對像面進行照明。下圖展示了一個光線在混合模式系統(tǒng)中傳輸?shù)睦印Ｆ叫泄鈴妮斎肟谶M入30-60-90棱鏡中，發(fā)生數(shù)次全反射，并最終由輸出口射出。射出后恢復光線追跡，經過一個凸透鏡進行聚焦。
混合模式的光線追跡要依靠名為輸入口和輸出口的端口。二者在混合模式中非常重要，后文將對它們進行詳述。使用端口時，光線從OBJ面上定義的視場出射，并以OpticStudio中常見的光學系統(tǒng)參數(shù)，如視場位置、光瞳尺寸等定義進入NSC組的光線的屬性。
光線僅能從輸入口進入非序列系統(tǒng)中，并僅能從輸出口從非序列系統(tǒng)中射出。
插入NSC組———輸入口
光線僅能從輸入口 (Entry Port) 進入到NSC組中。首先，我們要在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中欲放置NSC組的位置上插入一個表面類型為“非序列組件”的表面。
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概述
這篇文章介紹了在OpticStudio中建模混合模式系統(tǒng)的基本流程，混合模式的意思是在一個系統(tǒng)中同時使用了序列模式表面和非序列模式物體。混合模式將把非序列透鏡組插入到序列模式中，本文將介紹插入的具體方法和輸出端口的參數(shù)定義方式。最后提及一些常見錯誤和注意事項。
引言
OpticStudio支持兩種不同的光線追跡模式——序列模式和非序列模式。雖然二者差異很大，但我們經常需要將它們結合起來使用。同時采用兩種模式的系統(tǒng)被稱為“混合模式系統(tǒng)”或“混合系統(tǒng)”。
混合模式系統(tǒng)指的是序列模式系統(tǒng)中包含一個或多個非序列物體（即NSC組）。要控制光線經過這樣的系統(tǒng)，則需要定義輸入口和輸出口，分別作為NSC組的起點和終點。
混合模式的布局
光線先經過一個常規(guī)的序列模式系統(tǒng)，隨后入射到棱鏡或導光管等非序列系統(tǒng)光路中對像面進行照明。下圖展示了一個光線在混合模式系統(tǒng)中傳輸?shù)睦印Ｆ叫泄鈴妮斎肟谶M入30-60-90棱鏡中，發(fā)生數(shù)次全反射，并最終由輸出口射出。射出后恢復光線追跡，經過一個凸透鏡進行聚焦。
混合模式的光線追跡要依靠名為輸入口和輸出口的端口。二者在混合模式中非常重要，后文將對它們進行詳述。使用端口時，光線從OBJ面上定義的視場出射，并以OpticStudio中常見的光學系統(tǒng)參數(shù)，如視場位置、光瞳尺寸等定義進入NSC組的光線的屬性。
光線僅能從輸入口進入非序列系統(tǒng)中，并僅能從輸出口從非序列系統(tǒng)中射出。
插入NSC組———輸入口
光線僅能從輸入口 (Entry Port) 進入到NSC組中。首先，我們要在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中欲放置NSC組的位置上插入一個表面類型為“非序列組件”的表面。具體操作為：在表面屬性 (Surface Properties) 中更改表面類型 (Surface Type) 即可。
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基于ANSYS經典界面的實體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實心部分使用實體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關系。實心單元每個節(jié)點有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點有6個自由度，如何建立連接關系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要創(chuàng)建接觸對，并且要對目標-接觸單元的關鍵字進行設置。下面的絕大多數(shù)操作都是圍繞該命令進行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實體與空心的接觸部分。
這里對于這兩種單元均設置了關鍵字，這些關鍵字的設置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實常數(shù)
