ANSYS面的拉伸的案例
答網(wǎng)友問(wèn)題6之拉伸面與旋轉(zhuǎn)面的接觸力使用方法
不知道大家還記不記得，很久之前我發(fā)過(guò)一個(gè)關(guān)于接觸的帖子，是介紹接觸力建模的，用的是旋轉(zhuǎn)面和拉伸面的接觸，而在實(shí)際應(yīng)用中這個(gè)接觸力并不是那么的看似簡(jiǎn)單，比如最近有位朋友就使用這種接觸力的時(shí)候出現(xiàn)了問(wèn)題，他一直自認(rèn)為自己的建模沒(méi)有問(wèn)題，卻始終找不到錯(cuò)誤。
這是他建立的模型，柱體掉到軌道上：
但是仿真后的結(jié)果卻是直接穿透了
他模型的問(wèn)題不在于力的參數(shù)設(shè)置，而是旋轉(zhuǎn)面的問(wèn)題，解決的方式是在旋轉(zhuǎn)面上加個(gè)倒角就可以了
從接觸力曲線可以看出，接觸力正常了。
其實(shí)我建議可以用球-CAD接觸力，簡(jiǎn)單方便，一般不會(huì)出錯(cuò)。
更多下載資料請(qǐng)關(guān)注百度網(wǎng)盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
展開 SpaceClaim復(fù)制了一個(gè)面 怎么快速拉伸成兩個(gè)而不是一個(gè)實(shí)體？
SpaceClaim復(fù)制了一個(gè)面 怎么快速拉伸成兩個(gè)而不是一個(gè)實(shí)體？
LMS Virtual.Lab Motion中點(diǎn)對(duì)拉伸面的接觸的一些注意事項(xiàng)
幫助別人調(diào)了一個(gè)關(guān)于點(diǎn)對(duì)拉伸面的接觸模型，在這里分享一下過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題及相關(guān)注意事項(xiàng)。
具體的問(wèn)題為加上點(diǎn)對(duì)拉伸面的接觸之后，接觸力一直不起作用，點(diǎn)直接會(huì)穿透拉伸面。
首先，遇到這類的問(wèn)題，第一件事還是要仔細(xì)研究幫助文檔中的說(shuō)明，很多問(wèn)題都是由于對(duì)相關(guān)參數(shù)的理解不到位造成的；如果在自己的復(fù)雜模型中不能很好的一下子看出錯(cuò)誤，可以單獨(dú)新建一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)拉伸面接觸的analysis示例，如果這個(gè)示例接觸失敗了，就說(shuō)明自己添加接觸的方法不對(duì)；此外還應(yīng)結(jié)合幫助算例文件及之前論壇里曾春大神發(fā)的一些視頻教程，與自己的模型參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，加深對(duì)一些參數(shù)和細(xì)節(jié)的理解。
具體點(diǎn)對(duì)拉伸面的接觸這個(gè)模塊在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)如下：
（1）接觸是作用在拉伸出來(lái)的平面上，而不是原有的草圖平面，這是最基本的要素；
（2）設(shè)置合適大小的剛度/楊氏模量以及Max Penetration depth，否則過(guò)大過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致接觸力不起作用或者穿透，這個(gè)也很好理解，過(guò)大的這些參數(shù)的組合會(huì)是接觸力過(guò)大，碰撞后會(huì)劇烈彈開造成一些問(wèn)題，參數(shù)過(guò)小會(huì)導(dǎo)致接觸力不足以承受外載荷發(fā)生穿透；
（3）新建的拉伸面盡量不要有原來(lái)body相重合，catia有時(shí)會(huì)把相重合的實(shí)體合并到一起，這時(shí)候在選擇剛建成的拉伸面，其實(shí)已經(jīng)不是一個(gè)單純的拉伸面了；
（4）仿真步長(zhǎng)也不宜設(shè)置的過(guò)大，同一模型可能在大步長(zhǎng)下接觸力不起作用，而小步長(zhǎng)時(shí)就運(yùn)算無(wú)誤。
如有相關(guān)問(wèn)題，歡迎留言討論。
LMS Virtual.Lab Moiton交流群：324201728；Motion汽車模塊交流群：264418240；Durability交流群：83853780，歡迎各位入群討論交流。
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列23： 編寫簡(jiǎn)單面內(nèi)拉伸問(wèn)題UEL Step By
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來(lái)研究?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問(wèn)題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問(wèn)題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
