基于ANSYS的連桿分析的案例
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對一個承受交變應力的簡易連桿結構進行疲勞分析。
該分析為筆者原創教程，轉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
幾何模型與網格劃分如圖所示
約束條件與接觸設置
針對連桿進程與回程過程承載不同，分別賦予Bearing Load軸承載荷不同的數值與方向（在項目流程圖中建立兩次靜力學分析）
求解并后處理等效應力分布
兩個結果聯合導入ANSYS workbench平臺下nCode Design Life，將兩個靜力學求解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中簡化考慮該結構承受兩個方向的載荷，為Zero-based loading載荷方式，擴大比例系數為2。右鍵S-N分析，修改為常幅值分析，將min-factor設置為0，max-factor設置為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 基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優化簡例
此外，由于Ansys的命令比較豐富，國內也有不少研究者采用Ansys自編拓撲優化程序的。
注：以上文字索引自互聯網。
1、建立分析項目流程
2、建立靜力學求解分析
3、靜力學求解后處理
4、建立拓撲優化選項
5、拓撲后處理
6、導入SCDM，創建實體模型
7、通過SCDM轉化網格為實體零件，并導入SCDM創建新的靜力學求解文件，基于新的模型進行靜力學求解較為簡單，本實例不再繼續完成，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連桿結構數字孿生體建模關鍵技術及應用
一、引言
數字孿生體是現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過優化和指令來調控物理實體對象的行為，通過相關數字模型間的相互學習來進化自身，同時改進利益相關方在物理實體對象生命周期內的決策。
通過數字孿生體模型，可以實現全面監控系統的關鍵參數，分析系統在非常規條件下的各種性能，如惡劣工作環境、存在加工誤差、沖擊載荷工況等。利用數字孿生體模型進行虛擬化測試，縮短了測試和分析的時間，降低了測試與分析的成本，并可以根據虛擬化測試結果優化試驗參數。因此建立機械產品關鍵零部件（如連桿）的數字孿生體模型，就具有十分重要的意義。
圖1為實現連桿數字孿生體模型的技術路線，主要分為載荷識別、模型降階和數字孿生體模型建立和部署四部分。
圖1 連桿數字孿生體模型技術路線圖
二、連桿載荷識別
1、載荷識別原理
在結構線性響應情況下，載荷與變形、變形與應變均是線性關系，故可得載荷與應變是線性關系，如圖2所示。True-Load軟件基于該性質對線性響應的結構進行載荷識別，如果整體結構中存在局部非線性行為，如螺栓連接和焊縫區域局部塑形變形、結構中存在橡膠件等，該載荷識別方法仍然適用。
圖2 True-Load載荷識別原理
2、載荷識別流程
采用True-Load軟件實現工程機械中連桿載荷識別的過程，如圖3所示。
展開 基于ABAQUS曲軸連桿轉動瞬態分析 ￥5
基于ABAQUS曲軸轉動瞬態分析
UG建模->導入ABAQUS
運動副創建：
轉動副（曲軸與連桿、連桿與活塞）：
1.創建兩個相對運動結構的RP參考點
2.RP點之間創建Wire特征作為轉動副載體
3.創建轉動副即Hinge
4.創建局部坐標系
5.將轉動副賦予Wire
6.將參考點與相應結構的控制區域進行coupling耦合
移動副（活塞相對氣缸移動）：
與轉動副類似，唯一不同之處創建移動副即Translator
位移云圖
ANSYS workbench 四連桿運動學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習四連桿機構的三維模型處理
2、學習四連桿機構接觸相關的接觸設置
3、學習多體動力學分析步的建立
4、學習四連桿機構多體動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 四連桿機構運動學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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展開 基于MeshFree的曲軸連桿機構有限元仿真分析
基于MeshFree的曲軸連桿機構有限元仿真分析
曲軸連桿機構是發動機中的關鍵機構，針對連桿的計算分析在早期多采用經驗公式，關于有限元的理論和方法出現后，迅速在連桿分析上得到了廣泛應用。最早的連桿有限元分析模型是將曲軸連桿模型簡化為梁模型進行仿真計算，現在的有限元分析軟件已經完全可以進行三維實體模型的仿真計算。在曲軸連桿機構的設計中，希望曲軸連桿機構有較高的可靠性和較長的使用壽命，而且曲軸連桿機構在運動過程中會承受較大的沖擊載荷，使各運動件承受過大的載荷，并造成過大的振動，同時也會加速磨損，降低性能。因此，本文針對曲軸連桿機構通過MeshFree進行相應部件的受力分析，從而得知外載荷作用下的應力分布趨勢及應力集中點，為曲軸連桿機構的設計提供參考。
1.建立有限元模型
首先采用三維建模軟件UG NX建立曲軸連桿機構的三維模型，如圖1所示，模型中保留了主要零件結構：曲軸、連桿、連桿蓋和活塞，曲軸兩端采用軸套約束，從而模擬實際轉動，將各零件裝配完成并通過中間格式Parasolid（.x_t）導出
