ansys分析平板應(yīng)力的案例
ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例8---帶孔平板的熱應(yīng)力分析1
本博文是關(guān)于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應(yīng)力分析，后面會使用ANSYS對同一個(gè)問題做熱應(yīng)力分析。
【問題描述】
一個(gè)帶孔平板結(jié)構(gòu)如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動(dòng)支座支撐。該板的初始溫度是25度，現(xiàn)在要求當(dāng)溫度升高到150度時(shí)，板中的應(yīng)力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數(shù)是1.35e-5/度。
【問題分析】
1.
分析類型。這是一個(gè)平面應(yīng)力問題，應(yīng)力的產(chǎn)生是因?yàn)闇囟鹊淖兓瘜?dǎo)致產(chǎn)生了熱應(yīng)變，而該熱應(yīng)變又被約束限制導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
2.
非線性考慮。只有一個(gè)物體，不存在接觸非線性；沒有材料非線性；沒有幾何非線性?？傊@就是一個(gè)最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結(jié)構(gòu)左右對稱，只取一半研究。
4.
邊界條件。除了常規(guī)的位移邊界條件以外，對該板施加預(yù)定義溫度場25度，而在第一個(gè)分析步修改該溫度場的溫度為150度。
【求解過程】
1. 創(chuàng)建部件
只取一半建模，它是一個(gè)二維的可變形部件。
2. 定義材料屬性
只需要定義彈性模量，泊松比及線膨脹系數(shù)。
3. 定義截面屬性
創(chuàng)建均質(zhì)的實(shí)體截面，并將上述材料屬性賦予給它，然后將該截面屬性賦予給前面的部件。
4. 裝配部件
唯一的部件，導(dǎo)入到裝配即可。
5.設(shè)置分析步
兩個(gè)分析步。
新創(chuàng)建的分析步是最一般的靜力學(xué)通用分析步。
6.定義載荷和邊界條件
首先定義位移邊界條件，在初始分析步中，固定上邊，左右兩邊施加X方向的位移限制。
使用預(yù)定義場確定溫度。
對整塊板施加25度的初始溫度。
展開 帶孔平板結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析
今天介紹一個(gè)簡單的應(yīng)力分析實(shí)例，幫助同學(xué)們初步了解WELSIM建模和分析的基本步驟，掌握應(yīng)力問題的分析方法。在軟件安裝以后，會在安裝目錄中的data文件夾中找到幾何文件planeWithCornerHole3d.step。
問題的描述
一個(gè)承受拉力的平板，在其中心位置有一個(gè)小圓孔，結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。要求分析圓孔應(yīng)力集中處的Mises應(yīng)力。材料屬性： 彈性模量 E= 200GPa, 泊松比為0.33。拉伸載荷： p=100 MPa。平板厚度： 5。
提示： WELSIM中的量都沒有單位，用戶應(yīng)自己保證量綱的一致性。
建模要點(diǎn)
1) 通過簡單的力學(xué)分析，可以知道該問題屬于平面應(yīng)力問題，在WELSIM里面不做簡化，還是用3D實(shí)體單元分析。
2) 基于結(jié)構(gòu)和載荷的對稱性，可以只取模型的1/4進(jìn)行分析。
啟動(dòng)WELSIM
有以下兩種方法，可以任意選一種。
1. 雙擊桌面WELSIM v1.0的快捷方式圖標(biāo)。
2. 在Windows操作系統(tǒng)中選擇：[開始]->[程序]->[WELSIM]->[WELSIM v1.0]。
啟動(dòng)WELSIM后，出現(xiàn)程序的主窗口界面。在窗口的頂端位置的工具欄點(diǎn)擊 “New”按鈕，如果您使用的是已經(jīng)激活授權(quán)的版本，就會建立一個(gè)初始化的項(xiàng)目。如下圖所示：
導(dǎo)入部件
在工具欄中點(diǎn)擊”Import”按鈕，并讀取CAD模型文件 planeWithCornerHole3d.step，模型讀取后會顯示在圖形窗口。
網(wǎng)格劃分
WELSIM v1.0采用全自動(dòng)網(wǎng)格劃分的方式。用戶可以控制網(wǎng)格密度和單元類型。這里我們設(shè)置最大單元尺寸”Maximum Size”為2，其他不做修改。
點(diǎn)擊工具欄中的網(wǎng)格劃分按鈕，系統(tǒng)將會生成默認(rèn)的Tet10單元網(wǎng)格。
展開 三維平板堆焊焊接及殘余應(yīng)力分析
利用ANSYS經(jīng)典進(jìn)行三維平板堆焊焊接及殘余應(yīng)力分析。
關(guān)鍵詞：焊接分析 高斯熱源 熱分析 移動(dòng)熱源 殘余應(yīng)力分析 ANSYS經(jīng)典 焊接熔池
如果反響不錯(cuò)，下次再出個(gè)WORKBENCH的版本和視頻
計(jì)算分析講解演示視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10105
平板聲學(xué)分析Ansys
第二種分析后處理方式，
!使用諧波分析法對530－540Hz頻率之間進(jìn)行頻率掃描計(jì)算第一階彎曲模態(tài)，從而檢測到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/solu
antype,harmic
hropt,full
f,131,fY,1000.
