ansys建模平面的案例
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題：
如果能將三維問題簡(jiǎn)化為二維問題，將大大節(jié)約計(jì)算時(shí)間。對(duì)于平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題就可以實(shí)現(xiàn)這種簡(jiǎn)化，本問將介紹一下平面應(yīng)力和平面應(yīng)變的概念。
平面應(yīng)力：只在平面內(nèi)有應(yīng)力，與該面垂直方向的應(yīng)力可忽略，例如薄板拉壓?jiǎn)栴}。
平面應(yīng)變：只在平面內(nèi)有應(yīng)變，與該面垂直方向的應(yīng)變可忽略，例如水壩側(cè)向水壓?jiǎn)栴}。
淺談平面應(yīng)力和平面問題及其ANSYS實(shí)現(xiàn)
此時(shí)，只剩下平行于xy面的三個(gè)應(yīng)變分量：
ε
x，ε
y，γ
xy
這就是平面應(yīng)變問題。
說明：
1.平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題的區(qū)別：平面應(yīng)力: εz≠0 ，軸向遠(yuǎn)小于橫向；平面應(yīng)變: σz≠0，橫向遠(yuǎn)小于軸向。
2. 平面問題的求解體系：8 個(gè)未知數(shù)，必須建立8 個(gè)相互獨(dú)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(yīng)力和力之間的關(guān)系，總共3個(gè)，力矩平衡方程推出切應(yīng)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(yīng)變與位移之間的關(guān)系，總共3個(gè)；
c. 物理方程：建立應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，總共3個(gè)。
以上只是對(duì)平面問題簡(jiǎn)單的論述，若讀者想深入學(xué)習(xí)，可參閱徐芝綸教授編著的《彈性力學(xué)》第5版。
使用ANSYS求解該問題時(shí)，我們從以下幾個(gè)方面入手：
1.確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2.通過對(duì)例題結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可知該結(jié)構(gòu)符合平面應(yīng)變問題；計(jì)算時(shí)可選擇任意橫截面，使用平面單元進(jìn)行計(jì)算；
3.該橫截面同時(shí)關(guān)于x軸和y軸對(duì)稱，計(jì)算時(shí)可使用四分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。
Step1：在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
由于我們使用平面應(yīng)變模型計(jì)算，所以建模時(shí)必須要將橫截面建立在xy平面上。根據(jù)題目中給的幾何尺寸，在xy平面上建立一個(gè)四分之一的圓環(huán)面。草繪完成后，點(diǎn)擊頂部的Pull或者底部Return to 3D mode，然后按ESC鍵，將草繪轉(zhuǎn)化成面。建立完成以后，點(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：
設(shè)置分析類型（2D）。
展開 具有平面或曲面的標(biāo)準(zhǔn)具建模
最簡(jiǎn)單的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)具是具有平行表面的透明板。這種結(jié)構(gòu)形成了諧振器，并且透射率和反射率隨著標(biāo)準(zhǔn)具的厚度而變化。除了最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)外，還有其他結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)具，例如：非平行表面和曲面，被設(shè)計(jì)用于不同的應(yīng)用。利用非序列場(chǎng)追跡技術(shù)，分析了幾種標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)具的建模
建模任務(wù)
光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)具的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有平行表面的透明板。這樣的結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)諧振腔，其中透過率和反射率隨標(biāo)準(zhǔn)具的厚度而變化。除了這個(gè)簡(jiǎn)單的配置，更復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)具，如非平行表面和曲面，被設(shè)計(jì)和用于不同的應(yīng)用。利用VirtualLab Fusion的非序列場(chǎng)追跡技術(shù)，分析了多種結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)具，研究了輸出干涉條紋的差異，包括偏振效應(yīng)。
具有平面或曲面的標(biāo)準(zhǔn)具建模
建模任務(wù)
建模任務(wù)
平行平面-平面
傾斜平面-平面
柱面-平面
球面-平面
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VirtualLab Fusion中的工作流程
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VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
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- Examination of Sodium D Lines with Etalon
- Coherence Measurement Using Michelson Interferometer and Fourier Transform Spectroscopy
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建模任務(wù)
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建模任務(wù)
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展開 VirtualLab：平面和曲面標(biāo)準(zhǔn)具的建模
建模任務(wù)
標(biāo)準(zhǔn)具
非序列建模的通道系統(tǒng)
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
