ansys圓柱設置的案例
Ansys Workbench 估計圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
問題：
仿真過程中有時會遇到要求提取圓柱面在受力變形后的圓柱度。若此時圓柱面有剛體偏移等，就無法直接在workbench界面中通過創建圓柱坐標系而讀取圓柱度信息。
解決方案：
通過apdl后處理命令，提取待評估圓柱面的幾何信息和變形信息。利用matlab強大的優化計算功能，評估圓柱面在變形后的圓柱度。
matlab評估圓柱度大致過程為，根據圓柱面節點，確定中心軸線，測量每個節點到中心軸線的距離，獲得最大、最小距離差，即為圓柱度。
? 依據初始圓柱面確定中心點O，作為圓柱面的初始中心點；
? 以中心點O，計算O點到壁面的最小距離點A；
? 參考O、A點篩選合適的點B，要求點B盡可能在圓柱面軸線垂直的法平面附近，且∠BOA近似90°；（要求圓柱面圓周方向大于25個節點，軸向大于20層節點）
? 以O、A、B三個點為平面，提取法向向量，作為圓柱面的初始軸線；
? 根據初始中心點和初始軸線，結合圓柱度定義，構建目標函數；
? 利用matlab的優化極值功能，優化和中心點和軸線方向，使得目標函數獲得極小值。此時中心點和軸線方向即為變形后所有節點的理想圓柱中心線；
操作方法：
首先，需要利用APDL后處理命令，在仿真模型計算后，提取待評估圓柱面的幾何信息和變形信息。
1、 在named Selection中選擇要評估的圓柱面，并命名為cyFace1、cyFace2、cyFace3…等。每個圓柱面單獨命名。
2、 在求解Solution下插入Command命令，將附錄1的APDL命令復制進來。并根據上一步補創建的cyFace數量，在command的屬性欄ARG1內，填寫數值。
3、 求解計算。計算完成后會在對應的目錄文件夾下生產cyFace#.txt文檔。
展開 在ABAQUS中基于圓柱坐標系設置關于坐標函數的表面力（keyword 曲面加載,圓柱坐標,面力）
例如下圖所示，受Y方向某拉力作用，各點應力狀態為：
在圓孔中心位置建立圓柱坐標系，該應力狀態在圓柱坐標系下的公式為：
在這種情況下反推物理量，需要對曲面施加基于圓柱坐標系的面力。
案例如下：在圓弧面基于圓柱坐標系施加等效于單向應力狀態的面力。
加載前先建立圓柱坐標系（注意R軸方向為0度位置，T軸方向為角度增大方向，示意圖見文后的加載圖）
具體設置方法為：Load>Create Load>Mechanical>surface traction
選中中間曲面后，先設置徑向力，按以下參數設置：
Distribution：應力分配，點擊后面的f(x)創建一個基于圓柱坐標系的表達式，Local system 要選擇圓柱坐標系，Th為角度變量。
Traction：選擇General，為一般力。
Vector：點擊選擇圖標后，依次選擇（0，0，0） （-1，0，0） ，坐標選擇建立的圓柱坐標系。
注：面力方向矢量是基于所選坐標系，（-1，0，0）就是沿圓柱坐標系下的R軸反向。
Magnitude：選擇應力大小為1。
然后在創建一個Load,設置切向力，如下圖所示，也是基于圓柱坐標系。
再創建一個Load，在整體坐標系下對兩側的平面施加Y方向的面力，大小為1，同時對后面的面施加全約束。
最后加載形式為下圖所示：
求解結果如下圖：
大部分位置應力在0.99~1.01之間，為單向應力狀態，加載方式正確。
本問題的關鍵是面力的方向問題，在選擇面力的方向矢量時，是基于所選坐標系。對于圓柱坐標系，切向力矢量為（0，-1，0）時，即力的方向只沿著theta的反方向。
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OpenFOAM計算圓柱繞流，包括所有計算設置文件及結果文件
Ansys | 環肋圓柱體的非線性屈曲分析
本文展示了環肋圓柱體的非線性屈曲分析模擬。該問題說明了如何進行線性特征值屈曲分析，以便為數值模型引入初始缺陷。之所以需要引入幾何缺陷，是因為對于完美對稱的問題，數值上不會出現非對稱屈曲。
目標
熟悉線性特征值屈曲分析
熟悉非線性屈曲分析
步驟
靜力結構分析
1、創建一個靜力結構分析系統。
2、定義鋁合金材料。該鋁材的楊氏模量為71000MPa，泊松比為0.33，屈服強度為280MPa，切線模量為70MPa。
3、導入幾何模型（圖 1）。
圖 1. 環肋圓柱柱體的幾何模型
4、定義連接并劃分網格。定義連接，將圓柱柱的頂邊和底邊分別與頂部和底部板連接。
