ansys三角形平面建模的案例
三角形常應變單元解平面問題實施步驟與注意事項
利用上面討論的三角形常應變單元解平面問題，其具體步驟可歸納如下:
1)將要計算的彈性體劃分成三角形單元。對結點進行編號，列出結點坐標作為輸入信息。
(2)對單元進行編號，列出單元三個結點的號碼作為輸入信息。
(3)計算載荷的等效結點力，把等效結點力作為輸入信息。
(4)按照(6)式計算各單元的常數bi、ci、bj、cj、bm、cm，再按照(4)計算2A。
(5)按照(35)式計算各單元的剛度矩陣。
(6)形成整體剛度矩陣。
(7)處理約束及消除剛體位移。
(8)解線性方程組(32)式，求結點位移。
(9)按照(20)式計算應力矩陣，再按(18)式計算單元應力。根據需要計算主應力和主方向。
通常步驟(4)至(9)均由計算機來完成，而步驟(1)至(3)可以用手工完成，也可由計算機來完成。在實現以上各步驟時，為了達到一定的計算精度，節約計算機存儲量，縮短計算機運行時間等目的，還需要注意下列事項。
1、利用對稱性
在劃分單元前要研究一下，計算對象是否有對稱變形或反對稱變形存在，從而確定是否需要取整個物體，還是取部分物體作為計算模型。例如圖8a所示受純彎曲的梁，它對于x,y軸都對稱，而載荷對于y軸對稱，對于x軸反對稱?？梢?，應力和應變亦將具有同樣的對稱和反對稱特性，所以我們只需計算1/4梁就行了。分離體如圖8b所示。對于刪去部分結構的影響可以這樣考慮：對于處于y軸對稱面內各結點的x方向位移和y方向分布力都應等于零，而對于處在x軸反對稱面上的各結點的x方向位移和y方向分布力亦都應等于零。這些條件相當于安置如圖8b中的約束。圖中o點上安置y方向的約束是為了消除剛體位移而設置的。又例如在分析圖9中所承受均勻壓力的厚壁圓筒時，根據結構和載荷軸對稱的性質，我們可以取出一個小扇形(圖中陰影部分)進行計算。
展開 有限元法講解及運用常應變三角形單元解彈性力學平面問題（FORTRAN語言編寫有限元法程序算例）
2.有限元方法的歷史
20世紀40年代，由于航空事業的飛速發展，對飛機的結構提出了愈來愈高的要求，即質量輕、強度高、剛度好，人們不得不進行精確的設計和計算，正是在這一背景下，逐漸在工程 中產生了矩陣力學分析方法，1941年 ，Hrenikoff使用“框架邊形功德方法”求解了一個彈性 問題，1943年，Courant發表了一篇使用三角形區域的多 項式函數來求解扭轉問題的論文，這些工作開創了有限 元分析的先河。
1956年波音公司的Turner，Clough，Martin和Topp在分析飛機結構時系統研究了離散桿，梁三角形的單元剛度表達式，兵求得了平面應力問題的正確解答，1960年Clough在處理平面彈性平面時，第一次 提出并用“有限元方法”得名稱。隨后大量的工程師開 始使用這一離散方法來處理結構分析，流體問題，熱傳 導等復雜問題。1955年德國的Argyris出版了第一本關于 結構中能量原理和矩陣方法得書，為后續的有限元研究 奠定了重要的基礎，1967年Zienkiewciz和Cheung出版了 第一本有關有限元分析得專著。1970年以后有限元方法 開始應用于處理的非線性分大變形問題，Oden于1972年出版了第一本關于處理非線性連續體的專著。這一時期 的理論研究工作是比較簡單的實際問題，1975年，對一個300單元的模型，在當時先進的計算機上進行2000萬次 計算大約需要30小時的機時，花費約3萬美金，如此高昂 的計算成本嚴重限制了有限元方法得發展和普及。然而，許多工程師們都對有限元方法的發展你前途非常清楚，因為它提供了一種處理復雜真實問題的有力工具。
展開 ansys平面應力和平面應變問題
ansys平面應力和平面應變問題：
如果能將三維問題簡化為二維問題，將大大節約計算時間。對于平面應力和平面應變問題就可以實現這種簡化，本問將介紹一下平面應力和平面應變的概念。
平面應力：只在平面內有應力，與該面垂直方向的應力可忽略，例如薄板拉壓問題。
平面應變：只在平面內有應變，與該面垂直方向的應變可忽略，例如水壩側向水壓問題。
淺談平面應力和平面問題及其ANSYS實現
此時，只剩下平行于xy面的三個應變分量：
ε
x，ε
y，γ
xy
這就是平面應變問題。
說明：
1.平面應力和平面應變問題的區別：平面應力: εz≠0 ，軸向遠小于橫向；平面應變: σz≠0，橫向遠小于軸向。
2. 平面問題的求解體系：8 個未知數，必須建立8 個相互獨立的方程才能得以求解。
3. 平面問題方程來源：
a. 平衡微分方程：建立應力和力之間的關系，總共3個，力矩平衡方程推出切應力互等，所以還剩x，y方向力的平衡方程；
b. 幾何方程：建立應變與位移之間的關系，總共3個；
c. 物理方程：建立應力與應變之間的關系，總共3個。
以上只是對平面問題簡單的論述，若讀者想深入學習，可參閱徐芝綸教授編著的《彈性力學》第5版。
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.確定分析類型：根據例題所示結構，確定分析類型為靜力學分析；
2.通過對例題結構進行分析，可知該結構符合平面應變問題；計算時可選擇任意橫截面，使用平面單元進行計算；
3.該橫截面同時關于x軸和y軸對稱，計算時可使用四分之一結構計算。
Step1：在SCDM中創建平面模型。