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
延伸閱讀
-用標(biāo)準(zhǔn)具檢查鈉D線
-用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜測(cè)量相干性
-表面和光柵區(qū)域的通道配置
COMSOL 軟件教程：為廣義平面應(yīng)變建模
許多細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可以使用二維橫截面進(jìn)行有效建模。一個(gè)典型的假設(shè)是平面應(yīng)變近似，它意味著所有平面應(yīng)變分量都是零。這種假設(shè)適用于面外變形被抑制的情況，例如固定結(jié)構(gòu)的末端。然而，在許多情況下，結(jié)構(gòu)會(huì)在面外方向上自由擴(kuò)展。讓我們來討論如何對(duì)這種有時(shí)被稱為廣義平面應(yīng)變的情況進(jìn)行建模。
利用平面應(yīng)變、平面應(yīng)力和廣義平面應(yīng)變條件
在平面應(yīng)變條件下，物體不能在面外方向上擴(kuò)展。在此方向上，通常存在由非零泊松比引起的面內(nèi)應(yīng)變耦合應(yīng)力。另一方面，當(dāng)研究薄板時(shí)，平面應(yīng)力假設(shè)更加實(shí)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(yīng)力為零。
如果與面內(nèi)尺寸相比，結(jié)構(gòu)在橫向上很長(zhǎng)，但在橫向上仍不受約束，那么上述假設(shè)都不適用。這時(shí)我們可以采用廣義平面應(yīng)變條件。
廣義平面應(yīng)變狀態(tài)公式
平面應(yīng)變公式的一種可能的推廣是假設(shè)應(yīng)變獨(dú)立于面外坐標(biāo)。在 COMSOL Multiphysics? 軟件中，可以借助截面的二維幾何圖形和固體力學(xué) 接口來實(shí)現(xiàn)這個(gè)假設(shè)，其中平面應(yīng)變公式是默認(rèn)選項(xiàng)。
假定應(yīng)變張量的分量?jī)H僅是面內(nèi)坐標(biāo) x 和 y 的函數(shù)（可能是時(shí)間）：
(1)
在小應(yīng)變的假設(shè)前提下，應(yīng)變張量的分量與位移場(chǎng)相關(guān)：
(2)
上述方程有下列三維解：
(3)
其中 a、b 和 c 是常數(shù)系數(shù)。
相應(yīng)的平面應(yīng)變是：
(4)
這種應(yīng)變狀態(tài)不同于標(biāo)準(zhǔn)平面應(yīng)變假設(shè)，原因在于法向面外應(yīng)變非零，在橫截面上做線性變化。在截面 z = 0 時(shí)，變形位于平面內(nèi)，并且通過面內(nèi)位移分量 u（x，y） 和 v（x，y） 進(jìn)行充分表征。
法向面外應(yīng)變表達(dá)式中的系數(shù) a、b 和 c 可作為額外的自由度（DOF）引入到整個(gè)模型中（全局變量）。我們可以使用結(jié)構(gòu)力學(xué) 接口提供的外部應(yīng)變 特征來引入額外的應(yīng)變貢獻(xiàn)。
展開 基于ANSYS的波紋管波形參數(shù)對(duì)平面失穩(wěn)影響的分析
摘要：為了研究波紋管波形參數(shù)對(duì)波紋管平面失穩(wěn)的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對(duì)不同波形參數(shù)下的波紋管有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析與特征值屈曲分析。有限元計(jì)算結(jié)果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會(huì)使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足綜合性能情況下，可通過在一定范圍內(nèi)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(wěn)的發(fā)生；同時(shí)模態(tài)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(yè)中，因?yàn)橥饨缯駝?dòng)頻率與波紋管固有頻率相同而發(fā)生共振現(xiàn)象，致使波紋管發(fā)生平面失穩(wěn)，為工程設(shè)計(jì)提供有效參考。
關(guān)鍵詞：波紋管;ANSYS數(shù)值模擬;屈曲分析;模態(tài)分析;波形參數(shù);平面失穩(wěn);
0 引言
波紋管膨脹節(jié)是用于管道連接和補(bǔ)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(lǐng)域，它在工作時(shí)可補(bǔ)償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來的位移變化，同時(shí)還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會(huì)因?yàn)閮?nèi)壓過大而產(chǎn)生平面失穩(wěn)，平面失穩(wěn)一般發(fā)生在長(zhǎng)度與直徑之比較小的波紋管中，或者無加強(qiáng)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(gè)或多個(gè)波紋出現(xiàn)傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對(duì)同時(shí)承受軸向、橫向和轉(zhuǎn)角位移載荷的波紋管進(jìn)行內(nèi)壓穩(wěn)定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對(duì)未發(fā)生位移的波紋管平面失穩(wěn)壓力進(jìn)行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對(duì)U形無加強(qiáng)波紋管在不同平面失穩(wěn)工況下的應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。張道偉等[5]對(duì)波紋管在拉伸條件下的外壓穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀不規(guī)則，應(yīng)力也分布較復(fù)雜，導(dǎo)致波紋管性能受波形參數(shù)影響較大，而波紋參數(shù)對(duì)平面失穩(wěn)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(jí)帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時(shí)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(chǎng)仿真變壓器的電感和漏感等參數(shù)，激勵(lì)給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態(tài)場(chǎng)仿真變壓器，看變壓器的初級(jí)的輸入電壓和電流，次級(jí)的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數(shù)，但是我在仿真瞬態(tài)的時(shí)候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結(jié)果總是不盡如意，結(jié)果和我之前將繞組做成的集總模型的時(shí)候的波形相比，就感覺是不對(duì)的
