ansys的模態(tài)擴展的案例
采用 UG、HyperMesh 和 ANSYS 的齒輪軸模態(tài)分析
5 基于ANSYS 的齒輪軸模態(tài)分析
將在HyperMesh 中得到的齒輪軸有限元模型通過HyperMesh 與ANSYS 的專業(yè)接口導(dǎo)入到ANSYS 中，定義分析類型為模態(tài)分析，在分析選項設(shè)置中確定要分析的模態(tài)數(shù)目及所采用的模態(tài)分析方法，添加約束，利用ANSYS 求解并擴展模態(tài)。
ANSYS 提供了如下7 種模態(tài)提取方法: BlockLancozos 法、子空間法、PowerDynamics 法、縮減法、非對稱法、阻尼法和QR 阻尼法。綜合分析各種提取方法的特點，本文采用Block Lancozos 法求解齒輪軸模型的固有頻率和振型。
由于齒輪軸在實際工作中并非處于自由狀態(tài)，而是裝在機體內(nèi)，處于約束狀態(tài)。因此，根據(jù)齒輪軸的實際工作狀態(tài)，對圖1b 所示的面A 添加徑向及軸向自由度約束，對面B 添加徑向自由度約束。在理論與實踐中均發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的低階模態(tài)對結(jié)構(gòu)的振動影響較大，在進行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時，常常只需要知道前幾階固有頻率和振型，而不必求出全部固有頻率和振型。因此在本次計算中只提取了齒輪軸的前9 階模態(tài)。
6 結(jié)果分析
從模態(tài)頻率可以看出，第1 階模態(tài)的頻率接近于0，即所謂的剛體模態(tài)。因此真正意義上的模態(tài)應(yīng)該是從第2 階開始的模態(tài)。表1 所示為齒輪軸前9 階非零模態(tài)頻率和振型描述，圖3 所示為第1、4、5 階非零模態(tài)振型圖。
為驗證有限元模態(tài)分析結(jié)果的正確性，對該齒輪軸進行了約束狀態(tài)下的模態(tài)試驗，齒輪軸模態(tài)分析測試系統(tǒng)示意圖如圖4 所示。試驗設(shè)備包括激振器、加速度傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器和ME'scope 模態(tài)分析軟件。
展開 ANSYS beam梁模態(tài)分析，包括考慮預(yù)應(yīng)力和大變形下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 ￥5
考慮不同情況下的模態(tài)分析
以一個簡單的beam梁為例子
1.一邊固定下的模態(tài)分析
前三階模態(tài)
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 6.9815 1 1 1
2 43.627 1 2 2
3 121.59 1 3 3
2.
ARCAN 試樣靜態(tài)裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
本教程包括 ARCAN 樣本的逐步靜態(tài)裂紋擴展分析。
步驟 1：概述
在復(fù)雜的飛機結(jié)構(gòu)中，裂紋擴展很少以耐久性和損傷容限分析 (DADTA) 中假設(shè)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(tǒng)地說，三維 (3D) 裂紋擴展。大多數(shù) DADTA 僅假設(shè) 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(shè)計更好的裂紋預(yù)測模型。在混合型疲勞裂紋擴展領(lǐng)域發(fā)表的研究成果很少，阻礙了更新、更準(zhǔn)確的 DADTA 的開發(fā)。
第 2 步：設(shè)置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析：
步驟3：工程數(shù)據(jù)（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(chuàng)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(yù)網(wǎng)格裂紋和 SMART 裂紋擴展）
利用上一步創(chuàng)建的命名選擇，“預(yù)網(wǎng)格裂紋”定義如下：
