ansys分析連桿的材料的案例
ANSYS workbench 四連桿運動學(xué)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)四連桿機構(gòu)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)四連桿機構(gòu)接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)多體動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)四連桿機構(gòu)多體動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 四連桿機構(gòu)運動學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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展開 ANSYS workbench連桿諧響應(yīng)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)連桿模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)諧響應(yīng)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應(yīng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS workbench 連桿瞬態(tài)動力學(xué)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)連桿的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)連桿接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)連桿瞬態(tài)動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿瞬態(tài)動力學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
展開 ANSYS workbench連桿疲勞分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)連桿的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)連桿疲勞分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)疲勞分析的設(shè)置
5、學(xué)習(xí)平均應(yīng)力修正的設(shè)置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿疲勞分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS Workbench曲柄連桿齒輪機構(gòu)剛體動力學(xué)分析 ￥5
該項目是關(guān)于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構(gòu)進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例計算
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例
本分析實例采用ANSYS Workbench平臺下nCode Design Life對一個承受交變應(yīng)力的簡易連桿結(jié)構(gòu)進行疲勞分析。
該分析為筆者原創(chuàng)教程，轉(zhuǎn)帖請注明出處和作者筆名：CAE夢想很偉大。
作者水平有限，難免錯誤，請見諒。另未能對每一個分析進行詳細說明，且本例僅僅作為一個交流的疲勞案例，與工程實踐相差甚遠，切勿直接用于工程分析和論文撰寫。
技術(shù)咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析流程簡述
幾何模型與網(wǎng)格劃分如圖所示
約束條件與接觸設(shè)置
針對連桿進程與回程過程承載不同，分別賦予Bearing Load軸承載荷不同的數(shù)值與方向（在項目流程圖中建立兩次靜力學(xué)分析）
求解并后處理等效應(yīng)力分布