由于我們使用平面應變模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。根據題目中給的幾何尺寸，在xy平面上建立一個四分之一的圓環面。草繪完成后，點擊頂部的Pull或者底部Return to 3D mode，然后按ESC鍵，將草繪轉化成面。建立完成以后，點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2：
設置分析類型（2D）。
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具有平面或曲面的標準具建模
最簡單的光學標準具是具有平行表面的透明板。這種結構形成了諧振器，并且透射率和反射率隨著標準具的厚度而變化。除了最簡單的結構外，還有其他結構的標準具，例如：非平行表面和曲面，被設計用于不同的應用。利用非序列場追跡技術，分析了幾種標準具的配置，并研究了輸出干涉條紋的差異。
摘要
、
平面和曲面標準具的建模
建模任務
光學標準具的基本結構是一個具有平行表面的透明板。這樣的結構形成了一個諧振腔，其中透過率和反射率隨標準具的厚度而變化。除了這個簡單的配置，更復雜的標準具，如非平行表面和曲面，被設計和用于不同的應用。利用VirtualLab Fusion的非序列場追跡技術，分析了多種結構的標準具，研究了輸出干涉條紋的差異，包括偏振效應。
具有平面或曲面的標準具建模
建模任務
建模任務
平行平面-平面
傾斜平面-平面
柱面-平面
球面-平面
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
?使用界面構造組件
- 目錄II：界面目錄[教程視頻]
?設置組件位置和方向
- LPD II：位置和方向[教程視頻]
?調整非序列通道
- 非序列追跡的通道設置[使用案例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
further reading
- Examination of Sodium D Lines with Etalon
- Coherence Measurement Using Michelson Interferometer and Fourier Transform Spectroscopy
展開 [VirtualLab] 具有平面或曲面的標準具建模
建模任務
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標準具
非序列建模的通道系統
a）平行平面 - 平面表面
b）傾斜平面 - 平面表面
c）柱面 - 平面表面
d）球面 - 平面表面
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延伸閱讀
-用標準具檢查鈉D線
-用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜測量相干性
-表面和光柵區域的通道配置
COMSOL 軟件教程：為廣義平面應變建模
許多細長結構可以使用二維橫截面進行有效建模。一個典型的假設是平面應變近似，它意味著所有平面應變分量都是零。這種假設適用于面外變形被抑制的情況，例如固定結構的末端。然而，在許多情況下，結構會在面外方向上自由擴展。讓我們來討論如何對這種有時被稱為廣義平面應變的情況進行建模。
利用平面應變、平面應力和廣義平面應變條件
在平面應變條件下，物體不能在面外方向上擴展。在此方向上，通常存在由非零泊松比引起的面內應變耦合應力。另一方面，當研究薄板時，平面應力假設更加實用。在這種情況下，材料在面外方向上自由收縮或膨脹，橫向應力為零。
如果與面內尺寸相比，結構在橫向上很長，但在橫向上仍不受約束，那么上述假設都不適用。這時我們可以采用廣義平面應變條件。
廣義平面應變狀態公式
平面應變公式的一種可能的推廣是假設應變獨立于面外坐標。在 COMSOL Multiphysics? 軟件中，可以借助截面的二維幾何圖形和固體力學 接口來實現這個假設，其中平面應變公式是默認選項。
假定應變張量的分量僅僅是面內坐標 x 和 y 的函數（可能是時間）：
(1)
在小應變的假設前提下，應變張量的分量與位移場相關：
(2)
上述方程有下列三維解：
(3)
其中 a、b 和 c 是常數系數。
相應的平面應變是：
(4)
這種應變狀態不同于標準平面應變假設，原因在于法向面外應變非零，在橫截面上做線性變化。在截面 z = 0 時，變形位于平面內，并且通過面內位移分量 u（x，y） 和 v（x，y） 進行充分表征。
法向面外應變表達式中的系數 a、b 和 c 可作為額外的自由度（DOF）引入到整個模型中（全局變量）。我們可以使用結構力學 接口提供的外部應變 特征來引入額外的應變貢獻。
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基于ANSYS的波紋管波形參數對平面失穩影響的分析
摘要：為了研究波紋管波形參數對波紋管平面失穩的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對不同波形參數下的波紋管有限元模型進行了模態分析與特征值屈曲分析。有限元計算結果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設計時，在滿足綜合性能情況下，可通過在一定范圍內增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高的方法減少平面失穩的發生；同時模態分析求出了波紋管的固有頻率和振型，可以避免在工程作業中，因為外界振動頻率與波紋管固有頻率相同而發生共振現象，致使波紋管發生平面失穩，為工程設計提供有效參考。