圖1 曲軸連桿機構的三維模型
在MeshFree中建立新項目，并選擇分析類型為非線性靜力分析，導入已有的Parasolid（.x_t）模型，并勾選搜索接觸面。
2.建立接觸
導入Parasolid（.x_t）格式模型后，MeshFree自動創建接觸對：曲軸與軸套、曲軸與連桿、曲軸與連桿蓋、連桿與連桿蓋、連桿與活塞銷、活塞與活塞銷，將各接觸對接觸類型改為滑動接觸，連桿與連桿蓋仍為焊接接觸，如圖2所示。
展開 基于adams view 單缸發動機連桿疲勞危險點分析（模態應力恢復方法） ￥1
二、將連桿生成柔性體。
三、約束連接位置重新設置
四、分別設置約束位置的rb2連接。
五、連桿的MNF文件預覽（RBE2從節點數量可根據需要選擇）。
ANSYS workbench連桿諧響應分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習連桿模型的三維模型處理
2、學習諧響應分析相關的分析步的建立
3、學習諧響應分析相關的約束條件的建立
4、學習諧響應分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習連桿的三維模型處理
2、學習連桿接觸相關的接觸設置
3、學習瞬態動力學分析步的建立
4、學習連桿瞬態動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
展開 ANSYS workbench連桿疲勞分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習連桿的三維模型處理
2、學習靜結構分析步的建立
3、學習連桿疲勞分析的載荷施加
4、學習疲勞分析的設置
5、學習平均應力修正的設置
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所有分析文件。
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ANSYS Workbench曲柄連桿齒輪機構剛體動力學分析 ￥5
該項目是關于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
基于proe的活塞曲軸連桿機構的參數化設計
通過闡述基于pro/e模型的參數化設計方法,介紹了參數化設計的基本原理和功能,分析了發動機活塞曲軸連桿機構中的參數化設計造型過程,并以實例詳細闡述了活塞、連桿、曲軸以及整體裝配的三維造型設計步驟及關鍵技術。
點評:
基于proe的活塞曲軸連桿機構的參數化設計.pdf
210基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼 ￥12.2
基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼，包括運動仿真和變量變化分析圖的生成，包括角速度、速度、加速度等曲線。程序已調通，可直接運行。
269 基于matlab的四連桿機構動力學參數計算 ￥8.9
基于matlab的四連桿機構動力學參數計算。將抽油機簡化為4連桿機構，仿真出懸點的位移、速度、加速度、扭矩因數、游梁轉角等參數，并繪出圖形。程序已調通，可直接運行。
ANSYS Workbench連桿瞬態動力學仿真 ￥19.89
</p><p><br></p><p>2 Ansys workbench有限元分析軟件</p><p>在ANSYS 7.0版本問世之前，ANSYS公司致力于研發其核心產品ANSYS。這一版本通過其仿真效果的卓越和效率的顯著，贏得了工程界的廣泛贊譽。然而，盡管取得了如此成就，該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足，即用戶必須通過編寫復雜的程序才能進行仿真，這限制了其在工程領域的普及應用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號，局面發生了轉變。ANSYS Workbench以其創新的用戶界面和工作流程，簡化了仿真過程，極大地提升了用戶體驗，因此迅速被廣泛應用，其普及程度甚至超越了傳統的ANSYS經典版本。目前，ANSYS Workbench已經發展到24.0版本，繼續引領著行業的進步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個先進的仿真平臺，具備分析和模擬復雜機械系統的能力。它涵蓋了結構靜力學、結構動力學、剛體動力學、流體動力學、結構熱力學、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個領域。這些功能使得工程師能夠對機械系統進行全面的性能評估，從而優化設計，提高產品的可靠性和性能。</p><p>在結構靜力學方面，ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態載荷下的響應，包括應力、應變和位移等參數。在結構動力學分析中，該平臺可以模擬結構在動態載荷下的行為，如振動和疲勞。剛體動力學分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時的運動情況。</p><p>流體動力學模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動行為，這對于設計高效的流體傳輸系統至關重要。結構熱力學分析則關注材料在熱載荷下的行為，包括熱膨脹和熱應力。
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