ansys模擬葉片的案例
壓電驅動風機葉片的模擬 ￥20
問題描述
一壓電驅動的風機葉片結構如下，分析其模態及在115伏60Hz下的響應。
壓電驅動風機葉片真實模型
壓電驅動風機葉片幾何模型
模態分析
設置各個部件的材料屬性，尤其壓電材料。在Engineering Data中，創建新的材料命名為“Piezo”，密度輸入為7500kg m^-3，以表格的形式輸入壓電材料的各向異性彈性模量。
對兩塊壓電晶片零件賦予Piezo材料屬性，同時在Piezo2 body頂部上建議一個y軸反轉的局部坐標系作為壓電極化方向。
設置面尺寸及體尺寸，網格劃分如下：
在分析設置明細中Options的Max Modes to Find輸入3，其余保持默認；FR4板上的兩圓孔面施加固定約束。
插入Piezoelectric Body對兩壓電晶片零件添加壓電屬性如下：
插入Voltage對下面的壓電晶片底部添加0電壓值；同時對兩壓電晶片零件的接觸面添加Voltage Coupling。
求解得到前三階頻率為60Hz、340Hz、352Hz，振型如下：
諧響應分析
諧響應分析的邊界條件在模態分析的基礎上，再在上部壓電晶片部件的頂面添加電壓115V
采用完全法進行分析，掃頻范圍為59Hz到61Hz，間隔為20；剛度系數通過阻尼vs頻率添加，頻率60Hz時對于阻尼系數為0.01.
求解得到壓電風機葉片尖端的頻域響應，右擊頻域響應結果，選擇create contour result，創建最大振幅對應的位移結果。
展開 航空發動機葉片裂紋擴展規律數值模擬研究
摘要:
基于有限元分析軟件ABAQUS 聯合裂紋分析軟件Franc3D,開展了葉片裂紋擴展影響研究。建立壓氣機葉片有限元模型和裂紋擴展模型,發現葉片在振動載荷下的應力分布規律和不同裂紋位置、不同前緣形狀、不同初始角度的葉片裂紋擴展規律。葉片背部裂紋擴展速率快于葉片前緣和后緣;初始裂紋前緣形狀對葉片表面裂紋方向的擴展基本無影響,但對裂紋深度方向擴展存在明顯影響;葉片初始裂紋方向與緣板面夾角越小,則裂紋擴展速率越快,且其他方向裂紋隨著擴展會逐漸向緣板面方向偏轉。
關鍵詞:
航空發動機;葉片;振動激勵;裂紋擴展;數值模擬
——本文摘自：《兵器裝備工程學報》
1 引言
壓氣機葉片作為航空發動機的關鍵零部件,其可靠性直接影響航空發動機的安全。壓氣機通過高速旋轉的葉片壓縮空氣,為燃燒室提供足量的氧氣供給,為發動機賦予了更大功率的輸出,但壓氣機位于發動機通風道入口附近,其葉片易收到外物損傷[1 -2] 、腐蝕和復雜工況的風險,疲勞裂紋是其主要失效形式[3 -4] 。
模擬仿真是研究航空發動機葉片疲勞性能的重要手段。
Poursaeid 等[5] 通過有限元分析軟件ANSYS 對葉片輪盤系統的動力學分析,得出葉片第一和第二固有頻率模式下的共振是導致葉片疲勞斷裂的主要原因。Duó 等[6] 采用有限元方法模擬了外物損傷整個過程,并將計算得到的殘余應力場分布與兩種實驗觀測結果進行了對比驗證。Salehnasab 等[7] 基于ABAQUS 和ZENCRACK 斷裂力學程序預測葉片疲勞裂紋擴展。Liu 等[8] 對離心壓縮機葉輪葉片進行了氣動載荷和離心載荷耦合的有限元分析,得到了葉片疲勞壽命預測結果。卜嘉利等[9] 基于ABAQUS 有限元分析軟件研究了某型發動機風扇轉子葉片在室溫下的疲勞性能。
展開 噴氣發動機葉片剝離模擬
[abaqus行業應用及案例] 噴氣發動機葉片剝離模擬
葉片剝離是一種嚴重事故，同時從力學上講是高度動態和高度非線性問題：發動機外殼必須防止脫離的葉片擊穿以及還要能在葉片剝離導致的不平衡力作用下繼續工作。
發動機設計和驗證可以采用Abaqus/Explicit來進行模擬。
應用 Abaqus/Standard分析勻轉速時風扇的狀態，將上述分析結果為基礎在Abaqus/Explicit 中進行后續的動態分析。
有限元模型
不同外殼厚度情況下，結構的破壞情況對比：
5mm厚度的破壞情況
4mm厚度的破壞情況
3mm厚度的破壞情況
展開 應用MRF模型模擬三葉片風機 ￥4.9
概述
空氣動力學相關概念
攻角
升力系數
阻力系數
翼型雷諾數
安裝角
葉尖速比
幾何結構
風輪
葉片
翼型
物理模型
三葉片風力發電機
翼型NACA4412 等
網格模型
根據翼型劃分二維網格
葉片移動旋轉復制為3個
仿真模型
邊界條件
inlet
velocity inlet
outlet
Pressure-outlet
wall-1
wall-2
求解過程
單葉片數值模擬
垂直軸風力機模擬
Fluid-1 motion type Moveing Reference Frame
Fin Momentum wall motion --moving wall
定義交界面
結果對比
氣動特性 等
展開 
螺旋槳葉片的旋轉過程模擬 ￥20
螺旋槳葉片的旋轉過程模擬
仿真案例｜葉片泵空化流動模擬實驗
另一種可能的構造原理是葉片泵。葉片泵的功能在圖4中顯示。葉片將定子和轉子之間的容積分成若干個容積室，這些容積室的容積隨著泵的角度的變化而周期性地變化。
圖4：葉片泵的功能說明
作為示例，每個泵循環具有兩個位移的轉子單元。葉片可以在其狹縫中自由運動，并將定子（環）和轉子之間的容積分成若干個腔室。
數值模擬、實驗與分析
