ansys三維曲面的案例
曲面擬合，用三維散點(diǎn)進(jìn)行曲面擬合，需要擬合方程，擬合出來的方程再繪圖，畫出來的圖形和我發(fā)的圖形差不多
曲面擬合，用三維散點(diǎn)進(jìn)行曲面擬合，需要擬合方程，擬合出來的方程再繪圖，畫出來的圖形和我發(fā)的圖形差不多
三維曲面件柔性成形技術(shù)的現(xiàn)狀
三維曲面件的應(yīng)用非常廣泛，很多重點(diǎn)工程與重大項(xiàng)目中都需要能夠快速加工高質(zhì)量三維曲面件的先進(jìn)制造技術(shù)。由于模具設(shè)計(jì)與制造成本高、準(zhǔn)備周期長；在單件生產(chǎn)或批量較小的曲面件制造中，急需不用模具的柔性成形技術(shù)；然而在大型曲面件室溫成形時(shí)，由于材料加工后的回彈大，而且容易產(chǎn)生多種加工缺陷，實(shí)現(xiàn)柔性成形的難度比較大。為了解決大型曲面件柔性成形難題，吉林大學(xué)開展了大量的基礎(chǔ)理論研究、生產(chǎn)裝備研制、成形工藝開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用等多方面的工作，研究了多點(diǎn)數(shù)字化模具成形、柔性拉伸成形、柔性輥壓成形等多種柔性成形技術(shù)，形成為柔性成形與數(shù)字化制造系列技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中。
三維曲面件大量應(yīng)用于航空航天、船舶艦艇、高速列車等交通工具及現(xiàn)代建筑的裝飾幕墻等方面。模具成形是常用的三維曲面件加工技術(shù)，但模具成形要使用整體模具，需要長時(shí)間的模具設(shè)計(jì)、加工制造和調(diào)試等過程，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期很長；而且使用一套模具只能成形一種特定形狀與尺寸的曲面件，針對每一種不同形狀與尺寸的曲面零件都需要一套或數(shù)套與之對應(yīng)的模具，所以前期制造成本很高。長時(shí)間的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和昂貴的前期制造成本使得模具成形適用于大批量生產(chǎn)，但不適合單件或小批生產(chǎn)，從而限制其在產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化以及更新?lián)Q代等方面的發(fā)展。為替代傳統(tǒng)的曲面成形用整體模具，國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)與企業(yè)開展了大量與柔性制造相關(guān)的研究，并開發(fā)了多種柔性成形技術(shù)，如應(yīng)用在造船業(yè)的水火彎板、航空制造業(yè)的噴丸成形、單點(diǎn)漸進(jìn)成形等，但普遍存在加工效率低、成形精度差等問題。
多點(diǎn)成形屬于一種先進(jìn)的柔性成形技術(shù)，主要思路是將整體模具離散為規(guī)則排列的基本體單元，通過數(shù)控手段調(diào)整各基本體單元的高度，構(gòu)造出不同的成形型面，從而實(shí)現(xiàn)板料的不同三維曲面成形。
展開 Creo、Proe三維草圖不行就用曲面輔助！
感覺Solidworks畫三維草圖很方便，需要SW安裝包。
我看了一眼，給他立馬發(fā)了一個(gè)利用同樣建模思路的 更復(fù)雜的Creo三維管道模型。
當(dāng)然有些人可能接受不了，那么我們詳細(xì)的來介紹下繪制過程。
在任意基準(zhǔn)面上繪制草圖如下
進(jìn)行拉伸深度100mm
進(jìn)行倒圓角操作
進(jìn)行頂點(diǎn)倒圓角操作
5、下面的完全圓角沒有辦法利用頂點(diǎn)倒圓角操作出來，可以使用拉伸切除曲面做出
6、利用復(fù)制-粘貼邊線，逼近相切鏈
7、將拉伸曲面隱藏
8.完成效果如下：后續(xù)可進(jìn)行其他的掃描等等操作。
本案例中講到了一個(gè)很重要的知識點(diǎn)——曲面輔助，那么此案例的建模思想又可以延申到什么產(chǎn)品上面呢？希望大家好好思考一下，學(xué)會活學(xué)活用
