三維形變ANSYS
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
三維形變ANSYS的視頻教程
使用ANSYS Fluent非結構網格分析三維飛行器的氣動特性
本課程從ICEM詳細劃分非結構網格，再到Fluent設置，簡單介紹了某種固定翼飛機的氣動仿真過程基礎，并包括簡單的后處理，網格加密處理等，可以得到指定來流情況下，飛機的氣動力情況。適用于零基礎入門氣動分析。（飛機仿真/非結構網格/飛機流場仿真/飛行器） 有疑問建議隨時交流，共同進步！
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ANSYS/LS-DYNA三維巷道多排多傾角扇形炮孔延期爆破模擬
建立了真實三維巷道模型，在巷道頂部布置了多排多傾斜角度的炮孔，采用流固耦合算法。 1.CAD創建巷道及炮孔模型，詳細介紹了模型建立、切割及全六面體網格劃分步驟。 2.本模型可靈活改變裝藥結構，如炸藥、堵塞長度、間隔裝藥等，炸藥不同段采用延時爆破。 3.講解了材料參數、邊界條件等關鍵字的定義。 4.講解了計算過程中可能會出現的報錯問題，并解決。 5.后處理查看云圖。
￥199 3小時28分鐘 1647播放
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三維形變ANSYS的實例教程
近日，中國科學院深圳先進技術研究院杜學敏副研究員團隊研發出一種離子交聯型水凝膠，首次報道了通過生物兼容性離子（Na+/Ca2+）觸發水凝膠可控三維形變，并揭示了其內外反轉三維可逆形變機制。相關研究結果以論文“Inside-Out 3D Reversible Ion-Triggered Shape-Morphing Hydrogels”（離子觸發內外反轉三維可逆形變水凝膠）在Science合作期刊Research上在線發表（Research, 2019, DOI: 10.1155/2019/6398296）。
【成果簡介】
近年來，仿生可控三維形變材料在組織工程與人工器官等醫學領域應用廣泛，但傳統材料要么欠缺可控形變能力，要么刺激調控手段面臨安全性挑戰，由此極大限制了傳統生物材料醫學應用。如何成功實現傳統生物材料的可控三維形變，及采用生物相容性手段調控形變，仍是材料生物學應用面臨的一大難題。
為解決該挑戰，杜學敏研究團隊基于前期在材料可控形變設計經驗（Advanced Materials, 2017, 29, 1702231；Advanced Materials Technologies, 2017, 2, 1700120；Advanced Functional Materials, 2018, 28, 1801027），創新性地仿生自然中觸之形變植物的構造原理，通過表面定向排列微陣列結構與自上而下的梯度交聯設計結合，成功實現鈣離子交聯的海藻酸鈉水凝膠可控三維形變。將所得螺旋形水凝膠置于0.1 M NaCl溶液中，發現三維螺旋形會逐漸變形為二維平面結構，最終結構進一步反轉形成微通道朝外的反向三維螺旋結構。
展開 如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座 ￥299
GAP取值和使用方法詳見《ANSYS結構分析單元與應用》。
5. 算例
算例選擇一混凝土柱，彈性模量33.5Gpa，密度2500kg/m3，泊松比0.2，尺寸2×2×10m。有限元模型如圖2所示。
圖 2 非隔震結構有限元模型
對非隔震結構進行模態分析，得到前三階頻率如圖3所示。
圖 3 非隔震結構前三階頻率
前三階振型如圖4所示。
圖 4 非隔震結構前三階振型
6. 隔震設計
選用GZY1100-220型隔震支座，布置在混凝土柱的底部中心位置。
圖 5 三維隔震結構有限元模型
對三維隔震結構進行模態分析，得到前三階頻率如圖6所示。可以看出，三維隔震結構延長了結構的周期，降低了結構自振頻率，符合隔震的基本原理。
圖 6 三維隔震結構前三階頻率
前三階振型如圖7所示。可以看出，對于非隔震結構，結構振動以梁式振動為主，而隔震結構主要表現為水平平動。
圖 7 三維隔震結構前三階振型
7. 設計驗證
采用理論解和數值解對比驗證隔震設計的正確性。通過對非隔震結構進行模態分析，得到結構的總重為665000kg，根據計算公式，可知三維隔震結構的水平向基頻為0.753 Hz，豎向基頻為 17.629Hz，這與圖6中得到的ANSYS計算結果基本一致，誤差小于2%。驗證了三維隔震有限元模擬的正確性。
圖 8 模態分析結果
圖 9 部分計算過程
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在ANSYS Workbench內建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進行裂隙流模擬是理解復雜地質結構中的流體行為及進行實際應用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內建立地層或巖石的隨機裂隙模型方法。
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<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" style="text-align: center">
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展開 ANSYS對三維梯度孔隙結構的力學分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對彈性模量、強度及斷裂韌性的影響機制，量化應力集中與失效風險，為航空航天、生物醫用等領域的結構優化提供理論支撐與方法創新。本案例介紹在ANSYS內對功能梯度孔隙材料（FGM）的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數化建模完成后將多孔結構梯度模型導出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內選擇與研究相適應的分析系統，并在幾何結構下導入梯度孔隙幾何模型。