關鍵詞：波紋管;ANSYS數值模擬;屈曲分析;模態分析;波形參數;平面失穩;
0 引言
波紋管膨脹節是用于管道連接和補償裝置，是一種薄壁型殼體，廣泛用于航空航天、化工、船舶等領域，它在工作時可補償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來的位移變化，同時還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會因為內壓過大而產生平面失穩，平面失穩一般發生在長度與直徑之比較小的波紋管中，或者無加強型波紋管中，是指波紋所在的平面不再與波紋管的軸線保持垂直，一個或多個波紋出現傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對同時承受軸向、橫向和轉角位移載荷的波紋管進行內壓穩定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對未發生位移的波紋管平面失穩壓力進行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對U形無加強波紋管在不同平面失穩工況下的應力響應進行了計算。張道偉等[5]對波紋管在拉伸條件下的外壓穩定性進行了試驗研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結構，形狀不規則，應力也分布較復雜，導致波紋管性能受波形參數影響較大，而波紋參數對平面失穩影響的研究也較少。
展開 ANSYS Maxwell仿真平面變壓器
我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場仿真變壓器的電感和漏感等參數，激勵給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態場仿真變壓器，看變壓器的初級的輸入電壓和電流，次級的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數，但是我在仿真瞬態的時候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結果總是不盡如意，結果和我之前將繞組做成的集總模型的時候的波形相比，就感覺是不對的
其中我初級給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級導入的外電路，只做了一個繞組加一個負載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實際工作情況，在外電路中加入了整流濾波電路，但是這樣的話仿時間特別長，出來的結果也不盡如意
還請論壇中的技術大神給指點下，還有什么需要了解的可以貼子下留言，急需解決，謝謝各位了
展開 基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
二、不含隔磁片的平面螺旋型線圈
本節將在ANSYS Maxwell的Magnetostatic靜磁場求解器的RZ軸對稱坐標系中，建立圖1(a)中不含隔磁片的平面螺旋型線圈的2D和3D模型。為了對比結果，2D和3D模型應設置相同大小的求解區域。
（一）不含隔磁片的平面螺旋型線圈2D模型
本節將對線圈采用兩種建模方式。第一種采用導線的圓截面對線圈進行建模，第二種將線圈截面用一個矩形進行近似建模，現在對比兩種建模方法的結果。
第一種建模方式，每一匝導線用一個半徑為0.5mm、 材料為銅的圓形表示，匝間距為0.15mm，建立好的模型如圖2所示。為線圈添加一個高度和寬度均為100mm的求解區域Region。給每一匝線圈加載激勵電流1A，并設置求解電感矩陣值，Maxwell 2D→Parameters→Assign→Matrix，在彈出的窗口中勾選加載在10個圓截面上的激勵源。設置完畢后，對模型進行分析求解。
在Maxwell 2D→Results→Solution Data窗口中查看求解結果，以10匝導線的圓截面對平面螺旋線圈進行建模，得到的電感矩陣為一個10×10的電感矩陣，主對角線元素為每匝導線的自感，其他非主對角線元素為各匝導線之間的互感。由于線圈電感L即為每匝導線的自感Li與各匝導線之間互感Mij之和，得出式(2)：
式(2)中，Li為線圈的自感，Mij為第i匝導線與第j匝導線之間的互感。將ANSYS計算的電感矩陣數據導入Matlab中，根據式(2)計算得到的線圈電感值為3.653 2uH。
此外，利用ANSYS Maxwell軟件可以求出整個求解區域的能量，再通過線圈電感與線圈總能量的關系求出線圈的電感值。
展開 平面四邊形四節點單元計算程序與ANSYS結果對比
下面簡單介紹從ansys軟件中導出平面四邊形四節點單元的單元剛度矩陣。
平面四邊形四節點單元示例
如圖所示，計算這兩個單元組成單元剛度矩陣，并組裝成整體剛度矩陣，求解各個節點的位移。