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個實常數(shù)。
第1個實常數(shù)用于定義空心梁的厚度
第2-5個實常數(shù)分別用于定義4個接觸對。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個長方體，
然后刪除了體本身，留下構成長方體的面，線和關鍵點。
最后又刪除了兩端的面。
結果如下圖。
展開 
基于ANSYS經典界面的實體-板單元連接建模
（2）中間空心部分使用殼單元，邊上實心部分使用實體單元。
（3）上述兩種單元需要建立連接關系。實心單元每個節(jié)點有3個自由度，而殼單元每個節(jié)點有6個自由度，如何建立連接關系呢？ANSYS提供了SHSD命令來建立這種連接。要使用該命令，首先需要創(chuàng)建接觸對，并且要對目標-接觸單元的關鍵字進行設置。下面的絕大多數(shù)操作都是圍繞該命令進行的。
【求解步驟】
1.前處理
1.1 創(chuàng)建單元
/PREP7
ET,1,SOLID187
ET,2,SHELL181
ET,3,TARGE170
KEYOPT,3,5,1
ET,4,CONTA175
KEYOPT,4,2,2
KEYOPT,4,12,5
上述命令分別定義了4種單元。
第1種是實體單元，第2種是殼單元，他們分別用于建模上述梁的實體部分和空心部分。
第3-4種則是用于模擬接觸部分，就是實體與空心的接觸部分。
這里對于這兩種單元均設置了關鍵字，這些關鍵字的設置是使用后面的命令“SHSD”所必須的。
1.2 創(chuàng)建實常數(shù)
R,1,0.02
R,2
R,3
R,4
R,5
這里創(chuàng)建了5個實常數(shù)。
第1個實常數(shù)用于定義空心梁的厚度
第2-5個實常數(shù)分別用于定義4個接觸對。
1.2 創(chuàng)建材料類型
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令定義了材料的彈性模量和泊松比。
1.3 創(chuàng)建中間的空心梁
/VIEW,1,1,1
BLOCK,-0.14,0.14,-0.14,0.14,0,0.98
VDELE,1,,,0
ADELE,1,2,1,1
上述命令首先創(chuàng)建了一個長方體，
然后刪除了體本身，留下構成長方體的面，線和關鍵點。
最后又刪除了兩端的面。
結果如下圖。
展開 基于PRO/E和ANSYS的實體建模及有限元分析經驗
目的：用PRO/E進行3D實體建模，然后用ANSYS進行有限元分析。
優(yōu)點：可快速生成復雜的3D實體零件模型（包括裝配模型ASM）；一次性導入ANSYS后基本不用進行修修補補，兼容性較好，可認為是無縫連接。
一次導入成功率：99.9%
步驟：（須嚴格按照順序操作）
1、首先安裝PRO/E WILDFIRE 2.0，并進行正常使用；
2、按照ANSYS的安裝說明安裝ANSYS（最好是ANSYS 8.0以上版本），記錄下your PC ID and MAC Address,修改ANSYS.dat（也許是，有點忘了是哪個文件），然后代替此文件中第一行原來的ID and MAC Address，保存退出，用KEYGEN生成License.txt。然后進行安裝（在第二步安裝License過程中，對于安裝提示①是否是1或3 SERVER，選擇“是”；②是否有License文件時，選“是”(有點忘了,看情況吧)；③選剛才生成的License文件，如此時有提示說找不到，不要緊，請見下面的步驟），注意要設置環(huán)境變量，然后Reboot。同時在運行License Server要將生成的License.txt拷貝到License Guide第三步提示的目錄里（如果一開始就知道是應該拷貝到哪個目錄，就在第③步前將此文件拷貝過去）。
3、安裝完成以后不要立即運行ANSYS，首先運行License Server管理器，完成License注冊。
4、運行ADMIN，配置ANSYS和PRO/E的連接，按照提示操作即可。
5、如果第4步成功的話，運行PRO/E后就可在其菜單欄里面看見多了一個ANSYS的選項，注意此時還沒有最后成功。
展開 一文搞懂ANSYS_ACP復雜實體模型復合材料纏繞鋪層設計（Ⅳ型儲氫罐高精度建模及壓力作用分析） ￥99.66
ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環(huán)節(jié)中都有著簡潔高效和人性化的設置操作，但限于儲氫罐的幾何模型復雜、鋪層角度多變、圓頂處不規(guī)則加厚等特點，其實體模型的復材纏繞鋪層設置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺建立等比例、高精度的Ⅳ型儲氫罐復合材料實體模型，并將其與Static Structural聯(lián)合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形、應力、應變等信息。其中詳述了ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作流程及變角度、變厚度、實體貼合碳纖維鋪層等內容，為Step by Step可復現(xiàn)教程文檔，借助此過程可掌握復雜實體模型的復材鋪層設計技術，另外本文所采用的儲氫罐模型來源于真實Ⅳ型儲氫罐模型，亦可為儲氫罐設計應用提供技術支撐。
付費文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部幾何文件和軟件逐步操作教程文檔一個。教程文檔十分詳細，共計51頁、7000余字，用戶可根據(jù)教程文檔進行學習以及逐步操作實現(xiàn)對Ⅳ型儲氫罐碳纖維復合材料的鋪層設計與仿真。
文檔教程收獲：
掌握ACP變角度、變厚度的復雜形狀實體復合材料纏繞鋪層設計技術。
學會ACP軟件厚度增強、鋪層修剪、沿指定路徑擠出、鋪層貼合實體等技能。
熟練掌握IV型儲氫罐的等比例、高精度復合材料設計建模技術，為儲氫罐設計應用奠定工程技術基礎。
展開 實體正六邊形蜂窩建模插件 ￥15
插件使用
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到我們的實體蜂窩建模插件，如圖所示：
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
你需要輸入界面中的參數(shù)。自上而下分別為目標模型，蜂窩部件名稱，蜂窩單胞行數(shù)，蜂窩單胞列數(shù)，以及如圖所標的參數(shù)。
其中目標模型是要已經存在的模型，蜂窩新部件可以自定義名稱，行數(shù)與列數(shù)要是正整數(shù)，其余參數(shù)自行設定就行，但是要是小數(shù)。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是solid模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
實體正六邊形蜂窩建模插件使用視頻教程_培訓課程_Abaqus建立蜂窩 ABAQUS蜂窩插件-技術鄰 (jishulink.com)
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發(fā)現(xiàn)的bug進行修復。
2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區(qū)發(fā)言都行，看到有時間會進行回復。
3.還沒想好，以后再說。
版本聲明：
此插件基于abaqus內核進行編寫，下載后解壓即可使用。
編寫參考abaqus 2016~2020，由于未找到早期版本的內核，所以不保證在abaqus 2016之前的版本還可以運行。abaqus 2020以后的包括最新版本的也沒查閱，不清楚更新內容，所以也不保證可以運行。但是繼承性一般是比較好的，大概率是可以運行的。
免責聲明：
該插件不攜帶任何惡意內容，也不會盜取你的個人隱私內容，不提供源代碼。
注意！！！！！！！！
展開 Ansys Zemax | 探索 OpticStudio中的序列模式
離軸系統(tǒng)
OpticStudio也可以對離軸光學系統(tǒng)進行建模，例如包含反射鏡、傾斜的元件或者離軸的圓錐曲面鏡的光學系統(tǒng)。
打開文件\Zemax\Samples\Sequential\Tilted systems & prisms\Tilted mirror.zmx，該文件展示了在OpticStudio中構建反射鏡系統(tǒng)。如文件中的3D布局圖所示，鏡面（表面3）是傾斜的，并且光路由于反射鏡的存在而產生折疊。
該系統(tǒng)中的反射鏡使用坐標間斷 (Coordinate Break) 表面類型來實現(xiàn)的。在透鏡數(shù)據(jù)編輯器中，點擊表面2數(shù)據(jù)行的任意列，用鍵盤上的右方向鍵往右滾動表格，使數(shù)據(jù)編輯器顯示圓錐系數(shù) (Conic) 數(shù)據(jù)列之后的數(shù)據(jù)。您將看到定義元件偏心和傾斜的數(shù)據(jù)表格。可以看到表格中傾斜X (Tilt X) 中的參數(shù)是10，這表明反射鏡繞X軸旋轉了10°。