alls
nsubst,10
kbc,1
HARF,530,540 !加載頻率530－540
SOLVE
!檢測到結(jié)構(gòu)模型的固有頻率
/post26
plcplx,0
nsol,2,1,u,x,d1ux
store
conjug,3,2
prod,4,2,3
sqrt,5,4
*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax
/COM -------------------------------------------------------------
/COM Expected Result:
/COM
/COM The following "uxmx" should equal
/COM -------------------------------------------------------------
*status,uxmx
finish
平板的聲學(xué)分析Ansys.doc
展開 
基于ANSYS經(jīng)典界面的受拉平板的蠕變分析
本文給出一個(gè)例子，該例子十分簡單，是對一個(gè)900度下的受拉平板做蠕變分析。
該例子來自于《ANSYS機(jī)械工程應(yīng)用精華50例》的第22個(gè)例子。【（第三版），高耀東，劉學(xué)杰主編，電子工業(yè)出版社，2011.】，本文主要對其加強(qiáng)了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
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[問題描述]
一矩形平板，左端固定，右端作用有恒定壓力P=100MPa，平板長100mm，高30mm，材料的彈性模量是2e5MPa,泊松比是0.3，
蠕變方程是：，要分析在900度下，10萬秒后平板的位移情況。
【問題分析】
此問題屬于材料非線性的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。
模型十分簡單，是薄板，平面應(yīng)力問題，創(chuàng)建長方體后劃分網(wǎng)格即可以得到有限元模型.
材料模型：要定義蠕變參數(shù)。
用兩種方式進(jìn)行比較，一種是有蠕變發(fā)生的，一種是沒有蠕變發(fā)生的。
【問題求解】
1. 前處理
（1.1）創(chuàng)建單元類型
/prep7
et,1,plane42
上述命令進(jìn)入到前處理器，并創(chuàng)建了單元類型plane42,默認(rèn)是平面應(yīng)力問題。
（1.2）定義材料模型
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3
tb,creep,1
tbdata,1,5e-23,7
上述命令首先定義了材料的彈性模量與泊松比，然后定義了蠕變模型，并給定了兩個(gè)系數(shù)。
（1.3）創(chuàng)建幾何模型
rect,1,100,0,30
上述命令繪制一個(gè)矩形。
展開 帶孔等厚平板ansys 分析源代碼和例子
機(jī)械分析源代碼
ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例4---圓壓頭與平板的接觸分析2
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關(guān)注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復(fù)雜，該比較分為兩篇來說明。上篇1是使用ABAQUS進(jìn)行求解的過程，本篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結(jié)果將在本篇2中給出。
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1.問題描述
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個(gè)6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現(xiàn)在要求分析模型的受力狀態(tài)。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當(dāng)剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
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2.分析思路
（1）本問題是一個(gè)靜力學(xué)問題，而且屬于一個(gè)平面應(yīng)力問題，對于板使用平面應(yīng)力單元，對于圓形薄片則使用剛體。
（2）該問題還是一個(gè)接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設(shè)置為無摩擦的接觸。
（3）由于結(jié)構(gòu)關(guān)于Y軸對稱，為了提高計(jì)算效率，可以進(jìn)一步只取右半邊來分析。
3.步驟
（1）打開ANSYS WORKBENCH，創(chuàng)建靜力學(xué)分析模塊，并設(shè)置為2D分析類型。
（2）創(chuàng)建材料屬性，設(shè)置彈性模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例4---圓壓頭與平板的接觸分析1
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關(guān)注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復(fù)雜，該比較分為兩篇來說明。本篇1是使用ABAQUS進(jìn)行求解的過程，下篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結(jié)果將在下篇2中給出。
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【問題描述】
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個(gè)6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現(xiàn)在要求分析模型的受力狀態(tài)。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當(dāng)剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
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【ABAQUS6.14的求解要點(diǎn)】
本問題是一個(gè)靜力學(xué)問題，而且屬于一個(gè)平面應(yīng)力問題，對于板使用平面應(yīng)力單元，對于圓形薄片則使用解析剛體。
該問題還是一個(gè)接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設(shè)置為無摩擦的接觸。