在過去的產品設計過程中主要依賴于經驗數據，而仿真已經成為設計過程中的重要元素。為了獲得關于實驗的系統必要知識而專門使用大量的原型進行實驗非常地耗時耗力。許多方面可以而且必須在仿真的虛擬層次上進行。因此，在模擬、實驗和分析之間遵循一個很好的平衡策略是很重要的。模擬可能是非常耗時的，因此必須注意，投入不要過量。當然，數值實驗通常比實際硬件上的測量要便宜得多。此外，仿真技術現在變得越來越強大，應用范圍也得到了很大的擴展。需要注意的是，只要不可能從這些數據（數值或經驗數據）導出簡單的模型和視圖，數值數據就可能和經驗數據一樣無用。
確定靜液壓泵流量極限已被證明是關鍵一步。在產品設計過程中，開發工程師需要一種簡單、快速的計算工具來進行純估算。1D建模是滿足這一需求的最有效方法。1D模型具有有限的變量數目，并允許進行詳細的分析。量綱分析可以用來獲得一個問題的規則參數。計算流體力學(CFD)在模型參數確定或模型改進時起到了很好的支持作用。在這種情況下，流量系數是一個非常突出的例子。因此，人最終可以得出一個很好的模型，該模型可以用完全開發的產品的可用實驗數據來驗證。在產品設計的下一個周期中應用該模型可能有助于避免以前的缺點。因此，我們嘗試在這個卓有成效的共生體中采用1D模擬和CFD并行的策略。
CFD 模擬策略
在嘗試用CFD進行全3D葉片泵模擬之前，建議從2D可行性研究開始。
展開 改良楔形葉片旋轉空化器水動力學特性數值模擬分析
摘 要:［目的］旋轉空化器是通過高速旋轉的葉片在水中產生超空泡來滿足不同工程實際應用需求，有必要對葉片形狀進行改良設計以提高其工作性能，探究葉型改良對空化器水動力學特性的影響。［方法］首先，針對旋轉空化器楔形葉片的原始葉型進行改良設計，建立葉片改型前、后旋轉空化器的三維幾何模型；然后，基于 ANSYS Fluent 軟件對原始葉型和改良葉型空化器在不同轉速下的自然空化流場開展數值仿真計算；最后，根據計算結果對二者的水動力學特性進行對比分析。［結果］結果顯示，相比原始葉型，改良葉型產生的空泡除存在于葉片出口邊外，還可以存在于副進口邊，這兩部分的空泡會隨著轉速的升高而逐漸連接成一個整體，因而改良葉型空化器產生的空泡尺寸更大，產生的自然空化更強；改良葉型在葉根處產生的空化效應較強，而原始葉型在葉尖處產生的空化效應更強；當轉速較高時，改良葉型產生的空泡會與旋轉空化器裝置的四周壁面接觸，導致空泡尾部形態沿半徑呈直線型變化。［結論］所做研究可為旋轉空化器的設計和應用提供重要參考。
關鍵詞：旋轉空化器；水動力學特性；改良葉型；自然空化；數值模擬
0 引 言
空化現象最早發現于船舶螺旋槳上，由該現象所帶來的噪聲、振動和空蝕破壞等負面影響對船舶性能提出了巨大挑戰[1]，如何使空化現象穩定可控，已成為眾多學者關注的問題。根據伯努利方程，當物體在水下以足夠高的速度運動時，其周圍流體的局部壓力會下降，當降至飽和蒸汽壓以下后，流體會發生汽化從而產生空化。隨著物體速度的進一步增大，空化區域（空泡）將擴大從而形成包裹物體的超空泡[2]。
展開 基于SPH的葉片吞鳥過程模擬
由于 SPH 是一種質點算法，因此計算空間導數時不需要使用任何網格，而被插值公式中的解析微分式子所代替，從而避免了高維拉氏差分網格中的網格纏結和扭曲等技術難題，目前被廣泛應用于處理結構動力學問題，如結構大變形解體、碎裂等分析（如高速碰撞、流固耦合碰撞等），其特點是在模擬物體大變形時，既可以克服 Euler 方法難于跟蹤結構變形和不能識別材料界面位形的缺點，同時也解決了傳統Lagrange 方法在大變形下的網格扭曲問題，因此對于計算鳥撞擊這種高速碰撞問題特別有效。
2.有限元模型
以某發動機葉片為研究對象，材料為TC11鋼，其彈性模量為115GPa,采用Mat24號材料模擬，其基本材料特性為：彈性模量E=115 000 MPa,密度4.48e-9 Ton/mm3，泊松比為μ=0.3，屈服應力σs=1003 MPa，硬化模量Etan=1150MPa，斷裂應變0.15。
根據文獻，鳥分為大鳥、中鳥、小鳥三個類別，這里取中鳥進行分析，采用直徑為120mm，質量約為1.82kg的橢球體模擬，并以250 000 mm/s的速度撞向葉片。
鳥的材料參數運用Mat9號材料結合Guneisen狀態方程來模擬，其參數見下表。
3.仿真結果
展開 ANSYS workbench 葉片靜力學分析 ￥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
你會得到什么：
1、學習葉片三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 葉片靜力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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ANSYS workbench 飛機葉片模態分析 ￥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
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1、學習飛機葉片三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
