ansys在面上施加扭矩
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys在面上施加扭矩的視頻教程
基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法總結
由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導致局部應力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導致影響整體剛度矩陣的問題，有學者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法(用若干對力代替力偶)
由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導致局部應力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導致影響整體剛度矩陣的問題，有學者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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ansys在面上施加扭矩的實例教程
關于實體單元施加彎矩的方法一、施加方法思路1：矩或扭矩說白了就是矩，所謂矩就是力和力臂的乘積。施加矩可以等效為施加力；思路2：直接施加彎矩或扭矩，此時需要引入一個具有旋轉自由度的節點；二、在ANSYS中實現的方法這里說說3個基本方法，當然可以使用這3個方法的組合方法，組合方法就是對3個基本方法的延伸，但原理仍不變。
基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法總結
1、 引言
在實際工程問題中，扭矩無處不在。如攻絲的絲錐、車床的光桿、攪拌軸、汽車傳動軸等等，均為受扭構件，承受扭矩作用。為了更好的分析上述構件在扭（轉）矩作用下的變形、應力、應變等物理量，現代先進設計制造分析方法引入有限元來模擬結構在外載荷作用下的響應問題。對于很多工程模型，必須考慮結構的一些幾何特征，如軸的鍵槽、絲錐的螺紋面等。因此，實體模型上扭矩的施加就成為一個非常關鍵的問題。這包括扭矩施加的形式、位置，不同方式施加的扭矩會導致整體剛度矩陣的不同，最終會導致應力奇異，影響結果的評定。ANSYS作為全球最通用的大型有限元分析軟件之一，其強大的分析功能已為國內外一致認同，現已成為許多領域結果評定的行業標準。由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導致局部應力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導致影響整體剛度矩陣的問題，有學者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
本文旨在綜合關于扭矩施加的各種方法，并對這些方法進行分析比較，從而找到關于實體單元扭矩施加有效、合理的方法，為結構有限元分析提供有益的參考。
2、 ANSYS中扭矩的施加
2.1 工程實例
現以長為0.2m直徑為100mm的實心鋼管為例說明扭矩的施加。鋼管材料視為線彈性，其彈性模量及泊松比分別為：E=2e11Pa，μ=0.3。 鋼管一端固定，另一端受1000N.m扭矩作用。
展開 直徑為50mm,長度為120mm的圓柱，在端面施加T=1.5e3 NM的扭矩。
使用ansys模板，導出xxx.inp文件，提交給ansys即可直接計算。
得到的rst文件，可以在hyperview中查看結果。
torque_cylinder.rar
在hyper view中查看結果。
在hyperview中指定兩個文件，即可在hyperview中做后處理：
1.從hm中導出的xxx.inp文件
2.ansys計算得到的結果文件xxx.rst.
如果用hyperview7.0做后處理,ansys的版本不能超過8.1，否則不能識別其xxx.rst文件
如果用hyperview8.0做后處理，ansys的版本不能超過9.0 （10.0？？）,否則不能識別其xxx.rst文件。
還可以在hm中，把ansys的結果文件xxx.rst轉化成hm的結果文件格式：xxx.hmres.
