ansys飛機模型分析的案例
基于ANSYS的飛機機翼仿真分析模板庫建立
摘 要：飛機機翼的力學性能對整個飛機的飛行影響非常重要。隨著計算力學的發展，飛機機翼的有限元性能分析朝著集成化、結果一致性的方向發展。本文通過ANSYS的ACT平臺，建立了基于ANSYS Workbench的飛機機翼仿真分析模板庫，可以實現機翼參數化建模、強度分析和模態分析。通過調用該模板庫，可以提升仿真分析的效率，同時可以確保分析結果的一致性。
關鍵詞：飛機機翼模板庫;ANSYS Workbench;ACT平臺;仿真分析;
一、引言
飛機機翼作為關鍵結構，對飛機的飛行性能影響至關重要。采用有限元分析對機翼進行正向設計或者設計優化已成為當前機翼設計的通用做法。機翼的優化迭代需要重復地繪制機翼幾何模型，降低了設計效率。而參數化的機翼模型可以快速進行建模，減少工作量，提高效率，縮短了設計周期，并且方便修改[1]。基于參數化模型的基礎，整合強度分析、模態分析性能評估，形成機翼仿真分析模板庫，提升效率的同時，可以確保仿真分析的一致性。
二、機翼仿真分析模板庫的建立過程及案例展示
2.1機翼仿真分析模板庫構建
ACT平臺的全稱是ANSYS Customization Tools，是ANSYS Workbench應用環境的客戶化定制開發工具，主要解決用戶在工程仿真應用中遇到的功能自定義和程序擴展的問題。借助ACT，用戶可以在ANSYS已有功能的基礎上，定制開發適合自身專業特點與特殊業務需求的新功能。使用ACT平臺，可在Workbench Project標簽中定制仿真工作流，將仿真工作流集成，過程和腳本組合進ANSYS生態系統。
整個機翼仿真分析模板庫在ANSYS ACT平臺進行實現，建立過程包括搭建用戶輸入界面、機翼參數化建模、分析計算等。
展開 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
你會得到什么：
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.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機葉片模態分析。
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 輸電塔模型 APDL 有限元模型 強度分析 ￥139
ANSYS 輸電塔模型，模型完整，附件有詳細模型db文件以及命令流，模型沒有問題可以計算，展示圖為添加重力進行的靜力分析，計算結果圖：
模型圖：
ANSYS 輸電塔模型 APDL 有限元模型 輕度分析 ￥299
ANSYS 輸電塔模型，模型完整，附件有詳細模型db文件以及命令流，模型沒有問題可以計算，展示圖為添加重力進行的靜力分析，計算結果圖：
結果圖
模型圖
ANSYS自適應網格技術及案例分析（附完整模型分析命令流）
ANSYS通過能量誤差估計來評估網格密度是否充足，如網格不夠細，程序可以自動細化網格以減少誤差。這一自動估計網格劃分誤差并細化網格的過程稱為”自適應網格劃分“。通過自適應網格劃分技術可以獲得較好的應力分布。
自適應網格劃分僅適用于單元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分熱單元。分析類型僅適用于線性靜力學結構分析和線性穩態熱分析。
自適應網格劃分的基本過程通過一個案例說明。
02 具有多孔和凹域的板拉伸案例
針對如下具有多孔和凹域的板，采用plane42單元，首先設置KSEIZE=10來設置自適應網格前的網格尺寸，其后按自適應網格劃分技術對網格再劃分。設置ADAPT,10,6，其中10表示迭代次數最大為10。6表示能力誤差不超過6%。具體的ADAPT命令說明如圖。
一般的自適應網格劃分的能量模誤差百分比小于5時，計算較為可靠，可以看到下圖給出Von Mises Stress，無網格自適應的應力結果有明顯的不連續和突變的過程。但注意，凹角點為應力奇異點，在彈性范圍內其數值無法通過有限元方法求得。
Von Mises Stress：無網格自適應（左），有網格自適應（右）
ADAPT命令解釋
03 完整模型分析命令流
!多孔板自適應網格劃分-PLANE42
finish
/clear
/prep7
blc4,,,450,350
blc4,200,250,100,100 !創建兩個矩形面
cyl4,,,100
cyl4,335,95,55 !
