ansys靜態分析載荷步的案例
如何在ANSYS WORKBENCH中進行多載荷步的靜力分析？
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
workbench分析如何設置載荷步與子步
在Analysis Settings的Step Controls中可以設置求解的載荷步和子步。
圖1 分析設置面板
圖1中Number of Steps表示為載荷步，該選項主要用于模擬結構的加載順序或工藝順序，比如一個螺栓連接結構，首先進行預緊，然后再承受其他外載荷，對于這個問題必須使用兩個載荷步，第一個載荷步施加螺栓預緊力，第二個載荷步鎖定螺栓預緊力，然后正常施加外載荷。
圖2 載荷步，子步圖
如圖2所示給出了載荷步和子步圖，由圖可知子步是將載荷一個載荷步分解若干在求解點，從而可以提高求解的收斂性。例如對于加載10000N，一次加載，可能計算不收斂，如果把10000N劃分若干個子步，例如設置為10個子步，則程序按照1000N進行增加求解，從而可以提高結構的收斂性。
如圖1所示，用戶將Auto End Steps設置On，即激活了自動時間步，Define By用于定義時間步類型，用戶可以設為Substeps（子步）或Time（時間增量），這個參數的關系互為倒數，例如總載荷為10000N，靜力學環境求解時間為1s，子步設置為10，則等效時間增量設置為0.1，程序按照1000N進行遞增求解。
下面以子步設置進行講解，Initial Substeps，該選項為初始載荷步，即首次求解的載荷比例；Minimum Substeps，該選項為最小載荷步；Maximum Substeps該選項為最大載荷步。
展開 ANSYS WORKBENCH-多載荷步的例子-APDL
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個處理器(finish)
然后進入到求解器中（/solve），在1,2,3,個時間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個載荷步（lssolve）。
最后退出求解器（finish）
在上述命令流中，對于頂面加載時，用到了前面定義的命名集的名字。
意味著要對頂面加載。
7.仿真以查看結果。
仿真并查看變形
可見，最大變形已經達到22mm，這已經是大變形了。
應力結果
最大應力達到近900Mpa，顯然，這個應力較大，超過了一般鋼材所能夠承受的限度。
所以，如果這是一個實際問題的話，那么需要進一步考慮材料非線性和幾何非線性進行分析。
展開 怎樣理解ANSYS中的載荷步？
怎樣理解ansys中的載荷步？
一.載荷步的含義
一個載荷步是指邊界條件和載荷選項的一次設置，用戶可對此進行一次或多次求解。
一個分析過程可以包括：
1.單一載荷步（常常這是足夠的）
2.多重載荷步
有三種方法可以用來定義并求解多載荷步
1.多次求解方法
2.載荷步文件方法
3.向量參數方法
二.多次求解方法介紹
多次求解方法是三種方法中最易理解的方法
缺點：用戶必須等到每一次求解完成后才能定義下一次載荷步（除非使用批處理方法）
注意：只有在不離開求解過程時，此方法才有效。否則，必須指示程序進行重啟動
為了使用多次求解方法：
1.定義第一個載荷步并存盤
2.進行求解
3.不要退出求解器，按需要為第二次求解改變載荷步并存盤
4.進行求解
5.不要退出求解器，繼續進行步驟3和步驟4直到所有的載荷步完成
6.進行后處理
三.載荷步文件方法介紹
當用戶想離開計算機時，使用此方法求解多重載荷步是很方便的
程序將每個載荷步寫到一個載荷步文件，此文件名為jobname.sxx（sxx 為載荷步號），然后使用一條命令，讀進每個載荷步文件并開始求解
為了使用載荷步文件方法：
1.定義第一個載荷步
2.將邊界條件寫進文件
Main Menu: Solution >-Load Step Opts- Write LS File (jobname.sxx)…
3.為了進行第二次求解按需要改變載荷條件
4.將邊界條件寫到第二個文件
5.利用載荷步文件進行求解
Main Menu: Solution > -Solve- From LS Files (jobname.sxx)…
四.向量參數方法介紹
主要用于瞬態和非線性穩－靜態分析。
展開 
基于ansys的鋼管彎曲回彈的載荷步設置
鋼管是彈塑性材料，我施加載荷到它達到屈服極限后，撤去載荷，這樣它就會有一個殘余變形。