自主結(jié)構(gòu)有限元求解器iSolver介紹視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第23篇：編寫簡(jiǎn)單面內(nèi)拉伸問(wèn)題UEL Step By Step==
面內(nèi)拉伸問(wèn)題是彈塑性力學(xué)的經(jīng)典基礎(chǔ)問(wèn)題之一，即僅考慮平面里受力拉伸，而忽略力垂直于該面方向的情況。Abaqus在二維情況下采用平面應(yīng)力單元，三維情況下采用殼單元。當(dāng)然殼單元考慮的不僅僅是面內(nèi)拉伸問(wèn)題，還包括彎曲、剪切等其它問(wèn)題，具體內(nèi)容可以參照我們之前的文章：《有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列1：S4殼單元?jiǎng)偠染仃囇芯俊贰１敬挝覀儍H考慮面內(nèi)拉伸問(wèn)題，并以UEL的方式實(shí)現(xiàn)。
1.1 模型來(lái)源
本文中所使用的模型文件是從一個(gè)簡(jiǎn)單殼單元的面內(nèi)拉伸問(wèn)題算例修改而來(lái)，即將單元定義和材料屬性部分改為自定義單元的屬性，具體修改方法，可以參照我們之前的文章：《有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列20： UEL用戶子程序開發(fā)步驟》。
展開 
ANSYS中的ASUB命令——通過(guò)已存在面的形狀生成一個(gè)面
1.命令格式
ASUB, NA1, P1, P2, P3, P4
其中，
NA1：指定已存在面的面號(hào)。若NA1=P，則激活圖形拾取功能，忽略命令的其它內(nèi)容。
P1, P2, P3, P4：分別為定義新面第一個(gè)角點(diǎn)、第二個(gè)角點(diǎn)、第三個(gè)角點(diǎn)和第四個(gè)角點(diǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)。這四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是已存在面上的角點(diǎn)。
2.操作路徑
Main Menu> Preprocessor>
Modeling> Create> Areas>
Arbitrary> Overlaid on Area
3.實(shí)例
輸入命令：
/PREP7
K,1,0,0,0
K,2,0,1,0
K,3,1,1,0
K,4,1,2,0
K,5,2,2,0
K,6,2,-1,0
K,7,1,-1,0
A,1,2,3,4,5,6,7
ASUB,1,2,4,6,7 ！由已存在面的2、4、6、7角點(diǎn)重新生成一個(gè)面
則生成的面如圖1所示
圖1 ASUB命令的操作結(jié)果
4.參考資料
ANSYS HELP 15.0
展開 ANSYS鋼材拉伸模擬程序
鋼材拉伸模擬.pdf
改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展分析 - ANSYS Workbench ￥3
改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的逐步疲勞裂紋分析。
步驟 1：概述
這項(xiàng)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(kuò)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(jìn)的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺(tái)）利用 ANSYS 中的一項(xiàng)新功能即智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)恒定幅值載荷條件下的裂紋擴(kuò)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(píng)估具有不同 MCTS 配置的改進(jìn)緊湊拉伸試樣 (MCTS) 的混合模式疲勞壽命。該方法涉及通過(guò)增量裂紋擴(kuò)展分析準(zhǔn)確評(píng)估應(yīng)力強(qiáng)度因子 (SIF)、裂紋擴(kuò)展路徑和疲勞壽命評(píng)估。
疲勞裂紋擴(kuò)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(kuò)展，要么它只能從孔中浮出并在孔消失后進(jìn)一步擴(kuò)展。就混合型載荷條件下裂紋擴(kuò)展的軌跡而言，本研究的結(jié)果與文獻(xiàn)中發(fā)表的幾項(xiàng)裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致，這些實(shí)驗(yàn)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(kuò)展路徑的數(shù)值分析和壽命預(yù)測(cè)”。