展開 UG編程建模實(shí)例講解——汽車模型三維曲面造型
選擇下拉菜單中的【插入】 |【網(wǎng)格曲面】 |【通過曲線組】命令，選擇如圖 8 所示的曲線來創(chuàng)建曲面。
（7）創(chuàng)建曲面 7。選擇下拉菜單中的【插入】 |【網(wǎng)格曲面】 |【通過曲線組】命令，選擇如圖 9 所示的曲線來創(chuàng)建曲面。
3．創(chuàng)建過渡片體
（8）創(chuàng)建曲面 8 。隱藏曲面 3、曲面 4。選擇下拉菜單中的 【插入】 |【細(xì)節(jié)特征】 |【 橋接】命令，橋接曲面 2、曲面 5，結(jié)果如圖 10 所示。
（9）創(chuàng)建曲面 9 。顯示曲面 3、曲面 4。選擇下拉菜單中的 【插入】 |【細(xì)節(jié)特征】 |【 橋接】命令，橋接曲面 3、曲面 4，結(jié)果如圖 11 所示。
（10）創(chuàng)建曲面 10 。選擇下拉菜單中的【插入】 |【細(xì)節(jié)特征】 |【橋接】命令，橋接曲面 1、曲面 7，結(jié)果如圖 12 所示。
（11）創(chuàng)建曲面 11 。選擇下拉菜單中的【插入】 |【細(xì)節(jié)特征】 |【橋接】命令，橋接曲面 1、曲面 6，結(jié)果如圖 13 所示。
（12）創(chuàng)建曲面 12 。
展開 
Ansys Zemax | 確保自由曲面設(shè)計(jì)的可制造性
本文專門介紹使用單點(diǎn)金剛石車床加工自由曲面的主要可制造性參數(shù)，解釋了可制造性參數(shù)如何與儀器參數(shù)相關(guān)聯(lián)，并展示了如何在 OpticStudio 中檢查和控制這些可制造性參數(shù)。此外，還解釋了如何處理其考察區(qū)域外的自由曲面的行為。例如，使用塑料自由曲面透鏡（Alvarez透鏡元件）等。
表面參數(shù)控制
鏡頭加工中需要進(jìn)行控制的表面參數(shù)將取決于加工方法和設(shè)備。加工塑料光學(xué)元件最流行和最廣泛使用的方法之一是使用 三軸金剛石車床（圖 1）進(jìn)行直接切割，或者更常見的是利用切割模具來加工透鏡。
圖1. 三軸金剛石切割機(jī)（左） 金剛石切割刀具（右）
傾斜角度
讓我們看一下儀器的局限性（圖 2）。刀具的側(cè)面傾角限制了沿任何徑向橫截面的最大可能斜切角。由于這樣的徑向橫截面與子午面重合，因此相應(yīng)的斜率在 OpticStudio 中稱為“子午斜率”。相對而言，旋轉(zhuǎn)對稱表面子午斜率對于自由曲面而言，沿不同的徑向截面具有不同的分布。
另一個(gè)參數(shù)是 “弧矢斜率” 角度。當(dāng)我們在三軸金剛石車床上加工自由曲面時(shí)，刀具在工件的每一圈都沿 Z 軸來回移動(dòng)，以加工非旋轉(zhuǎn)對稱形狀的透鏡。在這種情況下，刀具的后角限制了表面沿鏡頭上每個(gè)圓圈變化的速度，這稱為弧矢斜率。更準(zhǔn)確地說，刀具在表面上產(chǎn)生螺旋軌跡，但螺旋的步長非常小，在大多數(shù)情況下，可以將刀具軌跡視為一系列圓圈。對于旋轉(zhuǎn)對稱鏡片，弧矢斜率剛好為零。
圖 2. 子午和弧矢斜率，黃線表示沿哪個(gè)方向測量斜率
有時(shí)，從加工的角度來看，將工件放置在平臺的旋轉(zhuǎn)軸之外而不是沿軸放置是合理的，這樣刀具在工件上的軌跡看起來幾乎是直線。在這種情況下，我們應(yīng)該控制所謂的 “X斜率” 和 “Y斜率”（圖3）。
圖3.
展開 Ansys Zemax | 利用 TrueFreeForm 面進(jìn)行網(wǎng)格自由曲面的優(yōu)化
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此圖將曲面的子午、弧矢、x 和 y 曲率顯示為 2D 彩色、等高線圖或 3D 曲面圖（請參閱 OpticStudio 用戶手冊了解更多詳情）。局部半徑和曲率之間的關(guān)系很簡單：
曲率半徑 = 1 / 曲率
通常，刀具的尖端半徑和切削邊緣半徑明顯小于光學(xué)表面的局部半徑，因此在大多數(shù)情況下，我們不必在優(yōu)化過程中控制它。但在某些復(fù)雜形狀表面的特殊情況下可能需要它。在優(yōu)化的最后階段檢查自由曲面的局部曲率半徑是一種很好的做法，可以確保所選的刀頭沒有問題。
圖10.