現(xiàn)在打開文件\Zemax\Samples\Sequential\Telescopes\Unobscured Gregorian.zmx，這是一個由兩個圓錐反射鏡構成的望遠鏡系統(tǒng)。從文件默認打開的實體模型 (Shaded Model) 圖可以看到，主反射鏡和次反射鏡使用坐標間斷面進行了傾斜，這使得次反射鏡（表面5）不在系統(tǒng)輸入光的光路上，從而避免了遮光問題。
使用技巧：在透鏡數(shù)據(jù)編輯器中選中一個表面時（點擊該表面），該表面會在任何視圖窗口中高亮顯示。在上述的實體模型視圖中，主反射鏡（表面4）為高亮顯示。
該望遠鏡系統(tǒng)的主反射鏡是一個離軸的圓錐曲面鏡的一部分，該表面上的偏心孔徑使反射鏡面與入射光束對準。
展開 ansys graphics power模式下節(jié)點結果不是真
我用的三層shell181單元進行對比，power模式s1max值485.127，且不區(qū)分bot和top。full模式下區(qū)分bot和top，且list節(jié)點結果時，max值是和full模式下相符的，目前遇見的問題是：如何查詢power模式下的節(jié)點應力結果，并針對這些結果進行處理？ansys萌新希望大佬賜教
ANSYS隧道荷載結構模式等效節(jié)點荷載施加
隧道荷載結構模式計算時，在節(jié)點上添加等效節(jié)點力的時候是比較麻煩的事。受力計算簡圖：
現(xiàn)提供自動荷載添加程序。
“Apply_Load.txt”命令流文件：ANSYS中隧道荷載——結構模式自動施加節(jié)點力，只需選擇襯砌單元并設置Q1, Q2, E1, E2, E3, E4即可。
“Demo.txt”命令流文件：演示 。
Apply_Load 子程序：
Apply_Load.txt
! 本子程序適用于隧道荷載——結構模式計算荷載施加。
! 用戶選擇襯砌單元，并設置Q1, Q2, E1, E2, E3, E4
! 程序會根據(jù)選擇集自動判斷節(jié)點并加載節(jié)點力。
! 注意事項：(1) 結構盡量為封閉環(huán)狀；
! (2) 結構需關于x、y軸對稱；
! (3) 單元劃分較細，忽略等效節(jié)點彎矩。
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實體折返六邊形蜂窩建模插件 ￥15
插件使用
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到我們的實體蜂窩建模插件，如圖所示：
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
你需要輸入界面中的參數(shù)。自上而下分別為目標模型，蜂窩部件名稱，蜂窩單胞行數(shù)，蜂窩單胞列數(shù)，以及如圖所標的參數(shù)。
其中目標模型是要已經存在的模型，蜂窩新部件可以自定義名稱，行數(shù)與列數(shù)要是正整數(shù)，其余參數(shù)自行設定就行，但是要是小數(shù)。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是solid模型。
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</p><p class="ql-align-justify">此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><br></p><h1 class="ql-align-justify"><em>插件說明</em></h1><p class="ql-align-justify">此插件所生成的是solid模型。