由于結(jié)構(gòu)關(guān)于Y軸對稱，為了提高計(jì)算效率，可以進(jìn)一步只取右半邊來分析。
為了保證接觸收斂，在加載時(shí)，使用兩個(gè)分析步，第一個(gè)分析步加載10N，第二個(gè)分析步加載到6KN。
【ABAQUS6.14的求解過程】
1 創(chuàng)建部件
本步驟要?jiǎng)?chuàng)建圓形薄片和矩形板，由于對稱，都只創(chuàng)建一一半。
對于圓形薄片，使用解析剛體，以表達(dá)其不可變形的效果。
展開 ANSYS實(shí)例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
二、GUI步驟
1．進(jìn)入ANSYS
程序→ ANSYS (版本號)→ ANSYS Product Launcher→ 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入：Rubber。
吊艙掛載應(yīng)力分析SW和ansys分析對比
吊艙掛載應(yīng)力分析
吊艙掛載方式細(xì)節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應(yīng)力分析
吊艙掛載后的吊艙架應(yīng)力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強(qiáng)度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個(gè)孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個(gè)孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運(yùn)行應(yīng)力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強(qiáng)度足夠。
ANSYS靜應(yīng)力分析結(jié)果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計(jì)算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 ansys18.2焊接過程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動(dòng)熱源通過插件實(shí)現(xiàn)
ANSYS workbench泵殼熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)泵殼的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強(qiáng)度分析
圖1-煤氣水分離器結(jié)構(gòu)實(shí)體模型
單元選擇及網(wǎng)格劃分
分析采用ANSYS有限元分析軟件提供的SOLID185進(jìn)行網(wǎng)格劃分。因SOLID185為八節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，壁厚方向至少劃分4份以保證足夠的計(jì)算精度。
不斷加密網(wǎng)格直至計(jì)算結(jié)果基本無變化，最終用于計(jì)算的有限元網(wǎng)格見圖2，模型單元數(shù)為602068，節(jié)點(diǎn)數(shù)為755179。
圖2-模型網(wǎng)格圖
邊界條件及載荷施加
邊界條件
各工況均在支座下表面約束環(huán)向位移和軸向位移，模型施加邊界條件見圖3。
ANSYS Workbench橢圓人孔應(yīng)力分析 ￥29
分析中采用的材料參數(shù)見表1.
表1 計(jì)算參數(shù)匯總表
2 分析過程
取人孔的1/4及鍋殼建立三維分析模型。由于鍋殼直徑與人孔幾何尺寸相比很大，因此沿鍋殼環(huán)向僅取90°進(jìn)行分析。鍋殼軸向取用長度為1m。由于人孔螺栓僅在預(yù)緊時(shí)起作用，隨著內(nèi)壓力的增加，螺栓的拉力下降，影響也隨之減弱，而且螺栓的橫截面積與人孔頸橫截面積相比應(yīng)為小量，因此模型中予以忽略。
模型位移邊界條件容易得到。對稱面施加無摩擦約束，遠(yuǎn)離人孔的鍋殼橫向剖面上作用有均布拉力，為-50.803MPa；同時(shí)模型承受內(nèi)壓載荷1.6MPa。
采用較粗糙的網(wǎng)格模量，總共11092個(gè)節(jié)點(diǎn)，1830個(gè)單元，最大偏度為0.59，平均偏度為0.08。
圖2 模型網(wǎng)格
圖3 邊界條件
人孔墊片在人孔組件中不僅起到密封作用，還有一個(gè)重要作用就是將人孔蓋正面的介質(zhì)壓力傳遞到人孔加強(qiáng)圈上。墊片材料通常采用石棉板或橡膠石棉板，但其力學(xué)性能數(shù)據(jù)很難得到，因此分析模型中將墊片做簡化處理，取很小的彈性模量，本例子取0.1MPa。
圖4給出了墊片傳遞面力的大小。如果墊片壓力為均均分布，容易計(jì)算出均布壓力理論值為8.492MPa。從圖4看，壓力分布還是比較均布的，大部分壓力值都在8.5MPa附近，負(fù)值代表墊片受力方向。
3 結(jié)果討論
圖5給出了人孔應(yīng)力強(qiáng)度分布，可見，應(yīng)力最大值位置出現(xiàn)在人孔加強(qiáng)圈與鍋殼相貫位置短軸端部內(nèi)側(cè)。最大應(yīng)力值為240.36MPa。
圖5 應(yīng)力強(qiáng)度云圖
在應(yīng)力較大位置取4條評定線（見圖6），按照線法進(jìn)行應(yīng)力分解，分解及評定結(jié)果如下。
展開 ANSYS分析VS理論解 | 簡單托架應(yīng)力和變形分析（桿單元實(shí)例）
(4) 查看各單元應(yīng)力：
①定義軸向應(yīng)力單元表：Main
Menu >General Postproc >Element Table>Define
Table，→Lab：輸入Stress_I →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“1”→OK
→Apply →Lab：輸入Stress_J →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“2”→OK
→Close。
③軸力列表顯示：Main Menu >General Postproc >Element Table>List Element Table→選擇FN→OK→記錄各個(gè)單元的軸力→File →Close。
④畫軸力圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res(見圖1.5)→LabI選擇Stress_I，LabJ選擇Stress_J→OK。
5．退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用公眾號，版權(quán)歸作者所有。
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