Ansys Zemax | 在 OpticStudio 中使用自由曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)
Bajuk，“自由曲面光學(xué)的實(shí)際實(shí)例”，載于《可再生能源與環(huán)境》，OSA 技術(shù)文摘（在線）（美國光學(xué)學(xué)會，2013 年），論文 FT3B.2。
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在OpticStusio的序列和非序列模式中，我們可以使用各式的工具進(jìn)行自由曲面的光學(xué)設(shè)計(jì)。本文中，我們提供了一個(gè)以切比雪夫多項(xiàng)式表面（Chebyshev Polynomial surface）設(shè)計(jì)出離軸拋物面的范例，且此系統(tǒng)是在系列模式中進(jìn)行設(shè)計(jì)的。另外，在OpticStudio的序列模式中有超過20種自由曲面供選擇，本文將提到鏡頭數(shù)據(jù)編輯器（Lens Data Editor）中一些好用的篩選功能，可以協(xié)助設(shè)計(jì)者根據(jù)不同的應(yīng)用決定適合的自由曲面。
簡介
相較于傳統(tǒng)的球形光學(xué)原件，自由曲面是一種復(fù)雜、且擁有更大設(shè)計(jì)自由度的表面。雖然在制程上較為困難，但自由曲面的使用可以大幅的減少系統(tǒng)的體積。自由曲面可被應(yīng)用在各式不同的領(lǐng)域，天線、激光光束整形器（laser beam shaper）和哈伯太空望遠(yuǎn)鏡等的設(shè)計(jì)中，早已可見自由曲面的蹤跡。
OpticStudio提供了許多好用的功能，供用戶在序列和非序列模式中進(jìn)行自由曲面的設(shè)計(jì)。這篇文章，我們會在序列模式中以切比雪夫多項(xiàng)式表面設(shè)計(jì)出離軸拋物面。同時(shí)，我們還會討論如何快速的針對不同系統(tǒng)找出適合的自由曲面種類。
切比雪夫多項(xiàng)式表面(Chebyshev Polynomial surface)
在眾多OpticStudio的自由曲面選擇中，唯獨(dú)此表面是由切比雪夫多項(xiàng)式 （Chebyshev Polynomial）所定義的。這種類型的多項(xiàng)式的項(xiàng)次在歸一化方形孔徑上彼此正交，代表構(gòu)成表面幾何形狀的系數(shù)呈線性獨(dú)立。如此一來，當(dāng)我們對表面的幾何關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，將不再受到局部最小值（local minima）的限制。與非球面的系統(tǒng)相比，自由曲面的設(shè)計(jì)過程可因此而變得更直觀。此外，切比雪夫多項(xiàng)式是由卡氏坐標(biāo)推導(dǎo)出的，而多數(shù)的多項(xiàng)式自由曲面則用于描述旋轉(zhuǎn)對稱的系統(tǒng)。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA曲面手機(jī)玻璃的拋光仿真分析
有限元學(xué)科作為一種新興的專業(yè)軟件分析技術(shù)，分析數(shù)學(xué)，材料力學(xué)，特別是數(shù)字信息技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)和學(xué)科進(jìn)步，本文基于ANSYS有限元顯式動(dòng)力分析軟件，模擬拋光時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，改變聚氨酯材料拋光絲的彈性模量進(jìn)行多次仿真計(jì)算，分析不同彈性模量的聚氨酯拋光絲對拋光時(shí)玻璃表面應(yīng)力和波動(dòng)率的影響大小。
模擬仿真時(shí)應(yīng)該注意對時(shí)步和對沙漏的控制，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)沙漏模態(tài)，以確保模擬的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率；網(wǎng)格劃分一般分為四面體和六面體網(wǎng)格，系統(tǒng)一般會優(yōu)先選擇四面體網(wǎng)格；材料模型的選擇上，本次仿真模擬拋光過程所用的材料是通過選擇LS-DYNA的本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上修改其中所需參數(shù)來進(jìn)行分析計(jì)算的主要參數(shù)見表1。
表1 材料參數(shù)
本文主要從對比不同彈性模量的聚氨酯與玻璃拋光摩擦?xí)r玻璃受到的力學(xué)變化分析，并且根據(jù)分析后的變化進(jìn)一步分析單元的等效應(yīng)力應(yīng)變云圖。下圖為4個(gè)運(yùn)動(dòng)應(yīng)力變化分別在2 ms、10 ms和20 ms和40 ms的情況下的云圖。
圖1 不同時(shí)刻的應(yīng)力云圖
拋光絲的波動(dòng)率變化，拋光絲在Z軸方向的位移量會導(dǎo)致表面應(yīng)力發(fā)生大的變化，工件表面的壓力不穩(wěn)定會進(jìn)一步影響整個(gè)工件表面的平整度，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下會使工件產(chǎn)生脆性斷裂，因?yàn)榫郯滨伖饨z是一種彈性體，這就要求在選擇材料的時(shí)候不一定彈性模量越高越好，同時(shí)還要考慮其波動(dòng)率。
圖2 10 MPa下Z軸速度變化
圖3 20 MPa下Z軸速度變化
圖4 30 MPa下Z軸速度變化
圖5 40 MPa下Z軸速度變化
由折線圖可以較為明顯地看出彈性模量在10 MPa和40 MPa情況下波動(dòng)要大于彈性模量20 MPa和30 MPa。
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(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)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(jié)構(gòu)有限元模型