下面是nastran版本實例；
附件中是hm文件和從hm中導出的xxx.bdf文件；
把xxx.bdf文件直接提交給nastran計算，即可得到結果。
torque_cylinder(1).rar
然后直接在HM中做后處理(hmres在hyperview中當然也可以)。
展開 很多同學在采用實體單元進行模擬時，需要施加扭矩，然而實體單元節點只有平動自由度，因而不能類似梁單元那般直接施加扭矩，今日水哥就ANSYS中常見的實體單元施加扭矩方法做一個簡單的總結，希望對部分同學能有所裨益！
實體單元施加扭矩的方法常見思路有兩種：
一、扭矩實質是矩，是力和力臂的乘積，因而如果要施加扭矩，可以考慮將扭矩折算為力和力臂，直接在相應部分施加力即可。
二、實體單元之所以不能直接在節點上施加力矩，說白了就是節點無轉動自由度，因而只要我們引入了具有轉動自由度的節點，在進行一定的耦合操作，就可以實現扭矩的輸入。
第一種思路很簡單，水哥這里就不詳細闡明。這里重點說說第二種思路。
引入轉動自由度在進行一定的耦合，常見的方法有兩種，一種是cerig剛性區域法，另外一種是mpc184剛性梁法。其實還有一種方法，rbe3，但這種方法較為復雜，這兒不做推薦。
一、cerig剛性區域法
cerig 這個命令其實就是建立一定的剛性區域，然后將荷載施加在跟這個剛性區域相連的主節點(master node)上。而具有轉動自由度的節點，我們經常引入質量單元mass21,賦值時候對質量單元賦予很小的質量即可。
該方法本質上是建立了約束方程，但需要特別注意的是約束方程是線性的，因而該方法只使用于線性問題，對于大變形等非線性問題，該方法并不適用。
展開 附件中兩個文件：一個是邊界上表面張力和接觸點潤濕的公式推導，還有一個就是改進后的sloshing_tank的例子，將原來的例子縮小了1000倍，以突顯表面張力的作用。
wetting_and_surface_tension.pdf
sloshing_small(1e-2)_reset.rar
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ansys在面上施加扭矩的最新內容
問題：
在結構載荷施加過程中，有時會遇到某些載荷需要加載一個面，且載荷大小在面內不是均勻分布，而是中間大邊緣小的載荷形式。類似與手指或球頭橡膠等按壓表面的載荷分布形式。
Ansys Workbench本身只可以按載荷面施加均勻分布的載荷，載荷大小不能實現邊緣逐步減小的效果。導致仿真結果會在載荷邊緣出現應力集中的現象與實際不符。
解決方法：
問題：
在有限元仿真中有時需要提取某些結構的扭轉角度。Ansys workbench的結果后處理中可以設定圓柱坐標系，然后按圓柱坐標讀取Y軸的變形結果，再進行扭轉角度的換算。
本文這里將該過程利用APDL命令進行處理，避免一下步驟重復操作。
? 每次要單獨記錄變形量，
? 還要測量關鍵節點到坐標系原點的距離，
? 將變形量和距離進行角度換算（弧度）
? 弧度角轉角度
我用acp模塊創建的復材實體模型，在瞬態分析模塊里想施加軸承載荷，但是點選作用面后不能添加
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，
ANSYS Corner| ANSYS Workbench中一種螺栓預緊力施加方法
螺栓預緊的目的在于增強聯接的可靠性和緊密性,以防止受載后被聯接件間出現縫隙或相對滑移。對于有螺栓聯接的機械結構有限元分析,如何將其施加于模型上,較好地模擬螺栓受力情況達到在有限元分析中的準確加載并得到正確的分析結果,有一定難度。本文介紹在ANSYS Workbench中施加螺栓預緊力的一種方法。
Ansys Workbench使用Bolt Pretension施加預緊力有三種方法：
(1) 實體模型(對面施加，一般為圓柱側面)
(2) 線模型(對Line施加)
(3) 運動副Beam類型
情況(1)的使用很常見，故這里只說明后兩種情況的設置方法，尤其對線模型施加需要注意的點。
演示使用的基本模型如下：
下面分別使用設置運動副Beam類型和線模型兩種方法在上下兩個孔之間施加螺栓預緊力
在使用ANSYS進行結構分析時，可以把初始應力指定為一項載荷，但只能在靜態分析和瞬態分析中使用（分析可以是線性,也可以是非線性），初始應力載荷只能施加在分析的第一個載荷步中，執行初始應力命令一次以上將覆蓋先前的初始應力指定。初應力載荷可以是初應力，初應變或者初塑性應變。
初應力命令如下：
INISTATE, Action, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5
近日，水哥收到一粉絲對初始地應力施加這塊的疑問，恰逢今天時間較多，便說說在ANSYS中如何施加初始地應力。
針對巖土工程相關的分析而言，初始地應力這個概念比較重要，所謂初始地應力，也即是在我們對巖土進行任何外部操作之前，例如基坑開挖、邊坡開挖、隧道開挖等，其本身內所存在的真實應力，也可稱之為初始應力場。
初始應力場是平衡的，這也是經常聽到的一個概念
