ansys對殼體進(jìn)行分析的案例
利用HyperWorks進(jìn)行地震區(qū)混凝土殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計
分析這 些結(jié)構(gòu)在地震作用下的行為是需要功能強(qiáng)大的計算工具的。
“Altair 團(tuán)隊優(yōu)化專家的支持，HyperWorks 套件仿真的通用性，都證明了是本項研 究的堅強(qiáng)后盾。該軟件的計算效率允許進(jìn)行大規(guī)模的模擬運(yùn)算，同時內(nèi)置的優(yōu)化方法被 證明是用于探索結(jié)構(gòu)行為強(qiáng)大的工具。”
Tim L. Michiels, MSc, 在讀博士
土木工程系構(gòu)形實驗室
普林斯頓大學(xué)
解決方案
構(gòu)形實驗室研究人員采用 Altair 的先進(jìn)仿真軟件 HyperWorks 套件進(jìn)行仿真與分析。該套件被用來研究地震對建 筑物性能的影響，由地震引起的震動對外殼形狀的響應(yīng)及模擬厚度變化的影響。
幾何可以很容易從其他 CAD 軟件導(dǎo)入到 HyperMesh，定義好模型屬性后、不同地震工況，直接利用 HyperWorks 的 OptiStruct 求解器進(jìn)行模擬計算。得到地震載荷作用下不同的阻力和響應(yīng)，從而可以預(yù)測的一系列的幾何形狀。
展開 使用ANSYS Workbench進(jìn)行房屋隔熱分析
使用ANSYS Workbench進(jìn)行房屋隔熱分析
李安民
分析視頻教程將在2023年6月28日19:30在技術(shù)鄰進(jìn)行直播，歡迎前來觀看以及和作者討論。
1.建立穩(wěn)態(tài)熱分析
雙擊Toolbox中的Steady-State Thermal或者將其拖到Project Schematic中，如下圖所示：
在Units菜單中檢查單位是否為SI標(biāo)準(zhǔn)單位制。
2.定義材料參數(shù)，材料參數(shù)如下表所示
Table 1: Material parameters summary
表1： 材料參數(shù)匯總
材料
導(dǎo)熱率 (W/℃/m)
膠合板(Plywood)
0.2
大理石(Marble)
1.28
玻璃(Glass)
1.4
泡沫聚苯乙烯(Styrofoam)
0.02
雙擊第2行Engineering Data，在Engineering Data選項卡中點(diǎn)擊Engineering Data Sources。在Engineering Data Sources表中選擇序號為12的Thermal Materials選項，然后在其下Outline of Thermal Material中選擇29號Glass，35號marble，修改marble的導(dǎo)熱率Thermal Conductivity為1.28。
展開 如何在 Ansys 中對齒輪進(jìn)行分析？ ￥5
如何在 Ansys 中對齒輪進(jìn)行分析？
按照以下步驟進(jìn)行
步驟 1：
按照下面的圖片做
第 2 步：
按照下面的圖片做
步驟3：
按照下面的圖片做
步驟4：
按照下面的圖片做
步驟5：
按照下面的圖片做
第 6 步：
按照下面的圖片做
步驟7：
按照下面的圖片做
步驟8：
按照下面的圖片做
如何在ansys軟件上進(jìn)行分析測試
這是葉輪階梯的模態(tài)分析
步驟 1：
按照下圖操作
第 2 步：
按照下圖操作
步驟3：
按照下圖操作
步驟4：
按照下圖操作
步驟5：
按照下圖操作
第 6 步：
按照下圖操作
步驟7：
按照下圖操作
步驟8：
按照下圖操作
步驟9：
按照下圖操作
步驟10：
按照下圖操作
步驟11：
按照下圖操作
第 12 步：
按照下圖操作
步驟13：
按照下圖操作
步驟14：
按照下圖操作
步驟15：
按照下圖操作
步驟16：
按照下圖操作
步驟17：
按照下圖操作
步驟18：
按照下圖操作
步驟19：
按照下圖操作
步驟20：
第一自然頻率
步驟21：
2 自然頻率
步驟22：
3 自然頻率
步驟23：
4 自然頻率
步驟24：
\5 自然頻率
步驟25：
6 自然頻率
展開 
如何在 ABACUS 或 ANSYS 中對曲軸進(jìn)行動態(tài)分析？
?