具有靜態(tài)裂紋擴展選項和 600 MPA.mm ^ (0.5) 應(yīng)力強度因子的“SMART 裂紋擴展”已通過預(yù)網(wǎng)格裂紋定義：
步驟 7：網(wǎng)格操作
已實施“面片符合方法”和“裂紋前沿細化”的默認網(wǎng)格操作。
展開 ANSYS WORKBENCH疲勞裂紋擴展分析
接上一案例，采用ANSYS WORKBENCH進行疲勞裂紋擴展分析，模型參數(shù)與上一案例相同。
當(dāng)采用圖示模型進行計算時，會有如下報錯信息。
于是依據(jù)模型對稱性，修改模型如下。
WORKBENCH中疲勞裂紋擴展基于應(yīng)力強度因子形式的paris公式，相應(yīng)材料參數(shù)中需添加圖示參數(shù)C和m。
ANSYS中提供了兩種疲勞裂紋擴展壽命計算方式，即固定裂紋擴展距離，計算每次擴展對應(yīng)循環(huán)次數(shù)；或固定循環(huán)次數(shù)，計算相應(yīng)循環(huán)次數(shù)對應(yīng)裂紋擴展距離。
在Fracture下分別設(shè)置相應(yīng)初始裂紋及裂紋擴展參數(shù)。
分析設(shè)置中修改Fracture Controls設(shè)置。
計算結(jié)果可獲取圖示的裂紋擴展距離、裂紋擴展壽命曲線及相應(yīng)曲線的數(shù)值。
展開 
Ansys攜手Autodesk推出Fusion 360 PCB擴展程序
由Ansys技術(shù)支持的PCB擴展將成為Autodesk Fusion 360的首款第三方擴展程序
主要亮點
Autodesk Fusion 360擴展程序?qū)⑻峁┛焖?、?zhǔn)確可靠的深度信息，可幫助設(shè)計人員在開展印刷電路板（PCB）設(shè)計時獲得一次性成功
該擴展程序?qū)⒋龠M消費類產(chǎn)品設(shè)計人員和工程師更廣泛地使用電磁分析
在設(shè)計流程中盡早地引入仿真技術(shù)，有助于設(shè)計團隊更迅速地探索和驗證新的PCB設(shè)計，并加快新一代智能產(chǎn)品的研發(fā)速度
Ansys 和Autodesk合作推出一款印刷電路板（PCB）擴展程序，這標(biāo)志著其將成為Autodesk Fusion 360的首款第三方擴展。在兩家公司共同愿景的推動下，該擴展程序旨在促進消費類產(chǎn)品設(shè)計人員和工程師更廣泛地使用電磁分析。
Ansys與Autodesk合作研發(fā)的Fusion 360 PCB擴展程序可實現(xiàn)快速設(shè)計探索，從而有助于在產(chǎn)品研發(fā)流程后期階段減少成本高昂的原型制作。通過在Fusion 360中嵌入式集成Ansys市場領(lǐng)先的電磁功能，電氣CAD用戶將能夠在Fusion 360工作流程中開展近乎實時的PCB分析。
展開 改進型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴展分析-ANSYS Workbench ￥3
研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對改進型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴展技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來評估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）假設(shè)下的混合模式疲勞壽命。這種方法涉及準(zhǔn)確評估應(yīng)力強度因子（SIFs）、裂紋擴展路徑，并通過增量裂紋擴展分析進行疲勞壽命評估。疲勞裂紋擴展結(jié)果表明，疲勞裂紋總是被孔洞吸引，因此它要么只能彎曲其路徑并向孔洞擴展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進一步擴展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴展軌跡方面，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗結(jié)果相似，這些實驗觀察到了類似的結(jié)果。
3. : Setup
拖動Static Structural Analysis 到 ANSYS Workbench中:
4. : Engineering Data (Material Model)
o 選擇的材料為"SAE 1020 Carbon Steel".