展開 ANSYS Workbench周期對稱模型的模態分析方法 ￥10
結果查看與驗證
模態結果擴展，將模型的一份擴展為整個模型
查看變形，點擊 Solution → Insert → Total Deformation，查看不同頻率下的變形。可以將結果進行按照頻率排序
在 Details View 中，選擇 Expanded Results 以查看整個模型的振動形態。
通過以上步驟，可大幅減少計算量（網格數量降為 1/n），同時保持分析精度。適用于葉片數量較多的風扇、螺旋槳等旋轉機械的動力學分析。
ANSYS薄壁結構模型處理技術 附王新敏ANSYS工程結構數值分析講義下載
ANSYS提供了全四邊形、四邊形為主、只允許一個三角形和全三角形等多種網格控制方法、工具來提高網格質量。ANSYS還具備大量的網格質量診斷工具，對網格質量進行評估，并采用不同的顏色表達質量差異。此外，ANSYS還有多種光滑技術、自動網格修補工具、網格轉換和局部細化/粗化等方法。在劃分網格時，也可以設置容差，忽略小的結構細節特征，如小孔、小碎面邊線等，以使單元更均勻，避免因為拓撲結構的原因局部過細。
針對薄壁構件的特殊性，ANSYS的模型處理技術能夠快速地把CAD實體模型轉換成有限元殼模型。通過功能強大的模型處理技術，可以快速批量處理薄壁構件。
模型簡化后進行網格劃分、施加載荷及約束，可以輸出到各種FEA求解器，包括ANSYS、CFX、LS-Dyna、ABAQUS和NASTRAN等。
下載地址：王新敏ANSYS工程結構數值分析講義
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
基于ANSYS的樁土分析模型 ￥15
在利用ANSYS有限元軟件分析時，樁土相互作用之間的變形屬于高度非線性問題[33]，但ANSYS程序通過使用牛頓-拉普森平衡迭代克服了這種困難[37,38]，在每一個載荷增量的末端解，通過這種平衡迭代使其達到平衡收斂。對于土體的單元類型采用ANSYS中提供的SOLID45實體單元類型，它是一種三維六面體單元，可用于建立各向同性固體力學問題的模型。SOLID45實體單元有8個節點，每個節點有沿X、Y、Z三個方向的平移自由度，在單元的各個側面可施加分布式載荷。在求解分析大位移、大應變、塑性和屈服等方面的問題時，SOLID45單元求解的輸出結果包括節點位移，各個方向的主應力、正應力、剪應力及總應變等。
土體的本構模型采用ANSYS中提供的Drucker-Prager模型，簡稱DP模型，該模型對MC模型的屈服面函數作了適當的修改并且考慮了體積力對屈服的影響，易于程序的編制和進行數值計算，可用于顆粒狀的材料，例如：土壤、巖石、混凝土等[34][41-43]。除了DP模型以外，土體的本構模型還有線彈性模型、DC模型、MC模型等。線彈性模型遵從胡克定律，只有兩個參數，只是簡單的應力應變關系，無法描述土的很多特征；DC模型是一種非線性彈性模型，只是單純的采用了彈性理論，而未曾涉及到塑性理論，著重于對應力-應變簡單的描述，因而沒有反映出土體的很多重要性質，例如土體的剪脹性、球應力對剪應變的影響等[47,48]；MC模型是一種彈-理想塑性模型，采用了彈塑性理論，涉及到了土體的五個參數，能夠較好的描述土體的破壞狀態，但沒有考慮到應力歷史的影響及區分加荷與卸荷[45,46]。
混凝土單元類型采用ANSYS中的SOLID65實體單元類型，它是在SOLID45的基礎上專門開發出來用于建立鋼筋混凝土或混凝土材料問題的有限元模型。