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(qiáng)度、拉伸極限強(qiáng)度和巴黎定律參數(shù)（C 和 m）組成。
展開 基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)?zāi)M
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)?zāi)M
作者：大龍貓 微信公眾號(hào)：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)是測(cè)試材料的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測(cè)量材料的抗拉強(qiáng)度，作為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)如何獲取其模擬過(guò)程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認(rèn)的情況下，無(wú)論受力多大都不會(huì)被拉斷，其主要原因是算法的問(wèn)題。
改進(jìn)型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴(kuò)展分析-ANSYS Workbench ￥3
研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對(duì)改進(jìn)型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴(kuò)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(kuò)展技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)裂紋擴(kuò)展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來(lái)評(píng)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(píng)估應(yīng)力強(qiáng)度因子（SIFs）、裂紋擴(kuò)展路徑，并通過(guò)增量裂紋擴(kuò)展分析進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。疲勞裂紋擴(kuò)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(kuò)展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進(jìn)一步擴(kuò)展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴(kuò)展軌跡方面，本研究的結(jié)果與文獻(xiàn)中發(fā)表的幾項(xiàng)裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，這些實(shí)驗(yàn)觀察到了類似的結(jié)果。
3. : Setup
拖動(dòng)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案例研究 | 單軸拉伸試驗(yàn)應(yīng)變測(cè)量
概述：
單軸拉伸試驗(yàn)是了解大多數(shù)材料并獲取應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的主要方法。可靠的拉伸數(shù)據(jù)對(duì)于組件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本案例展示了如何進(jìn)行拉伸試驗(yàn)并獲取應(yīng)變圖。
目標(biāo)：
觀察在施加漸進(jìn)式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應(yīng)變。
步驟：
1、打開Ansys Workbench，創(chuàng)建一個(gè)“靜態(tài)結(jié)構(gòu)”系統(tǒng)。
2、定義拉伸試驗(yàn)樣品的材料屬性。本例中使用的是結(jié)構(gòu)鋼。
3、導(dǎo)入模型，其外觀類似于圖 1 所示。
圖1 單軸拉伸試驗(yàn)試樣
4、將材料分配給幾何體。
5、按照?qǐng)D2所示，在試件上施加適當(dāng)?shù)募s束條件。
圖2 樣品的邊界條件
6、按照?qǐng)D2所示施加位移。
7、對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并運(yùn)行仿真。繪制等效彈性應(yīng)變(圖3)。