展開 Ansys攜手Autodesk推出Fusion 360 PCB擴展程序
由Ansys技術(shù)支持的PCB擴展將成為Autodesk Fusion 360的首款第三方擴展程序
主要亮點
Autodesk Fusion 360擴展程序?qū)⑻峁┛焖?、?zhǔn)確可靠的深度信息，可幫助設(shè)計人員在開展印刷電路板（PCB）設(shè)計時獲得一次性成功
該擴展程序?qū)⒋龠M消費類產(chǎn)品設(shè)計人員和工程師更廣泛地使用電磁分析
在設(shè)計流程中盡早地引入仿真技術(shù)，有助于設(shè)計團隊更迅速地探索和驗證新的PCB設(shè)計，并加快新一代智能產(chǎn)品的研發(fā)速度
Ansys 和Autodesk合作推出一款印刷電路板（PCB）擴展程序，這標(biāo)志著其將成為Autodesk Fusion 360的首款第三方擴展。在兩家公司共同愿景的推動下，該擴展程序旨在促進消費類產(chǎn)品設(shè)計人員和工程師更廣泛地使用電磁分析。
Ansys與Autodesk合作研發(fā)的Fusion 360 PCB擴展程序可實現(xiàn)快速設(shè)計探索，從而有助于在產(chǎn)品研發(fā)流程后期階段減少成本高昂的原型制作。通過在Fusion 360中嵌入式集成Ansys市場領(lǐng)先的電磁功能，電氣CAD用戶將能夠在Fusion 360工作流程中開展近乎實時的PCB分析。
展開 Ansys Lumerical｜帶 1D-2D 光柵的出瞳擴展器
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此示例顯示了設(shè)置和模擬出瞳擴展器 （EPE） 的工作流程，EPE 是波導(dǎo)型增強現(xiàn)實 （AR） 設(shè)備的重要組成部分。該工作流程將利用 Lumerical 和 Zemax OpticStudio 之間的動態(tài)鏈接功能 。為了使用動態(tài)鏈接，在Lumerical中構(gòu)建了二維六邊形圓柱體和一維傾斜光柵的參數(shù)化模型。另一方面，整個成像系統(tǒng)內(nèi)置于Zemax OpticStudio中。在光線追蹤過程中，當(dāng)光線照射到光柵上時，Zemax OpticStudio 會自動調(diào)用 Lumerical 來計算精確的電場響應(yīng)，從而可以對系統(tǒng)進行準(zhǔn)確評估。
概述
EPE是基于波導(dǎo)的AR系統(tǒng)（如Microsoft Hololens）中最流行的技術(shù)之一。它包括一塊薄玻璃板（波導(dǎo)），上面有幾個光柵。光柵的周期、區(qū)域形狀和周期方向通常在 k 空間中規(guī)劃。K 空間是一個二維空間，該空間中的任何單個點始終表示射線傳播方向。當(dāng)衍射光柵改變光線的傳播方向時，它在該 k 空間中的位置會被矢量移動，其中矢量的長度與周期有關(guān)。K-space是一個非常有用的概念，用于規(guī)劃EPE系統(tǒng)的光傳播和光柵周期。
上述文章中的系統(tǒng)適用于具有三個 1D 光柵的 EPE。此示例的主要區(qū)別在于，我們將使用 1D 光柵進行內(nèi)耦合，并使用 2D 光柵進行外耦合。二維光柵具有六邊形周期結(jié)構(gòu)，光束在k空間中傳播，如下圖所示。如下圖所示，為了讓光束在二維波導(dǎo)中移動以擴大出瞳，我們設(shè)計了光柵，讓光束傳播方向在k空間中像六邊形一樣移動。這允許光束傳播并分布到波導(dǎo)中的大區(qū)域，如下圖右圖所示。
第 1 步：構(gòu)建參數(shù)化光柵模型
光柵模型首先在 Lumerical 中構(gòu)建并保存在 .fsp 文件中。
展開 改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進的緊湊拉伸試樣的逐步疲勞裂紋分析。
步驟 1：概述
這項工作的主要目的是提出混合模式載荷下線性彈性材料中裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，以及研究在恒定幅值載荷條件下改進的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺）利用 ANSYS 中的一項新功能即智能裂紋擴展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測恒定幅值載荷條件下的裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。