展開 ANSYS_WORKBENCH子模型分析技術
ANSYS_WORKBENCH子模型分析技術
ANSYS Workbench子模型分析實例
在WB19.0中使用子模型方法進行求解一般步驟如下：
1．創建幾何模型；
2．創建子模型分析項目，如圖18-2所示，單擊Geometry右鍵選擇Duplicate復制幾何模型；
3．在子模型分析項目中進行切分，獲得子模型分析的局部幾何體；
4．完成粗糙網格的整體模型的求解；
5．將求解結果與子模型分析項目進行數據共享，同時加載到子模型切割邊界，如圖2所示，設置整體分析項目下Solution到子模型Setup中的連接；
6．在子模型分析項目中細化網格完成更為精確地求解；
7．結果后處理。
圖2 創建分析項目和數據連接
子模型分析實例—直角支撐結構應力分析
本例以直角支撐機構為分析對象，為讀者詳細介紹如何使用WB19.0進行子模型方法的應用，通過每一步的操作設置以及最終分析結果對比，使讀者能夠更好的掌握該方法的使用。
1. 問題描述
如圖3所示直角支撐板結構，厚度為10mm，其過渡圓角為8mm，分析在受到豎直向下的掛載力作用時結構的整體應力分布情況。
圖3 直角板幾何示意圖
2. 幾何建模
幾何體建模分為兩部分內容，分別為整體幾何建模和子模型局部幾何體建模，下面分別作介紹。
1．整體幾何建模
（1）進入DM編輯窗口建立幾何模型，如圖4所示為幾何模型草圖，各長度按照圖中給定的進行繪制。
圖4 幾何草圖
（2）退出草圖編輯，依次單擊菜單欄中的ConceptàSurfaces From Sketches，生成幾何面，然后在其詳細設置窗口中的Thickness輸入10mm，完成后單擊Generate生成模型，如圖5所示。
展開 
基于ANSYS WORKBENCH的子模型分析技術
【問題背景】
在經典界面中有子模型分析技術，那么這種技術能否在WB中使用呢？
答案是肯定的。
本算例說明如何在WB中使用子模型技術。
【問題描述】
一塊開孔薄板，左邊固定，右邊施加1MPa的拉力，求板中的最大應力。
【問題分析】
該問題中存在應力集中，應力集中發生在孔的上下邊沿。
為了得到應力的收斂值，需要對應力集中點反復加密網格，然后對整個板進行計算。對于簡單的問題而言，這種方法是可以的。但是如果板很復雜，這樣反復計算耗時很長。
比較合理的方法是使用子模型法。
經典界面中子模型法操作復雜，而WB則對子模型法提供了完美的支持。本算例說明如何在WB中用子模型法進行操作。
WB中，首先創建粗糙模型并進行分析；
然后拷貝粗糙模型分析系統得到子模型分析系統，并建立粗糙模型與子模型分析系統的關系；
接著修改子模型分析系統中的幾何模型，只取與應力集中點周圍的部分幾何體；
然后導入粗糙模型在切割邊界處的位移，根據此來計算子模型的應力；
對子模型反復加密網格，就可以得到應力集中點的精確解。
【求解過程】
1.分析粗糙模型。
（1）創建靜力學分析系統。
（2）創建幾何模型。
選擇長度單位是毫米，創建一個草圖
然后根據該草圖形成面體。
并設置對該面體進行2D分析。
（3）劃分網格。
自動劃分。此時使用粗糙的網格劃分。
（4）定義邊界條件。
固定左邊線。
右邊線施加1Mpa的均布載荷。
（5）求解并查看應力。
得到X方向的正應力如下圖。
可見，在孔的上下兩邊，應力最大,為2.7Mpa。
那么真正的最大應力是多少呢？
下面使用子模型加密得到。
2.分析子模型。
展開 導出ANSYS WORKBENCH靜態分析后的變形模型