之前想用ansys-dyna來做的，老師要求我用ansys來做靜態仿真。我設置了兩個載荷步，一是下壓，二是回彈（就是撤去壓力）。這其中還有接觸。
我做了仿真，發現下壓時是容易收斂的，但是回彈時的第一個子步很不容易收斂（這是我想要請教大家的，這個該怎么解決），不過一旦收斂后面的子步就很容易收斂。這里想向大家請教一下，我該如何設置回彈的載荷步，來解決這個問題。
其實我是想兩個載荷步都是線性變化的，這樣就會慢慢加載和慢慢卸載，但是我發現加載是線性的，卸載好像是一個子步完成的，雖然我設置了kbc,0，但是卸載我覺得還是階躍的。
這是我后處理里對其中一個節點的位移時間圖。
可以看到它的回彈是很短時間里發生的，我初步設想是如果以線性的方式回彈這樣可能容易收斂，不知道我這種想法科學么。
而且，我猜想回彈時不收斂的原因是，回彈時載荷突然變為0，這樣接觸可能有問題，以上是小弟自己的想法，想和大家探討和學習，來找到辦法解決回彈不收斂。
這是我的模型加載圖
展開 在ANSYS WORKBENCH中插入APDL命令例子--多載荷步的例子
載荷從1MPa，2MPa，3MPa漸漸增加。要求結構的最大位移。
【問題分析】
本問題可以直接在wb中用多載荷步來求解，這里說明如何使用插入APDL命令的方式實現。
【求解過程】
1. 打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創建結構靜力學分析系統。
3.創建幾何體。
雙擊geometry單元格，進入DM,選擇mm單位。
創建長方體。
其尺寸設置是
退出DM.
4.劃分網格。
雙擊MODEL,進入到MECHANICAL中，按照默認方式劃分網格。
5.固定左端面。
6.添加APDL命令以分步加載。
下面使用APDL命令進行分步加載。
由于該命令最后要傳遞到經典界面中計算，而經典界面沒有單位。為保持統一性，都用毫米單位。
（1）設置單位
（2）創建命名集。
由于在命令中要引用頂面這個面，為了能夠正確引用，先需要給它一個名稱，這需要使用命名集來完成。
選擇上述頂面，創建命名集。在彈出的對話框中設置名字：topface
則樹形大綱中出現了該命名集。
有了命名集，在后面就可以使用該名字了。
（3）插入APDL命令。
在數形大綱中先選擇A5，再從工具欄中選擇命令按鈕
則圖形窗口變成了一個文本編輯器，此處可以輸入命令。
該文本窗口內說了很多話，主要內容包含兩點：
第一，這些命令會在SOLVE命令剛執行前執行。
第二，注意這里用的單位是mm.
現在我們向該文本窗口輸入下列命令。
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個處理器(finish)
然后進入到求解器中（/solve），在1,2,3,個時間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個載荷步（lssolve）。
展開 地震載荷作用下的邊坡穩定性(Seismic Loading)---偽靜態和Newmark位移分析
本文首先回顧了近日國內發生的一次地震事件，然后進行了地震載荷作用下的邊坡穩定性分析，主要包括偽靜態分析和Newmark位移分析。
2 四川雅安地震
據中國地震臺網測定，2022年5月20日8時36分，四川雅安市漢源縣宜東鎮(震中)發生了4.8級地震，震源深度20km，震中位于北緯29.67度，東經102.48度。不過，USGS測定的震級是M4.9級(29.929°N, 102.724°E)，震源深度10km。
該地區周邊上次發生過比較強烈的地震是2021年7月14日阿壩州汶川縣的4.8級地震，距離本次震中168公里，而2013年4月20日8時02分雅安市蘆山縣發生的M7.0級地震距本次震中約80km左右。由于本次地震震級較低，因此沒有造成大的損失，除了個別老舊的房屋坍塌和墻壁出現裂縫之外，影響最大的就是部分道路的邊坡發生了破壞，如下圖所示。
3 地震載荷作用
試驗例子取自【HYRCAN多層土邊坡(Non-Homogeneous Slope)穩定性分析以及安全系數的自動提取(JavaScript)】，在此基礎上進行地震載荷作用下的邊坡穩定性分析，為了簡化起見，下面所有的分析僅使用了Spencer方法。
3.1 不考慮地震
首先在不考慮地震的情況下重新計算這個算例，按圓形滑動面計算的最小安全系數FOS=1.374，按非圓形滑動面計算的安全系數FOS=1.358。多層材料模型和各向異性材料模型使用非圓形滑動面計算更合適一些，通過自動搜索技術和優化技術可以找出更合理的滑動面。