如何在 ABACUS 或 ANSYS 中對曲軸進(jìn)行動態(tài)分析？
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編輯
如果您發(fā)現(xiàn)曲軸的自然頻率，那么請按照此步驟進(jìn)行操作，這也是一種動態(tài)分析。
如何利用Ansys Mechanical進(jìn)行反向分析？
相關(guān)資料：
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來源： Ansys結(jié)構(gòu)大本營
有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進(jìn)行模態(tài)分析 ￥19.89
懸臂梁模態(tài)分析：作業(yè)5
1、 問題的提出
建立如圖1所示三維立體模型，并利用有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進(jìn)行模態(tài)分析。計算要求：底座下表面全約束，計算前五階自振頻率和振動模態(tài)，并且選用三種不同的網(wǎng)格密度，比較對模態(tài)和頻率的影響。
圖1 懸臂梁結(jié)構(gòu)圖
2、 建模和求解
2.1 建模及導(dǎo)入 ANSYS
2.1.1 建模方式
根據(jù)圖1尺寸，在三維建模軟件SolidWorks中建立三維模型，只需拉伸指令即可建立圖2所示模型。為了能夠?qū)?em>ANSYS19.2軟件，將模型另存為格式為.x_t 的文件如圖3所示。
圖2 懸臂梁三維圖
圖3 文件保存格式圖
2.1.2 導(dǎo)入方式
雙擊打開 ANSYS，通過 File → Import → PARA 指令，如圖4所示，選擇之前保存的 liang.x_t 文件，如圖5所示。導(dǎo)入效果如圖6所示為線框顯示，然后通過 PltoCtrls → Style → Solid Model Facets，下拉選擇 Normal Faceting，刷新后顯示為實體，如圖7所示。
圖4導(dǎo)入過程圖
圖5導(dǎo)入過程圖
圖6導(dǎo)入效果圖
圖7導(dǎo)入實體圖
2.2 單元選擇
確定研究對象為實體結(jié)構(gòu)，如圖8所示。此處使用軟件版本為 ANSYS19.2，沒有找到 solid92單元，此處選擇20node186單元進(jìn)行計算，選擇方式見圖9。
展開 Ansys Workbench中進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析
隨機(jī)響應(yīng)分析（Random Response Analysis）是一種用于評估結(jié)構(gòu)在隨機(jī)激勵下的振動響應(yīng)的方法。它考慮了結(jié)構(gòu)的固有振動特性和隨機(jī)激勵之間的相互作用，幫助我們理解系統(tǒng)在隨機(jī)環(huán)境下的工作情況。
隨機(jī)響應(yīng)分析在許多領(lǐng)域中都具有應(yīng)用價值，比如建筑工程中的地震反應(yīng)分析、航空航天工程中的結(jié)構(gòu)疲勞分析、汽車工程中的振動舒適度評估等。通過對隨機(jī)激勵和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的綜合分析，可以更全面地了解結(jié)構(gòu)的振動特性和可靠性，從而做出合理的工程決策。
下面和大家一起學(xué)習(xí)在Ansys Workbench中進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析。
第一步：建立分析流程
第二步：進(jìn)行模態(tài)分析
在隨機(jī)響應(yīng)分析前，首先要進(jìn)行模態(tài)分析。有以下幾個原因：
確定頻率范圍：模態(tài)分析可以幫助確定結(jié)構(gòu)的固有頻率范圍。這對于隨機(jī)響應(yīng)分析中的頻率范圍選擇非常關(guān)鍵，因為隨機(jī)激勵通常以一段頻率范圍內(nèi)的能量進(jìn)行建模。通過模態(tài)分析，我們可以了解結(jié)構(gòu)的固有頻率范圍，并確保在隨機(jī)響應(yīng)分析中涵蓋這個范圍。
選擇模態(tài)數(shù)量：模態(tài)分析可以幫助確定需要考慮的模態(tài)數(shù)量。隨機(jī)響應(yīng)分析通常會基于一定數(shù)量的模態(tài)來估計結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
展開 使用ANSYS Workbench進(jìn)行茶壺的熱力學(xué)分析