圖3 等效彈性應(yīng)變圖
總結(jié)：
本案例說(shuō)明了單軸拉伸試驗(yàn)樣品中應(yīng)變的測(cè)量方法。
如有疑問(wèn)歡迎留言或私信！
展開 利用ANSYS/LS-DYNA的SPH-FEM耦合拉伸模擬
基于以上考量，本文運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行了SPH-FEM耦合算法的拉伸試驗(yàn)?zāi)M。
2、模型設(shè)置
分析模型如下圖所示，拉伸件兩端采用殼單元，中間段采用SPH粒子法劃分。粒子與殼單元接觸段采用tie功能進(jìn)行綁定，以實(shí)現(xiàn)FEM與SPH之間的耦合計(jì)算。
由于采用了耦合算法，還需要對(duì)殼單元和SPH粒子進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，具體內(nèi)容如下：
對(duì)于模型的材料設(shè)置，考慮到模型的形狀，斷裂破壞肯定會(huì)發(fā)生在中間粒子區(qū)域，而模型的兩端殼單元區(qū)域?qū)儆诩虞d區(qū)域，不會(huì)發(fā)生破壞，也不是本次模擬的關(guān)心區(qū)域，因此為了進(jìn)一步提高求解效率和節(jié)約求解資源，模型將殼單元區(qū)域賦予剛體材料模型，即不考慮模型兩端的變形情況。粒子區(qū)域的具體材料參數(shù)如下圖所示：
為模擬拉伸工況，本次模擬中將模型的一端殼單元的自由度全部約束，使其成為固定端，在另一端殼單元采用線性位移加載，加載曲線如下圖所示：
除此之外，還需要設(shè)置相關(guān)的輸出，計(jì)算終止時(shí)間等內(nèi)容，在此不進(jìn)行一一贅述。模型攝制完成之后即可導(dǎo)出K文件，利用ANSYS/LS-DYNA求解器進(jìn)行求解。
3、結(jié)果分析
以上為拉伸件的塑性應(yīng)變隨時(shí)間的分布圖，可以看出斷裂發(fā)生在預(yù)期位置，證明了采用SPH-FEM耦合方法進(jìn)行聯(lián)合仿真是可行的。SPH-FEM耦合的方法，吸收了FEM法計(jì)算效率高和SPH法模擬大變形能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以為大變形的材料仿真如切削等提供一種高效、準(zhǔn)確的途徑。
展開 
ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（三）
對(duì)于該結(jié)構(gòu)，
σ
max=10MPa
τ
max=5MPa
二、ANSYS解法：
下面，我們用ANSYS驗(yàn)證一下材料力學(xué)解法的準(zhǔn)確性。通過(guò)該例子，學(xué)習(xí)在ANSYS中怎么提取任意截面上的應(yīng)力。
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(guò)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們需要提取任意截面上的切應(yīng)力和正應(yīng)力，所以我們使用solid單元進(jìn)行計(jì)算。
Step1：
在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
首先，我們?cè)赟CDM中建立一個(gè)橫截面是邊長(zhǎng)10mm的正方形，長(zhǎng)度為100mm的長(zhǎng)方體。建立完成以后，點(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：創(chuàng)建分析流程。
將Static Structural拖入Project Schematic，并與剛才導(dǎo)入的幾何建立聯(lián)系。雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step3：
創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。
我們想提取提取任意截面上的應(yīng)力，必須先創(chuàng)建好截面，然后把結(jié)果映射在截面上。而截面的創(chuàng)建，是依靠坐標(biāo)系的xy平面，所以在創(chuàng)建截面前，應(yīng)先創(chuàng)建合適的局部坐標(biāo)系。
展開 ANSYS頂級(jí)專家面對(duì)面交流會(huì)-ANSYS CFD燃燒及化學(xué)反應(yīng)專場(chǎng)
7月24日，ANSYS中國(guó)官方將在上海舉辦「ANSYS燃燒及化學(xué)反應(yīng)研討會(huì)」，此次研討會(huì)特別邀請(qǐng)到了ANSYS首席研發(fā)專家李少平博士和李革農(nóng)博士來(lái)分享ANSYS 對(duì)燃燒系統(tǒng)的模擬及高級(jí)燃燒模擬工具，主要涵蓋燃燒系統(tǒng)、有限速率化學(xué)方法、湍流燃燒模擬以及針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的LES燃燒模擬。