3.2 偽靜態分析
許多情形下，我們把地震載荷作為偽靜力載荷(Pseudostatic Seismic Loading)進行簡單的地震載荷作用分析。
展開 準靜態和動態載荷下薄壁鋁型材的漸進破壞分析（abaqus-help）
準靜態和動態載荷下薄壁鋁型材的漸進破壞分析（abaqus-help）
ARCAN 試樣靜態裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
本教程包括 ARCAN 樣本的逐步靜態裂紋擴展分析。
步驟 1：概述
在復雜的飛機結構中，裂紋擴展很少以耐久性和損傷容限分析 (DADTA) 中假設的理想方式擴展。通常，施加的載荷并不垂直于裂紋成核特征和隨后的裂紋擴展。這種情況稱為混合型裂紋擴展，或更籠統地說，三維 (3D) 裂紋擴展。大多數 DADTA 僅假設 I 型載荷；因此，工程判斷用于估計理想模型中存在的誤差量。需要更好地了解混合型疲勞裂紋擴展，以設計更好的裂紋預測模型。在混合型疲勞裂紋擴展領域發表的研究成果很少，阻礙了更新、更準確的 DADTA 的開發。
第 2 步：設置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態結構分析：
步驟3：工程數據（材料模型）
本教程選定的材料是“SAE 1020 碳鋼”。
材料模型由各向同性彈性、拉伸屈服強度和拉伸極限強度組成。
步驟 4：幾何（SpaceClaim 模型）
在 SpaceClaim 上創建的厚度為 1.01 毫米的 ARCAN 樣本的尺寸如下所示：
步驟 5：定義裂縫（命名選擇）
在定義裂紋前沿和裂紋表面時，下圖中可見的邊緣和表面被用作命名選擇：
步驟 6：定義裂紋（預網格裂紋和 SMART 裂紋擴展）
利用上一步創建的命名選擇，“預網格裂紋”定義如下：
具有靜態裂紋擴展選項和 600 MPA.mm ^ (0.5) 應力強度因子的“SMART 裂紋擴展”已通過預網格裂紋定義：
步驟 7：網格操作
已實施“面片符合方法”和“裂紋前沿細化”的默認網格操作。
展開 基于XFEM的裂紋擴展仿真過程詳解和仿真經驗交流（二）（包括直接循環載荷步疲勞裂紋擴展分析） ￥20
（4） 模型劃分
（5） 設置相互作用（定義裂紋）：前面提過，ABAQUS裂紋仿真靜態裂紋參數計算和裂紋擴展只能二選一，而且裂紋參數計算只能用于三維模型，因此這里默認為裂紋發生擴展。注意：這里最好要定義接觸條件，不然后面的關鍵詞你不知道寫在哪，那樣更麻煩。然后在create interaction中設置初始載荷步允許裂紋擴展
圖5.1 定義裂紋富集域
圖5.1 允許裂紋擴展
定義其他接觸條件：一般定義硬接觸就可以了，在contact property > mechanical > normal behavior >Hard Contact,對于受壓縮載荷的情況這里會有所不同，要考慮到裂紋閉合效應，需要定義其他的接觸準則。
（6） 定義載荷步：這里要做的是疲勞裂紋擴展，在載荷步的定義問題上網上存在一些分歧，有人認為裂紋擴展是準靜態過程，應該定義通用靜態載荷步，然后在載荷模塊使用循環載荷；還有人認為裂紋擴展是受交變載荷的疲勞過程，應該采用專門的direct cyclic分析步。筆者同意后者的觀點，因為前面那種我沒做出來。
圖6.1 direct cyclic載荷步及其參數設置
數據說明：
basic頁面定義的1為載荷步的總時間，但在隱式求解中它并不是真實意義上的時間，這個不用改；
incrementation 頁面定義的是增量步的相關信息，將一個載荷步離散為多個增量步進行迭代求解，可以選用自動增量步或者固定增量步，最大總增量步（10000）和增量步大小（0.01）是兩種離散的方法，實際的增量步為min（總時間除以增量步大小，最大總增量步），根據你的要求進行設置，看你是想獲得準確的增量步還是增量步數。
展開 『原創』ANSYS靜力分析后如何根據結果做靜態精度分析？
ANSYS靜力分析后如何根據結果做靜態精度分析
有限元分析后如何根據分析的結果計算出是否滿足設計靜態精度要求
Ansys案例研究 | 無人機葉片靜態分析
概述
玩具無人機需要在現場承受各種載荷（如有效載荷、推力等）時保持結構完整性。仿真有助于檢查設計是否存在任何結構限制。在本例中，我們將研究無人機葉片在壓力載荷下的結構完整性。
目標
