ansys 結(jié)構(gòu)面模型
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 結(jié)構(gòu)面模型的視頻教程
ANSYS-WorkBench基礎(chǔ)教程 基于子模型的三通管焊縫處結(jié)構(gòu)優(yōu)化
本課程以石化/水利行業(yè)常見(jiàn)的三通管為例，首先以殼單元對(duì)三通管進(jìn)行分析，通過(guò)構(gòu)建子模型（Shell-Solid）的方式，針對(duì)三通管焊縫處，建立細(xì)致的三維模型，解決焊縫處存在的奇異性問(wèn)題，對(duì)三通管焊縫處進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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ansys 結(jié)構(gòu)面模型的實(shí)例教程
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用三維CAD工具，如CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG、SolidEdge等。在進(jìn)行有限元分析時(shí)，可以把CAD模型直接導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行分析。在對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格時(shí)，需要考慮采用哪種單元類型來(lái)進(jìn)行模擬。對(duì)于幾何模型的厚度與短邊長(zhǎng)度的比值小于0.1時(shí)，對(duì)承彎構(gòu)件需要采用殼單元。使用殼單元模擬薄的實(shí)體結(jié)構(gòu)，可以降低模型的規(guī)模，而且滿足精度要求。
把實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成殼模型的傳統(tǒng)處理方法是通過(guò)刪除實(shí)體，保留所需要的面。對(duì)面之間的縫隙進(jìn)行人工建面連接，在劃分網(wǎng)格時(shí)對(duì)殼進(jìn)行偏置，使模型的幾何位置保持與原形一致。但該方法的處理工作量較大，要彌補(bǔ)殼之間的縫隙，處理細(xì)節(jié)特征，并為變厚度殼的實(shí)常數(shù)賦值，因此需要采用新的技術(shù)來(lái)提高效率。
ANSYS提供了絕大部分的CAD接口。下面針對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在讀入幾何模型后，如何快速地把CAD薄實(shí)體模型，處理成滿足有限元分析的殼模型。
1抽取中面
ANSYS可以對(duì)薄實(shí)體進(jìn)行抽中面，可以處理各種T型截面、變厚度、有小突臺(tái)等復(fù)雜特征的薄實(shí)體。自動(dòng)抽中面的過(guò)程可以手動(dòng)操作，而且可以對(duì)所有操作腳本化。在對(duì)類似結(jié)構(gòu)抽中面時(shí)可以直接讀入命令流，而避免重復(fù)操作。
對(duì)于T字形截面、凹槽，在抽取中面后會(huì)有縫隙，可以采用自動(dòng)延伸功能消除縫隙。機(jī)翼工字型鋼如圖1（a）所示，抽完中面后，由于板是有厚度的，會(huì)在連接處出現(xiàn)縫隙，如圖1（b）所示，可以采用自動(dòng)延伸功能縫補(bǔ)縫隙，如圖1（c）所示。
圖1 機(jī)翼工字型鋼抽中面圖
金屬模壓零件結(jié)構(gòu)的厚度是變化的，而且變化范圍通常較大，可以通過(guò)設(shè)定厚度范圍，然后抽取中面。
展開 問(wèn)題：
對(duì)于復(fù)雜模型進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，網(wǎng)格規(guī)模巨大、計(jì)算難度驟增。Ansys針對(duì)這類工程問(wèn)題提供模態(tài)綜合法（CMS）利用超單元，將非關(guān)鍵部件進(jìn)行縮減計(jì)算。
本文根據(jù)查閱到的網(wǎng)絡(luò)資料，對(duì)超單元縮減計(jì)算如何在Ansys Workbench 中實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行了介紹。
示例：
工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要模擬工作環(huán)境進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜，再加上工裝往往是一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)。因此這類仿真計(jì)算非常適合適用子結(jié)構(gòu)技術(shù)，將工裝等大模型進(jìn)行超單元縮減計(jì)算，可以顯著提升計(jì)算效率。
如下圖所示，產(chǎn)品+工裝進(jìn)行振動(dòng)模擬仿真，仿真產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模態(tài)和端點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)加速度曲線。
結(jié)果展示：
使用超單元縮減計(jì)算，可以有效完成復(fù)雜模型的計(jì)算需求。且計(jì)算結(jié)果基本一致。
詳細(xì)步驟：
模型說(shuō)明：
? 產(chǎn)品由PartA和PartB兩個(gè)部分構(gòu)成，其中PartA兩端夾持部位做了共面處理（驗(yàn)證連接關(guān)系，可以忽略）；
? 各個(gè)零件的連接面有一定間隙，使用Bonded MPC Radius 3mm 連接；
? 約束工裝底面 fix；
一：產(chǎn)品+工裝完整模型計(jì)算
產(chǎn)品+工裝一起進(jìn)行模態(tài)和5-2000Hz的諧響應(yīng)仿真，提取前6階模態(tài)和軸端點(diǎn)的加速度響應(yīng)，作為驗(yàn)證結(jié)果與子結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行對(duì)比。
1、模態(tài)計(jì)算