使用ANSYS Workbench進(jìn)行茶壺的熱力學(xué)分析
李安民
Thermal Analysis of Teapot using ANSYS Workbench
Julian Lee
摘要：使用穩(wěn)態(tài)分析裝滿開水的茶壺的熱分布和熱流量，對比陶瓷材料和鋼材作茶壺材料的熱力學(xué)特性。使用瞬態(tài)分析模擬水降溫過程，得到溫度分布和熱流量，瞬態(tài)分析同樣使用兩種材料進(jìn)行對比分析。
關(guān)鍵字：仿真；有限元；ANSYS Workbench；熱力學(xué)分析
分析視頻教程將在2023年3月23日19:30在技術(shù)鄰進(jìn)行直播，歡迎前來觀看以及和作者討論。
本教程使用了ANSYS 2023和ANSYS2022，兩個版本在本教程范圍內(nèi)操作完全相同。
1 穩(wěn)態(tài)分析（Stead-State Thermal）
1.1 陶瓷材料（Porcelain）
1. 打開ANSYS Workbench，建立Steady State Thermal System
雙擊Toolbox中的Steady-State Thermal或者將其拖到Project Schematic中，如下圖所示：
2. 定義鋼材和陶瓷的本構(gòu)模型，鋼材的本構(gòu)模型默認(rèn)存在，從Thermal Material添加Porcelain。
雙擊第2行Engineering Data，在Engineering Data選項卡中點(diǎn)擊Engineering Data Sources。在Engineering Data Sources表中選擇序號為12的Thermal Materials選項，然后在其下Outline of Thermal Material中選擇43號Porcelain。
陶瓷的比熱容（Thermal Conductivity）為5W/(m?℃)，點(diǎn)擊B列的加號，在C列出現(xiàn)紫色書的圖標(biāo)，表示材料在待用材料冊中。
展開 使用ANSYS Workbench進(jìn)行復(fù)合墻體導(dǎo)熱分析
使用ANSYS Workbench進(jìn)行復(fù)合墻體導(dǎo)熱分析
李安民
分析視頻教程將在2023年6月28日19:30在技術(shù)鄰進(jìn)行直播，歡迎前來觀看以及和作者討論。
1. 建立穩(wěn)態(tài)熱分析
雙擊Toolbox中的Steady-State Thermal或者將其拖到Project Schematic中，如下圖所示：
2.定義材料參數(shù)，本例中使用了結(jié)構(gòu)鋼和鋁。
雙擊第2行Engineering Data，在Engineering Data選項卡中點(diǎn)擊Engineering Data Sources。在Engineering Data Sources表中選擇序號為12的Thermal Materials選項，然后在其下Outline of Thermal Material中選擇8號Aluminum。點(diǎn)擊B列的加號，在C列出現(xiàn)紫色的書的圖標(biāo)，表示材料在待材料冊中。點(diǎn)擊Engineering Data Sources，查看在冊的材料。最后關(guān)閉Engineering Data選項卡。
3.導(dǎo)入模型
右鍵點(diǎn)擊第3行Geometry，Import Geometry->Browse，在彈出的Open中選擇幾何文件，最后單擊打開按鈕導(dǎo)入，幾何模型如下圖所示：
Figure 1. Steel and Aluminum Walls
圖1 墻體中鋼材和鋁材的位置
鋁和鋼的熱傳導(dǎo)率不同，鋁為237.5W/(m?℃)，鋼材為60.5 W/(m?℃)，墻體分為三層，外側(cè)為鋼材，內(nèi)部為鋁材，大家想一下溫度變化梯度是在鋁中更大，還是在鋼材中變化更大。
4.給幾何模型賦予材料本構(gòu)
在Workbench中雙擊第3行Model打開Mechanical。
展開 Ansys Zemax | 如何使用 OpticStudio 進(jìn)行雜散光分析
雜散光分析是光學(xué)和機(jī)械裝配驗證的重要步驟。本文演示了在非序列模式下使用過濾字符串功能的雜散光分析技術(shù)，以及支持特性。
下載
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簡介
在進(jìn)行雜散光分析時，光學(xué)設(shè)計工程師可能會問以下問題:
從各種光學(xué)或機(jī)械表面反射產(chǎn)生的鬼影影響有多大?
反射超過四次的光線能傳遞多少能量?
隔板在限制探測器雜散光方面有多有效?