觀察無人機葉片在壓力載荷下的變形和應力。
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜態結構分析"系統。
2. 定義材料屬性。從本示例提供的 .xml 文件中導入聚碳酸酯的屬性，此處使用該材料僅用于演示目的，但應使用適當的材料屬性。
3. 導入模型，其外觀將如圖 1 所示。
圖 1. 典型的無人機葉片
4. 將材料分配給幾何體。
5. 在葉片中心施加固定約束，如圖 2 所示。
圖 2. 固定約束
6. 施加 0.01MPa 的壓力，如圖 3 所示。
圖 3. 壓力載荷
7. 使用 5mm 的單元尺寸對模型進行網格劃分，然后求解分析。變形和應力云圖如圖 4 所示。
圖 4：總變形和應力云圖
總結
本示例展示了無人機葉片在壓力載荷下產生的變形和應力，可以將其與材料的許用值進行校核，以判斷葉片是否能承受該載荷。
【點擊下方查看案例視頻】
展開 導出ANSYS WORKBENCH靜態分析后的變形模型
本篇博文主要介紹如何在ANSYS WORKBENCH里面導出靜力學分析后的變形模型，這個問題也是有幾個CAE朋友提及到了，寫篇博文分享下，廢話不多說，馬上入正題。
1.問題描述
為了敘述如何導出靜力學分析后的變形模型，這里只用個簡單的懸臂梁模型進行講解，懸臂梁尺寸為100x20x10mm，一段固定約束，上面施加10MPa均布載荷，導出其變形后的幾何模型。
2.分析思路
（1）先進行靜力學分析
（2）將結果文件更新到幾何體
（3）將變形后的幾何模型傳遞到FEM中進行模型的處理
（4）導出變形后的幾何體模型
3.步驟
（1）對懸臂梁模型進行靜力學分析
（2）查看其變形，如下圖所示
（3）選中模型樹的Geometry，右鍵，從結果文件中更新幾何體，打開其結果文件，如下圖所示。
（4）完成幾何體更新之后，在模型窗口可以看到幾何體模型已經改變成之前分析的變形模型，如下圖所示：
（5）將靜力學模塊的Model導出到FEM中，主要是對幾何體模型進行處理，如下圖所示：
（6）生成蒙皮
（7）插入初始幾何體
（8）將初始幾何體轉化成Parasolid格式
（9）這時轉化成的幾何體是由6個面體組成的，而不是實體，需要增加一個Sew縫紉工具，并選擇懸臂梁的6個面體，然后生成實體模型。
（10）此時，變形后的幾何體模型已經創建完成，接著導出即可。
以上為基于ANSYS WORKBENCH靜力學分析后導出變形的幾何模型的基本思路和步驟。
來源：宏鑫環宇
展開 【視頻教程】ansys教程系列之MAXwell電機靜態分析
【視頻教程】ansys教程系列之MAXwell電機靜態分析
講師：kxllost
擅長領域：電機設計、Maxwell電機電磁分析
專家檔案:http://www.yqgqt.org.cn/content/other/404433
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展開 文獻分享 | 使用 ANSYS 進行偏置軸承建模、靜態和動態分析
偏置軸承通常承受載荷，并且由于這些載荷作用在偏置軸承上，壓縮應力和彎曲應力將產生到偏置軸承中。在設計軸承時，分析安全操作的應力非常重要。
在此項目中，偏置軸承在 SOLIDWORKS 中建模并導入到 Ansys Workbench 中進行靜態分析和模態分析。對偏置軸承進行靜態分析，以確定變形和 von-mises 應力，并檢查變形和應力結果隨網格從粗到細變化的變化。執行模態分析以確定偏心軸承的固有頻率和振型。對結果進行分析，并計算結構鋼、灰口鑄鐵、鋁合金和環氧 E 玻璃UD（單向）等材料的偏心軸承的前十個固有頻率，以便更好地了解復合材料對偏心的適用性軸承。
Introduction
1 Introduction介紹
偏置軸承的應用常見于高功率和負載機械，如汽輪機、離心壓縮機、泵和電機。設置偏置軸承的目的是提供低摩擦環境來引導和支撐旋轉軸。當負載以偏離固定位置的方式施加時，偏置軸承得到廣泛使用。偏置軸承用于將相對運動限制為所需運動并減少部件之間的摩擦。這些結構簡單、易于制造并且成本較低。偏置軸承系統的動態分析起著至關重要的作用，它直接影響加工生產率以及產品質量。
李云松等人。[1]論文中提出軸承為轉子提供徑向、軸向和角剛度的支撐。前田修等人。文獻[2]給出了運算時網格的效果。網格的密度越大，計算精度越高。
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