模態(tài)計(jì)算結(jié)果如下所示。
2、模態(tài)疊加法，諧響應(yīng)掃頻計(jì)算
諧響應(yīng)掃頻提取端點(diǎn)加速度響應(yīng)以及688Hz、1620Hz處的應(yīng)力云圖如下所示。
二：子結(jié)構(gòu)，超單元縮減工裝進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算
1、 工裝模型進(jìn)行超單元縮減
? 首先，由工裝+產(chǎn)品的模態(tài)計(jì)算模塊，復(fù)制一個(gè)新的模態(tài)計(jì)算模塊；
? 在新模態(tài)計(jì)算模塊中只保留需要縮減為超單元的工裝模型，其余模型均做supress抑制。
展開 水工弧形鋼閘門有限元ANSYS模型，附件包含完整的db文件，ansys15.0版本及以上高版本均可以打開，模型完整可以進(jìn)行各種靜力動(dòng)力計(jì)算。展示圖靜力計(jì)算結(jié)果云圖。
本人擅長(zhǎng)平面鋼閘門，弧形閘門，對(duì)開式弧形閘門各種類型閘門及鋼結(jié)構(gòu)建筑、水壩強(qiáng)度校核，包括靜力分析，干模態(tài)，濕度模態(tài)（添加附加質(zhì)量），地震時(shí)程分析（考慮恒定荷載，重力水壓力等），地震譜分析（針對(duì)水壩閘室無(wú)質(zhì)量地基法等），弧形閘門支臂曲曲分析（包括考慮重力和不考慮重力）
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在無(wú)人機(jī)輕量化結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。本文基于ANSYS軟件平臺(tái)，詳細(xì)闡述復(fù)合材料無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)仿真的全流程操作，涵蓋幾何處理、材料定義、鋪層設(shè)計(jì)、載荷施加及結(jié)果驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)本文，用戶可系統(tǒng)掌握復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)，優(yōu)化無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)安全性與可靠性。
幾何模型預(yù)處理
抽殼處理（Shell Extraction）無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)多為薄壁殼體，需將實(shí)體模型轉(zhuǎn)換為殼單元以提升計(jì)算效率。操作路徑：Geometry > 右鍵部件 > 選擇“抽殼”，輸入設(shè)計(jì)厚度（如0.2mm）。
注意事項(xiàng)：抽殼后需檢查面法向方向（Tools > 面法向），確保所有面外法向一致，避免后續(xù)分析中出現(xiàn)應(yīng)力方向錯(cuò)誤。對(duì)于多曲面模型，抽殼可能導(dǎo)致局部厚度不均，需通過(guò)“偏置面”功能手動(dòng)調(diào)整。
細(xì)節(jié)簡(jiǎn)化，刪除非關(guān)鍵特征：移除直徑小于2mm的孔、倒角及裝飾性結(jié)構(gòu)（選中孔邊緣 > Delete）。
合并面：針對(duì)相鄰面片，使用“合并面”工具（Tools > 合并面）消除微小間隙或尖角。案例：機(jī)翼與機(jī)身連接處常存在微小面片，合并后可提升網(wǎng)格質(zhì)量。若模型關(guān)于XY平面對(duì)稱，可僅處理單側(cè)結(jié)構(gòu)，再通過(guò)鏡像生成整體（Tools > 鏡像）。鏡像驗(yàn)證：鏡像后需檢查對(duì)稱面是否完全貼合，避免因公差導(dǎo)致網(wǎng)格不連續(xù)。
刪除冗余部件，移除內(nèi)部支撐管、非承重連接件等，僅保留主承力結(jié)構(gòu)。示例：無(wú)人機(jī)起落架安裝座若與靜力分析無(wú)關(guān)，可直接刪除以簡(jiǎn)化模型。
接下來(lái)我們將進(jìn)行建模處理，首先打開軟件，主要工作是劃分網(wǎng)格并進(jìn)行命名。在這一過(guò)程中，添加的元素對(duì)分析并無(wú)實(shí)際影響，關(guān)鍵在于確保能夠進(jìn)行計(jì)算。相關(guān)屬性的設(shè)置將在后續(xù)的ACP階段進(jìn)行。
展開 在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機(jī)圓形多孔結(jié)構(gòu)模型可采用CAD隨機(jī)圓形骨料插件建模后將模型導(dǎo)入。
在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運(yùn)行，插件會(huì)自動(dòng)完成CAD多孔結(jié)構(gòu)模型的建立，將模型生成面域并導(dǎo)出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇幾何結(jié)構(gòu)-導(dǎo)入幾何模型，選擇保存的IGES文件并導(dǎo)入。可對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及有限元模擬操作。
CAD隨機(jī)圓形骨料插件 V2.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750
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本案例文檔，適合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)水平，具有極高參考價(jià)值，請(qǐng)合理使用文檔。涉及ACP復(fù)合材料鋪層，后處理等相關(guān)設(shè)置方法。過(guò)程詳細(xì)，結(jié)果合理。相關(guān)復(fù)合材料鋪層均可使用該文檔方法設(shè)置完成。
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在無(wú)人機(jī)輕量化結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。本文基于ANSYS軟件平臺(tái)，詳細(xì)闡述復(fù)合材料無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)仿真的全流程操作
