ansys剖分平面的案例
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題：
如果能將三維問題簡化為二維問題，將大大節(jié)約計算時間。對于平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題就可以實現(xiàn)這種簡化，本問將介紹一下平面應(yīng)力和平面應(yīng)變的概念。
平面應(yīng)力：只在平面內(nèi)有應(yīng)力，與該面垂直方向的應(yīng)力可忽略，例如薄板拉壓問題。
平面應(yīng)變：只在平面內(nèi)有應(yīng)變，與該面垂直方向的應(yīng)變可忽略，例如水壩側(cè)向水壓問題。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題
來源于：ANSYS官網(wǎng)
淺談平面應(yīng)力和平面問題及其ANSYS實現(xiàn)
此時，只剩下平行于xy面的三個應(yīng)變分量：
ε
x，ε
y，γ
xy
這就是平面應(yīng)變問題。
說明：
1.平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題的區(qū)別：平面應(yīng)力: εz≠0 ，軸向遠小于橫向；平面應(yīng)變: σz≠0，橫向遠小于軸向。
2. 平面問題的求解體系：8 個未知數(shù)，必須建立8 個相互獨立的方程才能得以求解。
3. 平面問題方程來源：
a. 平衡微分方程：建立應(yīng)力和力之間的關(guān)系，總共3個，力矩平衡方程推出切應(yīng)力互等，所以還剩x，y方向力的平衡方程；
b. 幾何方程：建立應(yīng)變與位移之間的關(guān)系，總共3個；
c. 物理方程：建立應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，總共3個。
以上只是對平面問題簡單的論述，若讀者想深入學習，可參閱徐芝綸教授編著的《彈性力學》第5版。
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學分析；
2.通過對例題結(jié)構(gòu)進行分析，可知該結(jié)構(gòu)符合平面應(yīng)變問題；計算時可選擇任意橫截面，使用平面單元進行計算；
3.該橫截面同時關(guān)于x軸和y軸對稱，計算時可使用四分之一結(jié)構(gòu)計算。
Step1：在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
由于我們使用平面應(yīng)變模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。根據(jù)題目中給的幾何尺寸，在xy平面上建立一個四分之一的圓環(huán)面。草繪完成后，點擊頂部的Pull或者底部Return to 3D mode，然后按ESC鍵，將草繪轉(zhuǎn)化成面。建立完成以后，點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2：
設(shè)置分析類型（2D）。
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HFSS 一直以高精度和高可靠性著稱，而網(wǎng)格剖分的精度很大程度上決定了求解結(jié)果的精度，在經(jīng)歷多個版本的迭代后，HFSS的網(wǎng)格技術(shù)取得了突破性進展。
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ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（四）
來源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（二）
來源于：ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（一）
一，Maxwell激勵設(shè)置問題：
1、Maxwell 3D如何出現(xiàn)“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。如下圖。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（三）
問題描述：
2D/3D中，電機等產(chǎn)品的部件尺寸，如定子內(nèi)外徑都是真圓弧面，而網(wǎng)格剖分時產(chǎn)生的三角形網(wǎng)格或者四面體網(wǎng)格并不是真實的圓弧共形曲面網(wǎng)格，是通過對曲面的共形逼近來等效的。如何合理設(shè)置呢？
解決方法：
定義曲面的表面近似mesh選項“Surface Deviation”和“Normal Deviation”項
說明：
Mesh options下的surface approximation中“Surface Deviation”和“Normal Deviation”，其含義如下圖，這兩個值越小就意味著采用越多的網(wǎng)格去逼近曲面。Maxwell對圓弧面進行網(wǎng)格剖分時的默認圓心角為22.5°，可以通過修改表面近似的設(shè)置來生成更加合理的初始網(wǎng)格，從而在確保精度的前提下提高計算效率。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（二）
3、如何在Maxwell current激勵下設(shè)置電流突變（=0）設(shè)置?
定義一個變量zerotime
定義電流源帶變量
5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形，在0.0055s 時電流變?yōu)?.