</p><p class="ql-align-justify">使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：</p><p class="ql-align-justify"><a href="https://www.yqgqt.org.cn/video/c246327" rel="noopener noreferrer" target="_blank">實體內折六邊形蜂窩建模插件使用視頻教程_培訓課程_Abaqus建立蜂窩 ABAQUS蜂窩插件-技術鄰 (jishulink.com)</a></p><p class="ql-align-justify"><br></p><h1 class="ql-align-justify">承諾：</h1><p class="ql-align-justify">1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發(fā)現(xiàn)的bug進行修復。</p><p class="ql-align-justify">2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區(qū)發(fā)言都行，看到有時間會進行回復。
展開 Ansys Zemax | 如何在序列模式下模擬分光棱鏡
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聯(lián)系工作人員獲取附件
概述
這篇文章介紹了：
如何在序列模式下使用多重結構創(chuàng)建分光棱鏡
如何在布局圖以及分析/計算窗口中同時追跡透射和反射光線
在考慮偏振及鍍膜的影響下如何計算透射和反射光線的總能量
介紹
在OpticStudio中，分光棱鏡可以在序列或非序列追跡模式下模擬。
在非序列中，光線可以在折射表面上分裂為折射和反射光線。這也是非序列模式最主要的優(yōu)勢：光線可以在物體表面處分裂為反射和透射的部分。
而在序列模式中，光線只能在折射表面處發(fā)生折射，并在鏡面上發(fā)生反射；OpticStudio的多重結構功能可以用來在序列模式下同時模擬折射和反射光線。在本文中，我們將在序列模式中建立如下圖所示的分光棱鏡系統(tǒng)：
系統(tǒng)中包含一個與偏振無關的50/50分光棱鏡。該棱鏡由N-BK7玻璃組成，并且表面鍍有MgF2抗反射膜層。其中，中間的50/50分光膜層為理想膜層，并且與偏振、入射角和波長無關。在上圖中顯示的綠色光線為反射光線，在入射到上面的像面前首先經過下面的反射鏡反射。我們將計算兩個像面上，考慮M-BK7玻璃的體吸收、表面膜層的菲涅爾損耗以及理想的50/50分光膜層的正確透射光強。
在開始本文的案例前，您需要了解如何在OpticStudio中設置系統(tǒng)和表面屬性。
需要注意的是，OpticStudio可以詳細的模擬表面膜層，如金屬膜層或多層電介質膜層等。在本例中，我們將主要展示棱鏡幾何體的建立，因此只會在模型中使用簡單的膜層。
展開 Ansys Zemax | 如何在序列模式下模擬分光棱鏡
概述
這篇文章介紹了：
· 如何在序列模式下使用多重結構創(chuàng)建分光棱鏡
· 如何在布局圖以及分析/計算窗口中同時追跡透射和反射光線
· 在考慮偏振及鍍膜的影響下如何計算透射和反射光線的總能量
（聯(lián)系我們獲取文章附件）
介紹
在 OpticStudio 中，分光棱鏡可以在序列或非序列追跡模式下模擬。
在非序列中，光線可以在折射表面上分裂為折射和反射光線。這也是非序列模式最主要的優(yōu)勢：光線可以在物體表面處分裂為反射和透射的部分。
而在序列模式中，光線只能在折射表面處發(fā)生折射，并在鏡面上發(fā)生反射；OpticStudio 的多重結構功能可以用來在序列模式下同時模擬折射和反射光線。在本文中，我們將在序列模式中建立如下圖所示的分光棱鏡系統(tǒng)：
系統(tǒng)中包含一個與偏振無關的50/50分光棱鏡。該棱鏡由 N-BK7 玻璃組成，并且表面鍍有 MgF2 抗反射膜層。其中，中間的50/50分光膜層為理想膜層，并且與偏振、入射角和波長無關。在上圖中顯示的綠色光線為反射光線，在入射到上面的像面前首先經過下面的反射鏡反射。我們將計算兩個像面上，考慮M-BK7玻璃的體吸收、表面膜層的菲涅爾損耗以及理想的50/50分光膜層的正確透射光強。
在開始本文的案例前，您需要了解如何在 OpticStudio 中設置系統(tǒng)和表面屬性。您可以參考以下兩篇文章。
Ansys Zemax | 如何設計單透鏡 第一部分：設置
Ansys Zemax | 如何傾斜和偏心序列光學元件
需要注意的是，OpticStudio 可以詳細的模擬表面膜層，如金屬膜層或多層電介質膜層等。在本例中，我們將主要展示棱鏡幾何體的建立，因此只會在模型中使用簡單的膜層。
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