問(wèn)題：
對(duì)于復(fù)雜模型進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，網(wǎng)格規(guī)模巨大、計(jì)算難度驟增。Ansys針對(duì)這類工程問(wèn)題提供模態(tài)綜合法（CMS）利用超單元，將非關(guān)鍵部件進(jìn)行縮減計(jì)算。
本文根據(jù)查閱到的網(wǎng)絡(luò)資料，對(duì)超單元縮減計(jì)算如何在Ansys Workbench 中實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行了介紹。
示例：
工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要模擬工作環(huán)境進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜，再加上工裝往往是一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)。因此這類仿真計(jì)算非常適合適用子結(jié)構(gòu)技術(shù)
三維多孔結(jié)構(gòu)廣泛存在于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、土木工程等領(lǐng)域，如泡沫金屬、骨組織、過(guò)濾介質(zhì)等，通過(guò)ANSYS Workbench對(duì)三維多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬，是對(duì)其進(jìn)行性能分析的有效手段。
在ANSYS內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)模型可采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版參數(shù)化建立模型后再將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機(jī)圓形多孔結(jié)構(gòu)模型可采用CAD隨機(jī)圓形骨料插件建模后將模型導(dǎo)入。
在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運(yùn)行，插件會(huì)自動(dòng)完成CAD多孔結(jié)構(gòu)模型的建立，將模型生成面域并導(dǎo)出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇幾何結(jié)構(gòu)
Ansys軟件是一種常用的有限元分析軟件，它可以用于各種工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)、固體力學(xué)、流體力學(xué)等問(wèn)題的模擬和分析。在進(jìn)行分析前，通常需要對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以便將連續(xù)的物體劃分為離散的單元，從而進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。
結(jié)構(gòu)仿真中，網(wǎng)格劃分是重要的步驟之一。正確選擇和應(yīng)用合適的網(wǎng)格劃分方法可以顯著影響到仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。本文將介紹ANSYS結(jié)構(gòu)仿真中常用的網(wǎng)格劃分方式，并提供相應(yīng)的方法教學(xué)，以幫助您優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真流程和提升工作效率
Ansys推出首批支持AMD Instinct?加速器的商用有限元分析求解器之一
主要亮點(diǎn)
圖形處理單元（GPU）作為一種新興、可持續(xù)和算力強(qiáng)大的技術(shù)，Ansys正在該領(lǐng)域投入開發(fā)
GPU技術(shù)旨在向數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算機(jī)提供卓越性能，以加速為汽車、飛機(jī)和消費(fèi)類產(chǎn)品開發(fā)更高效的設(shè)計(jì)
Ansys宣布Ansys? Mechanical
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用三維CAD工具，如CATIA、Pro/E、SolidWorks、UG、SolidEdge等。在進(jìn)行有限元分析時(shí)，可以把CAD模型直接導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行分析。在對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格時(shí)，需要考慮采用哪種單元類型來(lái)進(jìn)行模擬。對(duì)于幾何模型的厚度與短邊長(zhǎng)度的比值小于0.1時(shí)，對(duì)承彎構(gòu)件需要采用殼單元。使用殼單元模擬薄的實(shí)體結(jié)構(gòu)，可以降低模型的規(guī)模，而且滿足精度要求。
本模型為剛結(jié)構(gòu)廠房有限元模型，可以計(jì)算沒(méi)有問(wèn)題，結(jié)果展示圖為施加任意荷載的計(jì)算結(jié)果，可以很具需要更改荷載進(jìn)行計(jì)算。附件包含完整的ansys15.0做的db文件。
本模型為鋼結(jié)構(gòu)穹頂廠房有限元模型，可以計(jì)算沒(méi)有問(wèn)題，結(jié)果展示圖為施加任意荷載的計(jì)算結(jié)果，可以很具需要更改荷載進(jìn)行計(jì)算。附件包含完整的ansys15.0做的db文件。
本模型為剛結(jié)構(gòu)廠房有限元模型，可以計(jì)算沒(méi)有問(wèn)題，結(jié)果展示圖為施加任意荷載的計(jì)算結(jié)果，可以很具需要更改荷載進(jìn)行計(jì)算。附件包含完整的ansys15.0做的db文件。