本篇博文主要介紹如何在ANSYS WORKBENCH里面導出靜力學分析后的變形模型，這個問題也是有幾個CAE朋友提及到了，寫篇博文分享下，廢話不多說，馬上入正題。
1.問題描述
為了敘述如何導出靜力學分析后的變形模型，這里只用個簡單的懸臂梁模型進行講解，懸臂梁尺寸為100x20x10mm，一段固定約束，上面施加10MPa均布載荷，導出其變形后的幾何模型。
2.分析思路
（1）先進行靜力學分析
（2）將結果文件更新到幾何體
（3）將變形后的幾何模型傳遞到FEM中進行模型的處理
（4）導出變形后的幾何體模型
3.步驟
（1）對懸臂梁模型進行靜力學分析
（2）查看其變形，如下圖所示
（3）選中模型樹的Geometry，右鍵，從結果文件中更新幾何體，打開其結果文件，如下圖所示。
（4）完成幾何體更新之后，在模型窗口可以看到幾何體模型已經改變成之前分析的變形模型，如下圖所示：
（5）將靜力學模塊的Model導出到FEM中，主要是對幾何體模型進行處理，如下圖所示：
（6）生成蒙皮
（7）插入初始幾何體
（8）將初始幾何體轉化成Parasolid格式
（9）這時轉化成的幾何體是由6個面體組成的，而不是實體，需要增加一個Sew縫紉工具，并選擇懸臂梁的6個面體，然后生成實體模型。
（10）此時，變形后的幾何體模型已經創建完成，接著導出即可。
以上為基于ANSYS WORKBENCH靜力學分析后導出變形的幾何模型的基本思路和步驟。
來源：宏鑫環宇
展開 ANSYS19.0磨損模型的結構磨損分析 ￥9.9
ANSYS19.0磨損模型的結構磨損分析
pdf教程+源文件
有無磨損對比
如何理解ANSYS彈塑性分析中的強化模型
昨天在整理文檔的時候，發現很早以前有朋友和我探討ANSYS中強化模型的意義問題，當時我先把問題存在有道云筆記里，待有空的時候琢磨琢磨，結果后來竟然給忘記了，實在是不靠譜啊！那么既然如此，今天就把這個問題重新拿出來，聊一聊，不足的地方，還望各位同行補充。
先來回顧一些概念
什么時候才需要做彈塑性分析呢？線彈性分析階段就是應力和應變成正比唄，即應力=應變*彈性模量，卸載以后一切恢復原狀。一旦在達到材料的彈性極限后，繼續加載，使材料進入塑性階段，此時再卸載就無法恢復原狀。
那么在這個過程當中，構件產生的總應變就可以分為彈性應變和塑性應變兩部分，彈性應變依然和應力存在正比的關系，關鍵就是如何建立起來塑性應變與由此產生的應力之間的關系呢？這就需要引入塑性模型( Plasticity Models)了。
影響塑性應變的因素有很多，如加載歷史(這就是為什么彈塑性分析要涉及到荷載步了)、溫度、應力、應變率，以及一些內部因素，如材料的屈服強度、損傷等。
那么，塑性模型如何來描述塑性發展的過程呢？ANSYS用三個準則來解決這個問題：
屈服準則：加載過程中，一旦材料的等效應力超過屈服應力，程序判定進入塑性狀態，這是解決一個從彈性到塑性的過渡點問題；
流動準則：當構件發生塑性應變時，流動準則定義了應變方向，也就是說，流動準則可以描述在達到屈服后，在每一個荷載增量的作用下，塑性應變的各個分量是如何發展的；
強化準則：描述了初始屈服準則隨著塑性應變的增加是怎樣發展的。
關于“強化”，得多說幾句，當材料經過屈服階段的塑性變形后，卸載，再加載到屈服，新的屈服點要比原屈服點高一些。那第一次屈服點就對應著“初始屈服準則”，每一次的屈服都比上一次高一點，這個發展的過程就是強化。
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