ansys軟件6
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys軟件6的實例教程
摘 要：首先在Creo2.0軟件中建立1+6鋼絲繩的三維模型，通過軟件接口將其導入ANSYS軟件。在ANSYS軟件中對鋼絲繩采用多層分割、網格密度漸變的網格劃分策略，對應力集中點及需要提取研究區域的網格進行細化。通過提取鋼絲繩中間截面的應力和位移分布云圖得到鋼絲繩的受力和運動特性，通過提取鋼絲繩中心絲和側絲接觸線上各節點在柱坐標下的位移得到中心絲和側絲的相對運動規律，為進一步研究鋼絲繩內部的摩擦磨損提供參考。
關鍵詞：1+6鋼絲繩;網格劃分策略;應力分布;運動分析;
0 引 言
鋼絲繩具有質量輕、承載大、工作平穩等特點，廣泛地應用于各種工業場合，運輸領域的港口集裝箱吊裝設備、建筑領域的塔式起重機、機械領域的車間行車、生活中的電梯無不彰顯鋼絲繩的優勢。鋼絲繩由于具有復雜的螺旋捻制結構，內部鋼絲之間存在非線性接觸特征，常規的理論計算無法準確獲取鋼絲繩內部的力學和運動特性，因此本文主要借助有限元仿真軟件ANSYS對其進行研究。ANSYS有限元軟件廣泛應用于機械領域，不僅能夠進行簡單的靜力學仿真計算，還能夠進行非線性的力學仿真求解[1]。本文主要針對1+6鋼絲繩進行研究，具體分析鋼絲繩有限元建模方法和鋼絲繩內部鋼絲受力和運動情況。該研究方法對于復雜的異形股、多層股等不同類型的鋼絲繩同樣適用。
1 1+6鋼絲繩有限元模型
1.1 三維模型導入
1+6鋼絲繩具有螺旋捻制特征，其側絲的幾何生成曲線含有一次螺旋線[2],如圖1所示。ANSYS軟件中直接建立螺旋結構體較為麻煩，因此可以借助三維軟件Creo2.0進行建模。將Creo2.0軟件中建立的鋼絲繩的三維模型保存為igs格式，應用ANSYS軟件中的/AUX15接口導入到ANSYS軟件進行分析。
展開 1.4 分析對比
將ANSYS計算的葉輪前四階模態和LMS試驗測試結果相對比，見表1，可以發現兩者存在著一定的偏差。這是由于試驗條件限制和計算過程中不可避免的誤差等原因引起的。但是兩者的絕對偏差都在6%以內，屬于可接受范圍[8-9] ，而且葉輪的固有頻率變化趨勢和模態陣型一致，所以我們可以認為用ANSYS有限元軟件計算葉輪模態得出的結果是可信的。
2 優化設計與分析
本文提出了三種葉輪優化方式，即改變葉片厚度、葉輪加筋和改變葉片數量，用來改變葉輪的固有頻率，使其錯開作用在葉輪上的激振力頻率。因為上文用LMS試驗方法驗證了ANSYS數值模擬分析的可信性，所以我們用ANSYS有限元軟件對這三種葉輪優化方式的結果進行分析，研究這三種優化方式對葉輪振動特性的影響程度和效果。
2.1 改變葉片厚度對葉輪振動特性的影響
葉片厚度是影響葉輪振動特性的主要參數之一，為了研究葉片厚度對葉輪振動特性的影響，在其他參數不變的條件下，葉片厚度設置為5mm、6mm和7mm進行模態分析對比。表2給出了三種葉片厚度葉輪的模態頻率。
2.2 葉輪加筋對葉輪振動特性的影響
葉輪加筋可以較大的改變葉輪的質量和剛度，會對葉輪的模態頻率造成比較大的影響，為了確定加筋的影響效果和程度，對葉輪進行加筋，見圖9。
在其他條件不變的情況下，分別用ANSYS有限元軟件，對不加筋和加筋葉輪分別進行模態分析，結果見表3。
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3 結束語
本文建立了基于ANSYS軟件的1+6鋼絲繩有限元模型，提出了一種分割漸變的網格劃分策略，對需研究位置的網格進行細化，實現了鋼絲繩非線性求解的精確性和快速性。求解得到約束扭轉和自由扭轉2種約束條件下1+6鋼絲繩的應力云圖，約束扭轉時等效應力在數值上明顯大于自由扭轉。
用LMS模態測試軟件對離心壓縮機葉輪結構進行了模態分析，并將結果與ANSYS有限元軟件[6]計算結果相對比，驗證ANSYS有限元軟件計算葉輪模態得出的結果是可信的。之后在此基礎上，運用ANSYS有限元分析軟件計算分析三種方式，即改變葉片厚度、葉輪加筋和改變葉片數量，對葉輪振動特性的影響效果，為葉輪的優化設計提供參考依據。
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