在線彈性斷裂力學(xué) (LEFM) 假設(shè)下，采用巴黎定律模型評估具有不同 MCTS 配置的改進緊湊拉伸試樣 (MCTS) 的混合模式疲勞壽命。該方法涉及通過增量裂紋擴展分析準(zhǔn)確評估應(yīng)力強度因子 (SIF)、裂紋擴展路徑和疲勞壽命評估。
疲勞裂紋擴展結(jié)果表明，疲勞裂紋始終被孔吸引，因此要么它只能彎曲路徑并向孔擴展，要么它只能從孔中浮出并在孔消失后進一步擴展。就混合型載荷條件下裂紋擴展的軌跡而言，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗的結(jié)果相一致，這些實驗顯示了類似的觀察結(jié)果。
本教程主要基于 Abdulnaser M. Alshoaibi 和 Yahya Ali Fageehi 的論文“線性彈性材料疲勞裂紋擴展路徑的數(shù)值分析和壽命預(yù)測”。
第 2 步：設(shè)置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析：
步驟3：工程數(shù)據(jù)（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、拉伸極限強度和巴黎定律參數(shù)（C 和 m）組成。
展開 聯(lián)合方案 | Ansys二維光柵出瞳擴展系統(tǒng)優(yōu)化（下）
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Ansys宣布通過收購OnScale再次擴展云產(chǎn)品技術(shù)
OnScale提供基于web的云原生用戶界面和框架，將助力增強Ansys云產(chǎn)品組合
主要亮點
Ansys現(xiàn)有的市場解決方案與托管云產(chǎn)品組合通過功能齊全的用戶界面（UI），提供可隨時隨地訪問的Ansys行業(yè)領(lǐng)先仿真技術(shù)
此次增加OnScale基于web的云原生用戶界面后，該產(chǎn)品組合將得到進一步擴展
Ansys產(chǎn)品組合與OnScale技術(shù)的集成將讓客戶能夠通過功能齊全的UI和基于web的全新UI，并且不受任何設(shè)備限制就能輕松訪問Ansys仿真技術(shù)
OnScale技術(shù)還將支持Ansys持續(xù)采用的以可擴展平臺為中心的方法，有助于實現(xiàn)新一類基于仿真的垂直應(yīng)用
Ansys近日宣布已簽署收購云仿真供應(yīng)商OnScale的最終協(xié)議。此次收購的技術(shù)與Ansys現(xiàn)有云產(chǎn)品組合的集成將有助于提供基于web的云原生用戶界面（UI），進而支持任意設(shè)備隨時隨地訪問Ansys一系列豐富的仿真技術(shù)。具體交易條款沒有披露，此次收購預(yù)計將不會對Ansys 2022年的合并財務(wù)報表產(chǎn)生重大影響。
目前，Ansys行業(yè)領(lǐng)先的云產(chǎn)品組合包含市場解決方案（由AWS提供支持的Ansys Gateway）和托管云解決方案（在Azure上運行的Ansys Cloud），使客戶能夠隨時隨地訪問Ansys仿真技術(shù)。此外，PyAnsys（Ansys面向廣泛開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的開源Python API軟件包）提供以平臺為中心的可擴展方法，支持開發(fā)和部署基于仿真的全新垂直化或特定用例應(yīng)用。
展開 
OpticStudio STAR 模塊：Ansys 數(shù)據(jù)導(dǎo)出擴展
注意：該擴展在 Ansys 工作臺的開發(fā)和測試使用英語作為語言設(shè)置。在 Ansys工作臺中使用其他語言設(shè)置時可能會出現(xiàn)問題。(此外，Ansys 分析名稱和導(dǎo)出文件的文件夾名稱必須是字母或數(shù)字字符)。
概述
該擴展可讀取面變形和體溫度曲線。它能將輸出數(shù)據(jù)集創(chuàng)建為 .txt 文件，并存入 Ansys 工作臺項目目錄 user_files 文件夾中的單獨文件夾里。各列使用制表符分隔并依次描述節(jié)點位置及變形或溫度。結(jié)果隨任何求解/結(jié)果評估一起導(dǎo)出。