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ANSYS workbench 葉片模態分析 ￥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
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1、學習葉片三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
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所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
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VKI 高壓渦輪葉片湍流隱式大渦模擬
1 問題描述和流動條件
對VKI高壓渦輪葉片[1]進行隱式大渦模擬（ILES）,文獻[2]中提供了大量的實驗數據。文獻[2]中MUR129的流動情況為沒有來流湍流。流動參數以SI為單位，雷諾數和馬赫數基于等熵出口邊界值：
l 進口總壓：1.849*105Pa
l 進口總溫：409K
l 出口靜壓：1.16487*105Pa
l 攻角：0
l 基于弦長和出口邊界值的雷諾數：1.16*106
l 等熵出口馬赫數：0.84
l 普朗特數：0.713
l 氣體常數：287.55J/(kg*K)
l 壁面溫度：300K
l 粘性系數符合薩瑟蘭定律
2 幾何和網格參數
l 葉片寬度是弦長的16.6%（0.0676m）；
l 粗網格具有169,750個六面體和278,425個棱柱體單元，其中沿葉片展向有35個單元，如圖1所示；
l 網格的平均y +值（來自p2模擬）：3.3；
l 通過將每個單元細分為8個更小的單元生成細網格。
圖1 非結構混合網格
3 計算結果
進行網格加密和變精度（p）研究以評估網格和階次的靈敏度和收斂性。圖2顯示了不同網格密度和求解階次下的紋影分布。這些紋影分布清晰地顯示了聲波、激波，尾跡結構和后緣附近的轉棙區。注意到粗網格上的p2模擬具有比細網格上的p1模擬更高的分辨率，表明p細化在解決非定常流動特征方面比網格細化更有效。也可以看出在粗網上轉棙區還沒有在p2和p3模擬之間完全收斂。粗網格上的p1模擬具有很早的轉棙位置，而細網格上的p1模擬具有很晚的轉棙位置，p2和p3模擬預測到的轉棙位置介于p1粗網格模擬和p2細網格模擬之間。
圖2 不同多項式次數和網格密度下紋影分布對比圖
圖3顯示了粗網格上不同階次計解結果的時間平均值。
展開 Ansys案例研究 | 無人機葉片靜態分析
在本例中，我們將研究無人機葉片在壓力載荷下的結構完整性。
目標
觀察無人機葉片在壓力載荷下的變形和應力。
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜態結構分析"系統。
2. 定義材料屬性。從本示例提供的 .xml 文件中導入聚碳酸酯的屬性，此處使用該材料僅用于演示目的，但應使用適當的材料屬性。
3. 導入模型，其外觀將如圖 1 所示。
圖 1. 典型的無人機葉片
4. 將材料分配給幾何體。
5. 在葉片中心施加固定約束，如圖 2 所示。
圖 2. 固定約束
6. 施加 0.01MPa 的壓力，如圖 3 所示。
圖 3. 壓力載荷
7. 使用 5mm 的單元尺寸對模型進行網格劃分，然后求解分析。變形和應力云圖如圖 4 所示。
圖 4：總變形和應力云圖
總結
本示例展示了無人機葉片在壓力載荷下產生的變形和應力，可以將其與材料的許用值進行校核，以判斷葉片是否能承受該載荷。
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展開 4/26 Ansys電子散熱風扇葉片優化
時間
2022年4月26日（周二）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
周小俠|Ansys
Ansys中國CPS團隊高級應用工程師。負責芯片封裝系統相關產品的支持和研究工作。本碩就讀于電子科技大學電磁場專業。先后就職于長虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達天線設計、電磁場仿真軟件支持、基站PA設計和交換機EMC仿真工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink
ANSYS workbench 葉片基于模態的瞬態動力學分析 ￥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、學習葉片的三維模型處理
2、學習基于模態的瞬態動力學分析步的建立
3、學習基于模態的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 葉片瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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