對非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖3所示。
圖 3 非隔震結(jié)構(gòu)前三階頻率
前三階振型如圖4所示。
圖 4 非隔震結(jié)構(gòu)前三階振型
6. 隔震設(shè)計(jì)
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(jié)構(gòu)有限元模型
對三維隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到前三階頻率如圖6所示。可以看出，三維隔震結(jié)構(gòu)延長了結(jié)構(gòu)的周期，降低了結(jié)構(gòu)自振頻率，符合隔震的基本原理。
圖 6 三維隔震結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)以梁式振動(dòng)為主，而隔震結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為水平平動(dòng)。
圖 7 三維隔震結(jié)構(gòu)前三階振型
7. 設(shè)計(jì)驗(yàn)證
采用理論解和數(shù)值解對比驗(yàn)證隔震設(shè)計(jì)的正確性。通過對非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的總重為665000kg，根據(jù)計(jì)算公式，可知三維隔震結(jié)構(gòu)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(jì)算結(jié)果基本一致，誤差小于2%。驗(yàn)證了三維隔震有限元模擬的正確性。
圖 8 模態(tài)分析結(jié)果
圖 9 部分計(jì)算過程
收費(fèi)內(nèi)容為1中包含的內(nèi)容。
展開 
ANSYS Workbench三維Voronoi晶體模型
本案例介紹在ANSYS Workbench內(nèi)建立任意三維部件的Voronoi晶體結(jié)構(gòu)3D模型。
首先需要在AutoCAD內(nèi)手動(dòng)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(shè)置晶粒參數(shù)，對模型進(jìn)行Voronoi三維分區(qū)。
編輯
跳轉(zhuǎn)
將分區(qū)后的晶體結(jié)構(gòu)部件導(dǎo)出為IGES格式文件后，在ANSYS Workbench幾何結(jié)構(gòu)中進(jìn)行導(dǎo)入。
對模型中的晶粒分別設(shè)置材料屬性。
檢查軟件自動(dòng)生成的接觸區(qū)域。
劃分網(wǎng)格，進(jìn)行分析設(shè)置并完成后續(xù)的有限元仿真模擬。
展開 ANSYS Workbench三維Voronoi晶格3D模型
通過ANSYS Workbench進(jìn)行三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型的有限元模擬是對晶體結(jié)構(gòu)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(xiàn)象。
三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立泰森多邊形三維模型。
在CAD內(nèi)選擇輸出-其他格式將模型導(dǎo)出為iges格式文件。
打開Workbench后選擇相應(yīng)的分析系統(tǒng)，在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入幾何模型，即可將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。
打開模型，可進(jìn)一步對晶格進(jìn)行分析設(shè)置。
如進(jìn)行默認(rèn)接觸的修改及設(shè)置。
以及網(wǎng)格劃分等操作。
CAD Voronoi3D
https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603
展開 ANSYS Workbench隨機(jī)地層裂隙三維建模
<div contenteditable="false" width="100%">
在ANSYS Workbench內(nèi)建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進(jìn)行裂隙流模擬是理解復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的流體行為及進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內(nèi)建立地層或巖石的隨機(jī)裂隙模型方法。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png?
展開 ANSYS三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)受壓模擬
ANSYS對三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)的力學(xué)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(qiáng)度及斷裂韌性的影響機(jī)制，量化應(yīng)力集中與失效風(fēng)險(xiǎn)，為航空航天、生物醫(yī)用等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論支撐與方法創(chuàng)新。本案例介紹在ANSYS內(nèi)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(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng)，并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。
對模型劃分網(wǎng)格并在分析設(shè)置中添加受壓荷載。
求解并查看計(jì)算結(jié)果。
展開 