兩個結(jié)果聯(lián)合導(dǎo)入ANSYS workbench平臺下nCode Design Life，將兩個靜力學(xué)求解solution拖入nCode Design Life。
Bearing Load軸承載荷在WB的疲勞工具中不能進行換向處理，因此在nCode中簡化考慮該結(jié)構(gòu)承受兩個方向的載荷，為Zero-based loading載荷方式，擴大比例系數(shù)為2。右鍵S-N分析，修改為常幅值分析，將min-factor設(shè)置為0，max-factor設(shè)置為2。
疲勞材料屬性與SN曲線：右鍵S-N分析，打開材料菜單，將材料賦予所有的mat。
展開 ANSYS Workbench連桿瞬態(tài)動力學(xué)仿真 ￥19.89
</p><p>（5）材料屬性的自由定義：</p><p>與某些仿真軟件不同，ANSYS Workbench允許用戶自由定義材料屬性。當(dāng)材料庫中不存在特定材料時，工程師可以根據(jù)實際情況自定義材料參數(shù)，從而提高分析結(jié)果的精確度和實用性。</p><p>（6）用戶友好的操作界面和低入門難度：</p><p>ANSYS Workbench在Windows操作系統(tǒng)下運行，擁有直觀明了的用戶界面，極大地方便了設(shè)計人員的操作。盡管有限元仿真分析的原理和技術(shù)要求較高，但ANSYS Workbench通過提供更加管理和用戶友好的方法，降低了軟件的使用難度。即使是對有限元仿真不熟悉的用戶，也能夠較容易地對簡單結(jié)構(gòu)進行仿真分析。</p><p><br></p><p>4.%2.%3 Ansys workbench具體運行過程</p><p>ANSYS Workbench的仿真分析流程可以概括為以下四個主要步驟：</p><p>（1）前處理階段：</p><p>這一階段的核心任務(wù)是為仿真分析設(shè)定基礎(chǔ)。首先，需要確定分析類型，這可能包括靜力分析，用于評估結(jié)構(gòu)在恒定載荷下的行為，或模態(tài)分析，用于確定結(jié)構(gòu)的自然頻率和振型。接下來，選擇合適的單元類型是至關(guān)重要的，例如殼單元適用于薄壁結(jié)構(gòu)，而實體單元適用于三維實體。此外，模型類型的選擇也在此階段進行，區(qū)分零件和組件有助于管理復(fù)雜的裝配體。</p><p>（2）建模與網(wǎng)格劃分階段：</p><p>在這個階段，將創(chuàng)建或?qū)霂缀文Ｐ停@是仿真的基礎(chǔ)。幾何模型的準(zhǔn)確性直接影響到分析結(jié)果的可靠性。隨后，定義材料屬性是確保仿真反映真實情況的關(guān)鍵一步。材料的性質(zhì)，如彈性模量、泊松比和熱膨脹系數(shù)等，需要根據(jù)實際應(yīng)用場景進行設(shè)置。最后，網(wǎng)格劃分是將連續(xù)的幾何模型離散化為有限元模型的過程，網(wǎng)格的質(zhì)量直接影響到求解的精度和效率。
展開 細長條連桿零件材料熱處理及孔精加工過程研究
連桿作為機械傳動中的重要基礎(chǔ)零件，起著連接與傳動作用，使用中零件性能直接影響零件使用壽命、傳動效率等。對機器零部件性能的要求，主要是較好的綜合力學(xué)性能，這也就要求在較高的韌性和延展性的前提下，有較高的強度，包括屈服強度、抗拉強度、屈強比、疲勞極限等。
零件用42CrMo 材料，按含碳量分為中碳鋼，也可稱為調(diào)質(zhì)鋼，由于在碳鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素，成為合金調(diào)質(zhì)鋼，又稱中碳合金鋼。對碳鋼材料來說，大型零件淬透性很差，加入合金元素，提高鋼的淬透性，強化鐵素體，細化晶粒與形成合金碳化物等，使鋼具有更好的性能，而合金元素只有通過淬火或者調(diào)質(zhì)狀態(tài)才發(fā)揮作用，在退火狀態(tài)下其機械性能與碳鋼并沒有什么顯著區(qū)別。
孔精加工方式多采用鉸孔及鏜孔兩種，鉸孔的主要方法又可分為手工鉸孔及機床鉸孔，鏜孔現(xiàn)可通過數(shù)控機床鏜孔加工實現(xiàn)，兩類加工方式雖不一致，但都是在粗加工或者半精加工孔后，刀具(鉸刀或鏜刀)在工件孔壁上去除微量殘余金屬層，來提高孔的尺寸精度、降低孔內(nèi)壁表面粗糙度，從而達到孔精加工要求。
金屬材料熱處理方式
金屬材料熱處理過程
中碳合金鋼的調(diào)質(zhì)處理一般是切削成形后，為使之獲得所要求的綜合性能而進行的熱處理，通常包括淬火和高溫回火，也稱為調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工之后,精加工之前。