該擴展旨在應(yīng)用于導(dǎo)入了溫度曲線的結(jié)構(gòu)分析。在這類分析中，該擴展可從同一分析中導(dǎo)出變形和溫度。如果未指定溫度曲線，將導(dǎo)出均勻體溫度。它們現(xiàn)在包含基于環(huán)境設(shè)置的均勻溫度。該擴展可以在熱分析中使用，但只會提供溫度文件。
展開 OpticStudio STAR 模塊：Ansys 數(shù)據(jù)導(dǎo)出擴展
注意：該擴展在 Ansys 工作臺的開發(fā)和測試使用英語作為語言設(shè)置。在 Ansys工作臺中使用其他語言設(shè)置時可能會出現(xiàn)問題。(此外，Ansys 分析名稱和導(dǎo)出文件的文件夾名稱必須是字母或數(shù)字字符)。
概述
該擴展可讀取面變形和體溫度曲線。它能將輸出數(shù)據(jù)集創(chuàng)建為 .txt 文件，并存入 Ansys 工作臺項目目錄 user_files 文件夾中的單獨文件夾里。各列使用制表符分隔并依次描述節(jié)點位置及變形或溫度。結(jié)果隨任何求解/結(jié)果評估一起導(dǎo)出。
該擴展旨在應(yīng)用于導(dǎo)入了溫度曲線的結(jié)構(gòu)分析。在這類分析中，該擴展可從同一分析中導(dǎo)出變形和溫度。如果未指定溫度曲線，將導(dǎo)出均勻體溫度。它們現(xiàn)在包含基于環(huán)境設(shè)置的均勻溫度。該擴展可以在熱分析中使用，但只會提供溫度文件。
展開 考慮壩體-庫水相互作用的重力壩模態(tài)分析--對比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態(tài)結(jié)果
模態(tài)分析主要目的是為測得結(jié)構(gòu)的固有頻率、周期和振型，每一階模態(tài)都有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)的各階主要模態(tài)的特性，就可以預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下產(chǎn)生的實際振動響應(yīng)。--引自《百度百科》
下面直接開始進入正文。
混凝土重力壩材料參數(shù)如下
彈性模量E=30GPa，泊松比v=0.167，密度rou=2450kg/m3
在ANSYS中，混凝土壩壩體采用平面Plane42單元，庫水采用Fluid29單元來進行模態(tài)計算。
展開 Ansys宣布通過收購OnScale再次擴展云產(chǎn)品技術(shù)
OnScale提供基于web的云原生用戶界面和框架，將助力增強Ansys云產(chǎn)品組合
主要亮點
Ansys現(xiàn)有的市場解決方案與托管云產(chǎn)品組合通過功能齊全的用戶界面（UI），提供可隨時隨地訪問的Ansys行業(yè)領(lǐng)先仿真技術(shù)
此次增加OnScale基于web的云原生用戶界面后，該產(chǎn)品組合將得到進一步擴展
Ansys產(chǎn)品組合與OnScale技術(shù)的集成將讓客戶能夠通過功能齊全的UI和基于web的全新UI，并且不受任何設(shè)備限制就能輕松訪問Ansys仿真技術(shù)
OnScale技術(shù)還將支持Ansys持續(xù)采用的以可擴展平臺為中心的方法，有助于實現(xiàn)新一類基于仿真的垂直應(yīng)用
Ansys近日宣布已簽署收購云仿真供應(yīng)商OnScale的最終協(xié)議。此次收購的技術(shù)與Ansys現(xiàn)有云產(chǎn)品組合的集成將有助于提供基于web的云原生用戶界面（UI），進而支持任意設(shè)備隨時隨地訪問Ansys一系列豐富的仿真技術(shù)。具體交易條款沒有披露，此次收購預(yù)計將不會對Ansys 2022年的合并財務(wù)報表產(chǎn)生重大影響。
目前，Ansys行業(yè)領(lǐng)先的云產(chǎn)品組合包含市場解決方案（由AWS提供支持的Ansys Gateway）和托管云解決方案（在Azure上運行的Ansys Cloud），使客戶能夠隨時隨地訪問Ansys仿真技術(shù)。此外，PyAnsys（Ansys面向廣泛開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的開源Python API軟件包）提供以平臺為中心的可擴展方法，支持開發(fā)和部署基于仿真的全新垂直化或特定用例應(yīng)用。
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