對模型劃分網格并在分析設置中添加受壓荷載。
求解并查看計算結果。
展開 ANSYS Workbench內建立三維Voronoi骨架幾何模型可以采用CAD泰森多邊形框架3D插件建模后導入到Workbench內。在插件內設置模型參數后運行即可在AutoCAD內建Voronoi骨架結構3D模型。
在CAD內將Voronoi網格骨架實體模型導出為IGES格式文件，即可導入到ANSYS內，導入后可添加其他部件及對Voronoi模型進行網格劃分 。
對Voronoi模型施加荷載，這里添加位移條件。
模擬Voronoi三維骨架結構的受沖擊破壞情況。
CAD泰森多邊形框架3D插件
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本案例介紹在ANSYS Workbench內建立任意三維部件的Voronoi晶體結構3D模型。
首先需要在AutoCAD內手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設置晶粒參數，對模型進行Voronoi三維分區。
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將分區后的晶體結構部件導出為
ANSYS對三維梯度孔隙結構的力學分析具有重要研究意義。其高精度建模揭示孔隙率梯度分布、幾何特征對彈性模量、強度及斷裂韌性的影響機制，量化應力集中與失效風險，為航空航天、生物醫用等領域的結構優化提供理論支撐與方法創新。本案例介紹在ANSYS內對功能梯度孔隙材料（FGM）的受壓模擬。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，
Voronoi 3D骨架結構是從Voronoi圖中提取出的骨架部分，它代表了原始Voronoi圖的主要連接路徑。這種骨架可以被看作原始結構的一種簡化表示，常用于描述多孔材料、生物組織如骨小梁結構等復雜形態的內部網絡。
在工程和科學研究中，Voronoi骨架結構幾何模型經常被用來模擬多孔材料，也被廣泛應用于各種仿真軟件中，以研究材料力學性能、熱傳導、
通過ANSYS Workbench進行三維Voronoi晶體結構模型的有限元模擬是對晶體結構分析的有效方式。如建立的晶格及晶界模型，研究沿晶斷裂現象。
三維Voronoi晶體結構模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導入Workbench內，首先采用插件在AutoCAD內建立泰森多邊形三維模型。
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在ANSYS Workbench內建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進行裂隙流模擬是理解復雜地質結構中的流體行為及進行實際應用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內建立地層或巖石的隨機裂隙模型方法。
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三維多孔結構廣泛存在于材料科學、生物醫學工程、土木工程等領域，如泡沫金屬、骨組織、過濾介質等，通過ANSYS Workbench對三維多孔結構進行有限元模擬，是對其進行性能分析的有效手段。
在ANSYS內建立多孔結構模型可采用CAD隨機球體插件專業版參數化建立模型后再將模型導入到Workbench內實現。
在三維混凝土細觀的有限元模擬中，混凝土細觀幾何模型的建立是仿真前提，也是其難點。在ANSYS內高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級配等參數，是三維混凝土細觀有限元仿真模擬的關鍵。
隨機多面體骨料3D模型的建立可采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內參數化建模后導入Workbench
在ANSYS Workbench內建立隨機球體及ITZ界面層混凝土細觀模型可采用CAD隨機球體顆粒&過渡區3D插件建模后將模型導入。
在插件內設置好模型參數后運行，插件會自動完成隨機球體、界面過渡區、基體模型的建立。插件已將不同部件分圖層進行建模，將模型整體導出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench
最近有很多同學聯系我，問到如何數值模擬三維隔震支座。假期加個班，做個算例分析。
1. 包含的內容
（1）算例模型命令流
（2）三維隔震支座命令流
（3）計算過程excel文件
（4）建筑隔震橡膠支座規范
（5）常用隔震支座的設計參數
2. 進階內容（需另付費，有需要可聯系）
（1）隔震支座在ANSYS中的批量建模方法，預計時間2024年02月
（2）如何在ABAQUS中模擬非線性單位隔震支座
摘 要：目的:提高雙螺桿擠出機的混合效率和工作性能。方法:設計了一種內嵌行星輪系和安裝捏合塊的新型雙螺桿擠出機，并用SolidWorks建立三維模型，以有限體積法為基礎，用ANSYS/CFS有限元分析軟件對其流道進行分析。獲得其宏觀壓力圖、速度矢量圖、速度流線圖并與傳統雙螺桿擠出機三維流場進行對比。結果:在行星輪系和捏合塊的漸加速作用下，漸加速雙螺桿擠出機的混合性能和工作效率要明顯優于傳統雙螺桿