同時(shí)，ANSYS中國(guó)的流體工程師馬世虎將分享ANSYS CFD在工業(yè)中的應(yīng)用，ANSYS 代理商中潤(rùn)漢泰工程師張國(guó)軍也將分享ANSYS Chemkin Enterprise軟件功能及其在工業(yè)中的應(yīng)用。
是不是干貨滿滿呢？聯(lián)系技術(shù)鄰微信客服 jishulink888 還可享6折優(yōu)惠，數(shù)量稀缺，先到先得！
以下是研討會(huì)詳情：
燃燒是人類最早認(rèn)識(shí)并掌握的一種自然力，歷史上燃燒技術(shù)的發(fā)展程度代表了人類征服自然界的能力和人類社會(huì)的發(fā)展水平。盡管人類對(duì)燃燒的科學(xué)研究已有數(shù)百年歷史，但由于涉及到復(fù)雜的反應(yīng)、流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象，目前燃燒仍然是最有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。ANSYS FLUENT擁有最為豐富的燃燒模型，且被業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可并采用。
李少平博士
首席軟件開發(fā)
Fluent反應(yīng)流開發(fā)經(jīng)理
ANSYS Inc., | 美國(guó)
李少平博士畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)工程熱物理系，并在英國(guó)曼徹斯特大學(xué)獲得湍流模型博士學(xué)位。
展開 Fepg-Ansys三維靜力單軸拉伸對(duì)比
Z軸方向的位移
Fepg計(jì)算結(jié)果
Ansys計(jì)算結(jié)果
（2）計(jì)算時(shí)間比較
Fepg計(jì)算時(shí)間：138.74s
Ansys計(jì)算時(shí)間：267.48s
Ansys Workbench 估計(jì)圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
問(wèn)題：
仿真過(guò)程中有時(shí)會(huì)遇到要求提取圓柱面在受力變形后的圓柱度。若此時(shí)圓柱面有剛體偏移等，就無(wú)法直接在workbench界面中通過(guò)創(chuàng)建圓柱坐標(biāo)系而讀取圓柱度信息。
解決方案：
通過(guò)apdl后處理命令，提取待評(píng)估圓柱面的幾何信息和變形信息。利用matlab強(qiáng)大的優(yōu)化計(jì)算功能，評(píng)估圓柱面在變形后的圓柱度。
matlab評(píng)估圓柱度大致過(guò)程為，根據(jù)圓柱面節(jié)點(diǎn)，確定中心軸線，測(cè)量每個(gè)節(jié)點(diǎn)到中心軸線的距離，獲得最大、最小距離差，即為圓柱度。
? 依據(jù)初始圓柱面確定中心點(diǎn)O，作為圓柱面的初始中心點(diǎn)；
? 以中心點(diǎn)O，計(jì)算O點(diǎn)到壁面的最小距離點(diǎn)A；
? 參考O、A點(diǎn)篩選合適的點(diǎn)B，要求點(diǎn)B盡可能在圓柱面軸線垂直的法平面附近，且∠BOA近似90°；（要求圓柱面圓周方向大于25個(gè)節(jié)點(diǎn)，軸向大于20層節(jié)點(diǎn)）
? 以O(shè)、A、B三個(gè)點(diǎn)為平面，提取法向向量，作為圓柱面的初始軸線；
? 根據(jù)初始中心點(diǎn)和初始軸線，結(jié)合圓柱度定義，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；
? 利用matlab的優(yōu)化極值功能，優(yōu)化和中心點(diǎn)和軸線方向，使得目標(biāo)函數(shù)獲得極小值。此時(shí)中心點(diǎn)和軸線方向即為變形后所有節(jié)點(diǎn)的理想圓柱中心線；
操作方法：
首先，需要利用APDL后處理命令，在仿真模型計(jì)算后，提取待評(píng)估圓柱面的幾何信息和變形信息。
1、 在named Selection中選擇要評(píng)估的圓柱面，并命名為cyFace1、cyFace2、cyFace3…等。每個(gè)圓柱面單獨(dú)命名。
2、 在求解Solution下插入Command命令，將附錄1的APDL命令復(fù)制進(jìn)來(lái)。并根據(jù)上一步補(bǔ)創(chuàng)建的cyFace數(shù)量，在command的屬性欄ARG1內(nèi)，填寫數(shù)值。
3、 求解計(jì)算。計(jì)算完成后會(huì)在對(duì)應(yīng)的目錄文件夾下生產(chǎn)cyFace#.txt文檔。
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