這些問題中的每一個，以及更多的其他問題，都可以在OpticStudio中使用過濾字符串來回答。
在本文中，我們將演示如何使用分類器字符串來分析和描述具有特定光學(xué)特性的光線，方法是評估卡塞格林型望遠(yuǎn)鏡在觀測遙遠(yuǎn)恒星時污染探測器的月光量。
什么是過濾字符串？
過濾字符串代表了每條光線在顯示(在布局圖或探測器查看器上)或在光線數(shù)據(jù)庫查看器中報告之前必須通過的特定測試的方法。過濾字符串可以用來對雜散光進(jìn)行全面的光-機(jī)械評估，因為OpticStudio將考慮光學(xué)的部分反射，機(jī)械組件的反射，以及光學(xué)和力學(xué)的散射。
過濾字符串的語句包含標(biāo)志之間的邏輯運(yùn)算，用來顯示光線中的某線段是否與 NSC 組中的物體相交、錯過、反射、折射、散射，衍射或鬼像反射。在OpticStudio幫助文件的“the Filter String”一節(jié)中可以找到可用的過濾字符串標(biāo)志和討論的完整列表。
系統(tǒng)輪廓和初始光線追跡
想象一下在滿月時用望遠(yuǎn)鏡觀察一顆恒星。一些來自月球的光，盡管離軸(這里的軸被描述為從恒星到望遠(yuǎn)鏡筒頂點(diǎn)的距離)，但仍能到達(dá)望遠(yuǎn)鏡的探測平面(相機(jī))。我們需要準(zhǔn)確地確定有多少來自月球的雜散光到達(dá)探測器。
使用下面的純粹非序列的OpticStudio鏡頭文件模擬這個場景。
展開 
Ansys Speos | 進(jìn)行智能手機(jī)鏡頭雜散光分析
在本例中，光學(xué)透鏡系統(tǒng)使用Ansys Zemax OpticStudio (ZOS)進(jìn)行設(shè)計，并使用新的“Zemax Importer”工具一鍵導(dǎo)入鏡頭系統(tǒng)到Speos中進(jìn)行系統(tǒng)級雜散光分析。所使用的光學(xué)機(jī)械參數(shù)和透鏡邊緣可以在CAD平臺上進(jìn)行設(shè)計，然后在Ansys Speos中進(jìn)行修改。這個例子主要涵蓋了整個工作流程中的Speos部分，介紹了雜散光分析的概念，并演示了Speos的功能：Zemax Importer工具, light expert (LXP)光線追跡和序列檢測雜散光。
操作流程概述
上圖是使用Ansys工具分析相機(jī)系統(tǒng)雜散光的典型工作流程。工作流程可分為四個部分:1. 使用“Zemax Importer”工具導(dǎo)入ZOS鏡頭設(shè)計到Speos。2. 檢測所有可能的關(guān)鍵太陽位置和整個系統(tǒng)的光泄漏。3.相機(jī)視場內(nèi)四個外環(huán)境太陽位置的雜散光模擬(可選)。4. 分析雜散光路徑序列，對外環(huán)境太陽位置的雜散光進(jìn)行抑制。
第一步：使用“Zemax Importer”工具導(dǎo)入OS鏡頭設(shè)計到Speos
使用“Zemax導(dǎo)入工具”導(dǎo)入ZOS鏡頭設(shè)計到Speos。在這里，使用ZOS設(shè)計的高效手機(jī)相機(jī)鏡頭系統(tǒng)，通過使用Zemax importer工具可以讀取ZOS透鏡數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)它們的數(shù)學(xué)表示自動重建每個透鏡，作為基于CAD的Speos透鏡特性幾何數(shù)據(jù)，并訪問所有透鏡參數(shù)。此外，該工具將ZOS材料轉(zhuǎn)換為Speos材料格式，并將光學(xué)特性應(yīng)用到透鏡上。該成像過程使用一個照度傳感器。所有幾何圖形的參考點(diǎn)、原點(diǎn)和照度傳感器對應(yīng)于圖像平面的位置。然后將鏡頭系統(tǒng)添加到光學(xué)機(jī)械部分(灰色)和鏡頭邊緣(黃色)。
1.
展開 Ansys Zemax | 如何使用 OpticStudio 進(jìn)行雜散光分析
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概要
雜散光分析是光學(xué)和機(jī)械裝配驗證的重要步驟。本文演示了在非序列模式下使用過濾字符串功能的雜散光分析技術(shù)，以及支持特性。
簡介
在進(jìn)行雜散光分析時，光學(xué)設(shè)計工程師可能會問以下問題:
從各種光學(xué)或機(jī)械表面反射產(chǎn)生的鬼影影響有多大?
反射超過四次的光線能傳遞多少能量?
隔板在限制探測器雜散光方面有多有效?