淬火處理：在一般淬火時，工件淬火使之獲得完全馬氏體組織，與材料的淬透性及尺寸有關(guān)，42CrMo 材料淬透性甚好，且零件薄更容易淬透。
回火處理：調(diào)質(zhì)處理中的回火，目的是調(diào)整工件淬火后的顯微組織，獲得所需要的綜合性能，如降低其硬度和強度，借以提高其韌性和塑性；同時也消除因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。回火一般在高溫下進行，但須避開產(chǎn)生回火脆性的溫度范圍。回火保溫后，也應(yīng)使之快速冷卻通過產(chǎn)生回火脆性的溫度區(qū)，必要時可采用油冷或水冷的方式。回火溫度和時間的選擇，以達到所要求的性能為準(zhǔn)。
展開 基于Ansys Topology Optimization的連桿結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化簡例
此外，由于Ansys的命令比較豐富，國內(nèi)也有不少研究者采用Ansys自編拓撲優(yōu)化程序的。
注：以上文字索引自互聯(lián)網(wǎng)。
1、建立分析項目流程
2、建立靜力學(xué)求解分析
3、靜力學(xué)求解后處理
4、建立拓撲優(yōu)化選項
5、拓撲后處理
6、導(dǎo)入SCDM，創(chuàng)建實體模型
7、通過SCDM轉(zhuǎn)化網(wǎng)格為實體零件，并導(dǎo)入SCDM創(chuàng)建新的靜力學(xué)求解文件，基于新的模型進行靜力學(xué)求解較為簡單，本實例不再繼續(xù)完成，至此完成本文分析過程，項目流程圖如下所示。
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基于Ansys Twin Builder連桿結(jié)構(gòu)數(shù)字孿生體建模關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
首先對連桿模型施加單位載荷并求解其應(yīng)變響應(yīng)；接著True-Load軟件根據(jù)單位載荷應(yīng)變計算結(jié)果確認連桿結(jié)構(gòu)上最佳應(yīng)變片貼片的位置和方向，據(jù)此對連桿結(jié)構(gòu)進行應(yīng)變片貼片；然后進行現(xiàn)場試驗并采集應(yīng)變片的測試結(jié)果；最后將試驗測得的應(yīng)變數(shù)據(jù)讀入True-Load軟件，通過計算得到連桿在試驗過程中相應(yīng)的動態(tài)載荷歷程。
圖3 連桿載荷識別流程圖
（1） 連桿單位載荷工況應(yīng)變結(jié)果求解
在利用Ansys Mechanical獲得連桿單位載荷加載的*.rst結(jié)果文件過程中，需要注意兩點：其一是連桿限元模型中要在計劃貼片區(qū)域設(shè)置殼單元；其二是該連桿繞Z軸轉(zhuǎn)動，故模型在XY平面內(nèi)施加單位載荷。模型底端銷孔位置施加fixed約束，其余兩個銷孔，沿著坐標(biāo)軸X和Y分別施加單位載荷，基本流程如圖4所示。
圖4 Ansys Mechanical單位載荷分析過程
（2）連桿測試預(yù)分析
將包含連桿單位載荷計算的結(jié)果文件導(dǎo)入True-Load/Pre-Test中，進行應(yīng)變片貼片位置預(yù)分析，如圖5所示。規(guī)劃出6個應(yīng)變片最佳位置，用于識別連桿真實載荷。載荷識別過程中，載荷識別條件數(shù)C(Condition Number)極為重要，需要保證載荷識別條件數(shù)C的數(shù)值小于100。
最終確認應(yīng)變片貼片位置后，把應(yīng)變片在連桿上的位置坐標(biāo)導(dǎo)出，并保存在*.csv文件中。實際現(xiàn)場試驗中要嚴格按照csv文件中保存的坐標(biāo)信息進行應(yīng)變片貼片。
圖5應(yīng)變片測試預(yù)分析
（3）連桿載荷識別
現(xiàn)場試驗做完后，保存應(yīng)變測試結(jié)果。把包含連桿應(yīng)變片位置信息的*.tld文件，及應(yīng)變實際測試數(shù)據(jù)，導(dǎo)入True-Load/Post-Test中，進行載荷識別。
展開 如何快速實現(xiàn)連桿機構(gòu)運動分析
如何快速實現(xiàn)連桿機構(gòu)運動分析
作者：智誠科技ICT技術(shù)工程師 – Ming Liang