其中我初級(jí)給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級(jí)導(dǎo)入的外電路，只做了一個(gè)繞組加一個(gè)負(fù)載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實(shí)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(shí)間特別長(zhǎng)，出來的結(jié)果也不盡如意
還請(qǐng)論壇中的技術(shù)大神給指點(diǎn)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(jié)將在ANSYS Maxwell的Magnetostatic靜磁場(chǎng)求解器的RZ軸對(duì)稱坐標(biāo)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(duì)比結(jié)果，2D和3D模型應(yīng)設(shè)置相同大小的求解區(qū)域。
（一）不含隔磁片的平面螺旋型線圈2D模型
本節(jié)將對(duì)線圈采用兩種建模方式。第一種采用導(dǎo)線的圓截面對(duì)線圈進(jìn)行建模，第二種將線圈截面用一個(gè)矩形進(jìn)行近似建模，現(xiàn)在對(duì)比兩種建模方法的結(jié)果。
第一種建模方式，每一匝導(dǎo)線用一個(gè)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(gè)高度和寬度均為100mm的求解區(qū)域Region。給每一匝線圈加載激勵(lì)電流1A，并設(shè)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(gè)圓截面上的激勵(lì)源。設(shè)置完畢后，對(duì)模型進(jìn)行分析求解。
在Maxwell 2D→Results→Solution Data窗口中查看求解結(jié)果，以10匝導(dǎo)線的圓截面對(duì)平面螺旋線圈進(jìn)行建模，得到的電感矩陣為一個(gè)10×10的電感矩陣，主對(duì)角線元素為每匝導(dǎo)線的自感，其他非主對(duì)角線元素為各匝導(dǎo)線之間的互感。由于線圈電感L即為每匝導(dǎo)線的自感Li與各匝導(dǎo)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(dǎo)線與第j匝導(dǎo)線之間的互感。將ANSYS計(jì)算的電感矩陣數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab中，根據(jù)式(2)計(jì)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(gè)求解區(qū)域的能量，再通過線圈電感與線圈總能量的關(guān)系求出線圈的電感值。
展開 平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元計(jì)算程序與ANSYS結(jié)果對(duì)比
下面簡(jiǎn)單介紹從ansys軟件中導(dǎo)出平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元的單元?jiǎng)偠染仃嚒?平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元示例
如圖所示，計(jì)算這兩個(gè)單元組成單元?jiǎng)偠染仃嚕⒔M裝成整體剛度矩陣，求解各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移。
ansys平面和殼問屬的有限元分析
嚴(yán)格地說，任何彈性物體都是處在三維受力狀態(tài)，因而都是空間問題，但是在一定條件下，許多空間問題可以簡(jiǎn)化為平面問題，從而使計(jì)算工作量大大減少。典型的平面問題有平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題。
板殼問題是工程實(shí)際中最常遇到的問題之一。
一、平面應(yīng)力問題
平面應(yīng)力問題是指受力體在z方向上尺寸很小(即呈平板狀)，外載荷都與x軸垂直，且沿z軸方向沒有變化，假設(shè)受力體在z方向上的尺寸為h，平分h的平面成為中間平面，簡(jiǎn)稱中面，則在z=±h/2處的外表面上不受任何載荷。在建立模型時(shí)，以受力體的中面尺寸建立模型。
二、平面應(yīng)變問題
平面應(yīng)變問題是指受力體在z方向的尺寸很大，所受的載荷又平行于其橫截面(垂直于x軸)且不沿長(zhǎng)度方向(z方向)變化，即物體的內(nèi)在因素和外來作用都不沿長(zhǎng)度方向變化，對(duì)于有些問題，例如擋土墻和水壩的受力問題，雖然其結(jié)構(gòu)不是無限長(zhǎng)，而且在靠近兩端之處的橫截面也往往是變化的，并不符合無限長(zhǎng)柱形體的條件，但實(shí)踐證明，這些問題是很接近于平面應(yīng)變問題的，對(duì)于離開兩端較遠(yuǎn)之處，按平面應(yīng)變問題進(jìn)行分析計(jì)算，得出的結(jié)果是可以滿足工程實(shí)際要求的。
在利用ANSYS進(jìn)行有限元分析時(shí)，將這些單元定義為新的單元后，如平面應(yīng)力問題，設(shè)置單元配置項(xiàng)KEYOPT(3)為Plane stree或Plane stress with thickness input(考慮板的厚度)；如為平面應(yīng)變問題，設(shè)置單元配置項(xiàng)KEYOPT(3)為Plane strain。
展開 ANSYS 有限元模型 平面鋼閘門 水工鋼結(jié)構(gòu) 鋼閘門 ￥299
水工平面鋼閘門有限元ANSYS模型，附件包含完整的db文件，ansys15.0版本及以上高版本均可以打開，模型完整可以進(jìn)行各種靜力動(dòng)力計(jì)算。展示圖靜力計(jì)算結(jié)果云圖。
本人擅長(zhǎng)平面鋼閘門，弧形閘門，對(duì)開式弧形閘門各種類型閘門及鋼結(jié)構(gòu)建筑、水壩強(qiáng)度校核，包括靜力分析，干模態(tài)，濕度模態(tài)（添加附加質(zhì)量），地震時(shí)程分析（考慮恒定荷載，重力水壓力等），地震譜分析（針對(duì)水壩閘室無質(zhì)量地基法等），弧形閘門支臂曲曲分析（包括考慮重力和不考慮重力）