這些問題中的每一個，以及更多的其他問題，都可以在OpticStudio中使用過濾字符串來回答。
在本文中，我們將演示如何使用分類器字符串來分析和描述具有特定光學(xué)特性的光線，方法是評估卡塞格林型望遠(yuǎn)鏡在觀測遙遠(yuǎn)恒星時污染探測器的月光量。
什么是過濾字符串？
過濾字符串代表了每條光線在顯示(在布局圖或探測器查看器上)或在光線數(shù)據(jù)庫查看器中報告之前必須通過的特定測試的方法。過濾字符串可以用來對雜散光進(jìn)行全面的光-機(jī)械評估，因為OpticStudio將考慮光學(xué)的部分反射，機(jī)械組件的反射，以及光學(xué)和力學(xué)的散射。
過濾字符串的語句包含標(biāo)志之間的邏輯運(yùn)算，用來顯示光線中的某線段是否與 NSC 組中的物體相交、錯過、反射、折射、散射，衍射或鬼像反射。在OpticStudio幫助文件的“the Filter String”一節(jié)中可以找到可用的過濾字符串標(biāo)志和討論的完整列表。
系統(tǒng)輪廓和初始光線追跡
想象一下在滿月時用望遠(yuǎn)鏡觀察一顆恒星。一些來自月球的光，盡管離軸(這里的軸被描述為從恒星到望遠(yuǎn)鏡筒頂點(diǎn)的距離)，但仍能到達(dá)望遠(yuǎn)鏡的探測平面(相機(jī))。我們需要準(zhǔn)確地確定有多少來自月球的雜散光到達(dá)探測器。
使用下面的純粹非序列的OpticStudio鏡頭文件模擬這個場景。
展開 如何采用Ansys Workbench對結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化分析
在ansys workbench中拓?fù)鋬?yōu)化分析流程如下所示。
以下圖所示結(jié)構(gòu)為例，演示拓?fù)鋬?yōu)化分析的過程，優(yōu)化條件如下：
最大應(yīng)力小于1000PSI；質(zhì)量去除50%；結(jié)構(gòu)材料為結(jié)構(gòu)鋼；結(jié)構(gòu)承受750psi的內(nèi)壓，兩端的安裝孔固定約束。
拓?fù)鋬?yōu)化的邊界條件設(shè)置如下，設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)化區(qū)域，載荷約束條件區(qū)域為非優(yōu)化區(qū)域，設(shè)置最大應(yīng)力和去除質(zhì)量的約束條件。
優(yōu)化前后的結(jié)果對比，優(yōu)化后材料質(zhì)量取出來42%
基于SCDM模塊，對優(yōu)化后的片面模型進(jìn)行幾何處理，并將模型一鍵轉(zhuǎn)為為實體模型，進(jìn)行優(yōu)化后模型的驗證分析。
驗證分析的流程如下所示，通過workbench的一鍵傳遞，自動生成驗證分析的靜力學(xué)模塊，按照上圖所示的幾何模型，完成幾何處理，最后進(jìn)行驗證分析。
驗證前后的結(jié)果對比如下所示，初始模型的變形為0.00032in，優(yōu)化后模型的變形為0.00061，初始模型的最大應(yīng)力為8208psi，優(yōu)化后模型的最大應(yīng)力為9636psi，滿足優(yōu)化要求。
文章來源：cae仿真之家
展開 角焊縫（殼體）疲勞在ANSYS nCode DesigenLife的創(chuàng)建與計算原則淺述
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對于此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計算，具有好的網(wǎng)格不敏感性，目前該方法也適用于以實體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對角焊縫（殼體）焊縫單元創(chuàng)建和計算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊進(jìn)行編寫，關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限，錯誤必然較多，另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整，某種程度未能緊跟相關(guān)技術(shù)發(fā)展，因此嚴(yán)禁直接應(yīng)用于企業(yè)項目的產(chǎn)品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評估焊縫極限強(qiáng)度的方法進(jìn)行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據(jù)焊縫種類進(jìn)行分組，每一個有限元輸入分組應(yīng)對應(yīng)疲勞引擎中對應(yīng)的有限元焊縫類型，并設(shè)置一個合理的參數(shù)數(shù)值。
對于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準(zhǔn)則：
① 網(wǎng)格應(yīng)以4節(jié)點(diǎn)四邊形單元為主，表達(dá)金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進(jìn)行焊縫建模表達(dá)。
③ 焊縫網(wǎng)格規(guī)整，尺寸以5mm為最好，規(guī)避三角形網(wǎng)格出現(xiàn)。
④ 疲勞分析焊縫單元需設(shè)置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設(shè)置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節(jié)點(diǎn)應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計算評估使用，該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長的中點(diǎn)處進(jìn)行計算，通過在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
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