為了快速的設(shè)計及描述桿件的運動軌跡，位移,速度計及加速度等動力參數(shù), 設(shè)計連桿機構(gòu)時我們可以在草圖中使用線條來代表桿件。但是如何用這些線條代表的桿件來實現(xiàn)我們的運動分析呢？
我們通過一個例子來介紹這種有草圖線條快速設(shè)計連桿機構(gòu)的運動分析。如下圖機構(gòu)，我們要分析擺桿的運動軌跡。
1、在草圖中設(shè)計好連桿后，選擇一根線/連桿，右擊選擇制作“制作快”命令，將所有的線/連桿制作成塊。
2、將制作的塊保存
3、新建裝配體零件，選擇“插入”---“布局”
4、插入第二步保存的塊
5、對每根線/連桿定義如下圖的幾何約束：重合，水平
6、推出布局，在motion定義一個旋轉(zhuǎn)馬達，分析運動算例
7、在結(jié)果中定義跟蹤路徑即可
展開 
連桿隨機加載疲勞分析
連桿隨機加載疲勞分析
合金鋼連桿裂紋原因分析及解決措施
表3 熱處理后實物機械性能數(shù)據(jù)
⑵裂紋金相分析。
在裂紋部位取樣進行化學(xué)成分分析，結(jié)果顯示，材料符合42CrMoA 技術(shù)條件要求，見表4。
表4 裂紋處原材料化學(xué)成分含量%
宏觀觀測，出現(xiàn)裂紋處有明顯的擠壓和切割痕跡，且痕跡處都有裂紋出現(xiàn)，裂紋由表面呈放射狀擴展，切開后裂紋見圖4。
圖4 裂紋宏觀狀態(tài)
分別在裂紋開口、中間及尾部取樣，制樣后拋光狀態(tài)觀察，裂紋開口較小，剛直曲折擴展且尾部尖細，開口、中間及裂紋尾部兩側(cè)未觀察到脫碳現(xiàn)象和非金屬夾雜物，圖5。產(chǎn)品的非加工面有約0.3mm 的脫碳層，金相組織為均勻的回火索氏體，無過熱過燒現(xiàn)象，見圖6。
圖5 裂紋開口、中間形貌、尾部形貌(放大100 倍)
圖6 裂紋開口、尾部、基體組織(放大500 倍)
⑵工藝及操作分析。
該連桿技術(shù)要求較高，采用油基淬火液無法滿足強度和沖擊值的要求，選擇水淬滿足機械性能要求，但是卻成為產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的根本原因。再者，該連桿經(jīng)加熱模鍛后采用焊割方式去除大小頭孔連皮，焊割后孔的邊緣呈不規(guī)則及參差不齊的鋸齒狀，且焊割孔的大小不一致，部分產(chǎn)品由于焊割的孔較小，留有的連皮較多且10 ～15mm 的連皮厚度形成最危險淬裂尺寸(水淬時8 ～15mm)，綜上因素，在后序熱處理水淬時成為應(yīng)力集中初始源。
從上述機械性能、金相以及工藝操作等分析可以判定：該裂紋為典型的熱處理應(yīng)力超過材料的斷裂強度引起的淬火開裂現(xiàn)象。
圖8中橡膠粉摻量為0%的PVA-ECC基準(zhǔn)試件，其韌性數(shù)據(jù)基于文獻[13]。圖8結(jié)果表明，橡膠粉摻量為10%的復(fù)合材料各壓縮韌性指數(shù)明顯大于基準(zhǔn)復(fù)合材料；當(dāng)摻量提高至20%時，壓縮韌性指數(shù)基本與基準(zhǔn)試件相同。因此，從壓縮韌性角度分析，10%的橡膠粉摻量有利于提高試件壓縮韌性、延性及耗能能力。
展開 無人機用發(fā)動機連桿檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)
圖3 標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)示意圖
2 檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的操作
檢測時，首先放入標(biāo)準(zhǔn)件，按下校對按鈕13，自動完成當(dāng)前班次的零位標(biāo)定，消除系統(tǒng)漂移誤差。將被測工件放置在托板8 上，按啟檢測按鈕12，托板8 在下氣缸14帶動下自動下降使托板8 上被測工件依靠自重在大柱體4 和小柱體9 的導(dǎo)引下自動進入測量工位，上氣缸7 推動上壓緊塊5 下降壓緊被測工件進行定位。
上氣缸7 和下氣缸14 通過與計算機連接的電磁閥控制，信號采集模塊安裝在計算機內(nèi)并通過連線與電感傳感器10 連接，信號采集模塊通過多個觸點測頭11 同時采集數(shù)據(jù)并將采樣值傳輸給計算機處理，在顯示器上顯示連桿大端孔和小端孔的尺寸精度、圓柱度、平行度、垂直度和兩個端孔的中心距測量的數(shù)值和公差帶偏離值，給出是否合格結(jié)論。同時，電磁閥控制上氣缸7 拉動上壓緊塊5 抬起，下氣缸14 推動托板8 上升將被測工件送離檢測工位，操作人員取走工件。