電壓源應(yīng)該也是OK的；比采用外電路激勵要方便很多。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題（一）
一，Maxwell激勵設(shè)置問題：
1、Maxwell 3D如何出現(xiàn)“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。如下圖。
基于ANSYS的波紋管波形參數(shù)對平面失穩(wěn)影響的分析
摘要：為了研究波紋管波形參數(shù)對波紋管平面失穩(wěn)的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對不同波形參數(shù)下的波紋管有限元模型進行了模態(tài)分析與特征值屈曲分析。有限元計算結(jié)果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設(shè)計時，在滿足綜合性能情況下，可通過在一定范圍內(nèi)增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高的方法減少平面失穩(wěn)的發(fā)生；同時模態(tài)分析求出了波紋管的固有頻率和振型，可以避免在工程作業(yè)中，因為外界振動頻率與波紋管固有頻率相同而發(fā)生共振現(xiàn)象，致使波紋管發(fā)生平面失穩(wěn)，為工程設(shè)計提供有效參考。
關(guān)鍵詞：波紋管;ANSYS數(shù)值模擬;屈曲分析;模態(tài)分析;波形參數(shù);平面失穩(wěn);
0 引言
波紋管膨脹節(jié)是用于管道連接和補償裝置，是一種薄壁型殼體，廣泛用于航空航天、化工、船舶等領(lǐng)域，它在工作時可補償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來的位移變化，同時還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會因為內(nèi)壓過大而產(chǎn)生平面失穩(wěn)，平面失穩(wěn)一般發(fā)生在長度與直徑之比較小的波紋管中，或者無加強型波紋管中，是指波紋所在的平面不再與波紋管的軸線保持垂直，一個或多個波紋出現(xiàn)傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對同時承受軸向、橫向和轉(zhuǎn)角位移載荷的波紋管進行內(nèi)壓穩(wěn)定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對未發(fā)生位移的波紋管平面失穩(wěn)壓力進行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對U形無加強波紋管在不同平面失穩(wěn)工況下的應(yīng)力響應(yīng)進行了計算。張道偉等[5]對波紋管在拉伸條件下的外壓穩(wěn)定性進行了試驗研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀不規(guī)則，應(yīng)力也分布較復雜，導致波紋管性能受波形參數(shù)影響較大，而波紋參數(shù)對平面失穩(wěn)影響的研究也較少。
展開 
ANSYS Maxwell仿真平面變壓器
我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場仿真變壓器的電感和漏感等參數(shù)，激勵給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態(tài)場仿真變壓器，看變壓器的初級的輸入電壓和電流，次級的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數(shù)，但是我在仿真瞬態(tài)的時候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結(jié)果總是不盡如意，結(jié)果和我之前將繞組做成的集總模型的時候的波形相比，就感覺是不對的
其中我初級給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級導入的外電路，只做了一個繞組加一個負載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實際工作情況，在外電路中加入了整流濾波電路，但是這樣的話仿時間特別長，出來的結(jié)果也不盡如意
還請論壇中的技術(shù)大神給指點下，還有什么需要了解的可以貼子下留言，急需解決，謝謝各位了
展開 ansys平面和殼問屬的有限元分析
嚴格地說，任何彈性物體都是處在三維受力狀態(tài)，因而都是空間問題，但是在一定條件下，許多空間問題可以簡化為平面問題，從而使計算工作量大大減少。典型的平面問題有平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題。
板殼問題是工程實際中最常遇到的問題之一。
一、平面應(yīng)力問題
平面應(yīng)力問題是指受力體在z方向上尺寸很小(即呈平板狀)，外載荷都與x軸垂直，且沿z軸方向沒有變化，假設(shè)受力體在z方向上的尺寸為h，平分h的平面成為中間平面，簡稱中面，則在z=±h/2處的外表面上不受任何載荷。在建立模型時，以受力體的中面尺寸建立模型。
二、平面應(yīng)變問題
平面應(yīng)變問題是指受力體在z方向的尺寸很大，所受的載荷又平行于其橫截面(垂直于x軸)且不沿長度方向(z方向)變化，即物體的內(nèi)在因素和外來作用都不沿長度方向變化，對于有些問題，例如擋土墻和水壩的受力問題，雖然其結(jié)構(gòu)不是無限長，而且在靠近兩端之處的橫截面也往往是變化的，并不符合無限長柱形體的條件，但實踐證明，這些問題是很接近于平面應(yīng)變問題的，對于離開兩端較遠之處，按平面應(yīng)變問題進行分析計算，得出的結(jié)果是可以滿足工程實際要求的。
在利用ANSYS進行有限元分析時，將這些單元定義為新的單元后，如平面應(yīng)力問題，設(shè)置單元配置項KEYOPT(3)為Plane stree或Plane stress with thickness input(考慮板的厚度)；如為平面應(yīng)變問題，設(shè)置單元配置項KEYOPT(3)為Plane strain。
展開 基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
摘要：平面螺旋型線圈是無線充電系統(tǒng)中的重要部件。利用ANSYS Maxwell軟件對平面螺旋型線圈的電感值進行了仿真分析，在圓柱坐標系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的線圈2D和3D模型，仿真結(jié)果與實測結(jié)果相符合，說明建模方法是正確的。最后研究了線圈匝數(shù)對線圈電感值和耦合系數(shù)的影響，一方面，對無線充電系統(tǒng)線圈的研究設(shè)計提供了有益參考；另一方面，也可作為電磁場與電磁波課程的仿真實驗，成為教學的補充。
關(guān)鍵詞：平面螺旋型線圈；電感值；ANSYS Maxwell；隔磁片；耦合系數(shù)
電感是基本電路元件之一，在工程中廣泛應(yīng)用導線繞制的線圈。例如，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用電抗 器抑制諧波和限制短路電流，電抗器是用導線繞制 成螺線管的形式，稱空心電抗器。在無線充電系統(tǒng)中，線圈是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，為了提高傳輸效率，研究者嘗試使用不同形狀的線圈，如圓形、四邊形和多邊形等。由于線圈的材料、幾何形狀、匝數(shù)、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數(shù)的大小，進而影響電能傳輸效率，因此需要對諧振線圈進行優(yōu)化設(shè)計，為實物設(shè)計和實驗提供設(shè)計依據(jù)。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機、電動汽車等無線充電器中得到了廣泛應(yīng)用，研究表明平面螺旋型線圈可實現(xiàn)高效電能傳輸。此外，無線充電線圈中大量使用軟磁鐵氧體制成的隔磁片，其材質(zhì)和形狀對提高無線充電的效率和電磁兼容方面均具有重要作用。
ANSYS Maxwell是一種電磁場有限元分析軟件，它功能強大，具有電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場分析模塊，是工程設(shè)計人員和研究工作者的重要工具。電磁場課程公式多且概念抽象，學生普遍反映難學、難懂、難用。電磁場是一種特殊形式的物質(zhì)，無法直 接觀察。
展開 平面四邊形四節(jié)點單元計算程序與ANSYS結(jié)果對比
下面簡單介紹從ansys軟件中導出平面四邊形四節(jié)點單元的單元剛度矩陣。
平面四邊形四節(jié)點單元示例
如圖所示，計算這兩個單元組成單元剛度矩陣，并組裝成整體剛度矩陣，求解各個節(jié)點的位移。