計算機對采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理并進行統(tǒng)計分析，計算出標(biāo)準(zhǔn)偏差S、工序能力指數(shù)Cp 值，工序能力指數(shù)偏差CpK值，繪制X-R 曲線，操作人員依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對后續(xù)加工給出數(shù)據(jù)修正，形成閉環(huán)檢測過程。
3 檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的實現(xiàn)
按照上述設(shè)計方案，制造出了無人機用發(fā)動機連桿檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)（圖4），在系統(tǒng)上進行了發(fā)動機連桿的檢測與數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了發(fā)動機連桿一次裝夾，檢測多個數(shù)據(jù)并將結(jié)果進行處理的功能。
圖4 發(fā)動機連桿檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實物圖
4 結(jié)論
無人機用發(fā)動機連桿檢測與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用計算機控制，具備對公差帶進行調(diào)整或修改而不需加工標(biāo)準(zhǔn)件，以及在標(biāo)準(zhǔn)件校對時設(shè)置相對零位和絕對零位功能。
展開 Ansys復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析總結(jié)（分析篇）
復(fù)合材料強度準(zhǔn)則
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的受力及應(yīng)力應(yīng)變情況非常復(fù)雜，并要考慮各種應(yīng)力應(yīng)變的耦合和相互影響，復(fù)合材料強度破壞準(zhǔn)則基于結(jié)構(gòu)的宏觀破壞，一般來說復(fù)合材料的二次蔡-吳強度破壞準(zhǔn)則較為精確。有興趣的朋友可以參考科學(xué)出版社出版的蔡為侖先生的《復(fù)合材料設(shè)計》這一本書。
3． 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)剛強度分析
一般說來，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)總是受到空間力的作用，其應(yīng)力分布是三維的，因此，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的剛強度分析一般不宜采用復(fù)合材料的板殼理論（這種理論僅考慮板殼面內(nèi)的應(yīng)力和橫向剪切應(yīng)力，而忽略法向應(yīng)力），同時，對于簡單的結(jié)構(gòu)（如板、殼），可以得到彈性力學(xué)的一般解，而對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)來說，則必須用數(shù)值的方法計算，三維有限元分析是最常用的方法。采用ANSYS程序?qū)?fù)合材料進行剛強度分析的步驟如下：
（1） 建立結(jié)構(gòu)的幾何模型
由于復(fù)合材料分析單元一般都是六面體單元，因此，在建立幾何時要特別考慮到網(wǎng)格劃分的方便。
（2） 建立材料模型
根據(jù)復(fù)合材料材料參數(shù)建立單向復(fù)合材料材料模型，我所采用的是碳纖維增強復(fù)合材料，有兩種建立方法。
a. 若選擇單元為各向異性單元，則根據(jù)單向復(fù)合材料的剛度矩陣或柔度矩陣建立各向異性材料模型；
b. 若選擇層合單元，則可以建立相關(guān)的材料模型，如單向復(fù)合材料則可以建立正交各向異性材料模型
（3） 選擇單元類型并設(shè)置相關(guān)屬性
根據(jù)結(jié)構(gòu)特征和計算要求，選擇不同的單元類型并設(shè)置單元屬性（各種單元的選擇依據(jù)請參考概述篇或ANSYS幫助文件）
（4） 網(wǎng)格劃分
在建立的幾何實體上進行網(wǎng)格劃分，對于復(fù)合材料，選擇六面體三維實體單元，定義單元屬性，分別指定不同的材料屬性，并保證材料坐標(biāo)一致，運用有限元網(wǎng)格生成器進行網(wǎng)格劃分。
（5） 定義邊界條件
根據(jù)實際情況定義邊界條件。
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