5、分配邊界條件并運行模擬。固定底板的底面，并在頂板上施加 10 N 的壓力。
特征值屈曲分析
6. 創建一個特征值屈曲分析系統。將一個特征值屈曲分析拖拽到靜力結構分析的“求解”單元上。特征值屈曲分析將基于靜力結構分析的結果（圖 2）。
圖 2. 兩個分析系統之間的連接
7、運行特征值屈曲分析。無需定義邊界條件，因為其已包含在靜力結構分析的結果中。特征值分析的模態形狀將用作后續分析的初始幾何缺陷。圖2展示了第一階模態形狀的示意。
圖 3. 線性特征值分析的模態形狀
靜力結構分析
8、創建一個靜力結構分析系統。將特征值分析的求解結果拖拽到新靜力結構分析的模型單元上。此操作用于使用特征值模態形狀的變形形狀。在屬性中將變形形狀的比例因子設為0.1。
9、定義連接。連接的定義與第一次靜力結構分析相同。
10、定義分析設置和邊界條件。開啟大變形，并設置最大子步數為500。
展開 
平行圓柱體的赫茲接觸計算與ANSYS實現
接觸理論指出：接觸表面上所承受的壓應力是處處不同的，其分部呈半橢圓柱形。初始接觸線處壓應力最大，以此最大壓應力代表兩零件間接觸受力后的應力。
赫茲公式也是基于一定的假設，其作出的假設如下：
用a表示接觸區的有效尺寸，用ρ表示曲率半徑，用R表示每個物體的有效半徑，用l表示物體橫向和深度兩方面的有效尺寸，則赫茲理論中做出的假設可以簡單表述成：
1. 表面都是連續的，并且是非協調的：a〈〈 ρ；
2. 接觸尺寸遠小于接觸物體尺寸；
3. 小應變；
4. 每個接觸物體都是線彈性的，服從胡克定律；
5. 接觸物體間摩擦力為0。
為了對赫茲公式的計算結果和ANSYS的計算結果進行對比，我們選擇以兩橫截面直徑為100mm、b為100mm，
泊松比為0.3、彈性模量為200Gpa的
長圓柱體為例，假設外載F=20kN，分別基于
赫茲公式和
ANSYS軟件計算一下接觸面面半寬和最大接觸應力：
一、基于赫茲公式的計算：
為了計算方便，此處筆者將赫茲公式編制成了一個簡單的Python小程序，代碼及計算結果如下：
根據計算結果我們發現，該問題中兩物體的接觸面半寬為0.2407mm，遠小于接觸物體的結構尺寸，因此
符合赫茲公式的假設。
二、基于ANSYS軟件的計算：
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：根據例題所示結構，確定分析類型為
靜力學分析；
2. 確定單元類型：
兩長圓柱體的分析計算，為了降低計算量，可使用1/4的平面應變模型計算（具體選用規則請看本公眾號
《ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（二）》
）。
展開 ANSYS命令流——圓柱殼靜強度分析 ￥2
圓柱殼半徑
L=20000 !艙段長度
t=30 !殼板厚度
利用 ANSYS Workbench 模擬高斯熱源在圓柱表面螺旋線移動
通過合理設置高斯熱源的參數，如峰值熱流密度、熱源半徑等，可以準確地預測焊縫區域的溫度場分布，從而評估焊接質量和殘余應力。
在激光加工領域，高斯熱源可用于模擬激光切割、激光表面處理等過程中的熱量傳遞，有助于優化工藝參數，提高加工效率和質量。
例如，在某汽車制造企業的車身焊接生產線上，采用高斯熱源模型對焊接過程進行仿真分析，成功優化了焊接工藝參數，減少了焊接缺陷的產生，提高了車身的整體強度和安全性。
四、模擬過程關鍵步驟與參數設置
（一）模型建立與準備
在 ANSYS Workbench 中建立圓柱模型，我們可以使用 DesignModeler 模塊。首先，確定圓柱體的半徑、高度和厚度等尺寸參數。然后，通過數學公式或軟件自帶的功能來設置螺旋線軌跡。對于螺旋線的設置，需要確定旋轉的圈數、螺距等參數。確定好螺旋線后，將高斯熱源的位置放置在螺旋線的起始點或特定位置。這需要精確計算坐標，以確保熱源位置的準確性。
（二）物理模型與參數選擇
選擇合適的物理模型是準確模擬的關鍵。對于熱傳導問題，要設置熱傳導系數，這取決于圓柱材料的性質。常見的金屬材料熱傳導系數較高，而絕熱材料則較低。還需要設置其他相關參數，如比熱容、密度等。
（三）邊界條件與求解設置
邊界條件的設定直接影響模擬結果的準確性。對于圓柱表面，可能需要設置熱交換系數、環境溫度等邊界條件。在求解設置方面，選擇合適的求解器，如直接求解器或迭代求解器。根據問題的復雜程度和計算資源，調整求解策略，如設置合適的時間步長、收斂精度等，以保證求解的效率和準確性。
五、模擬結果與分析
（一）結果呈現
通過模擬，我們得到了圓柱表面的溫度分布圖像。
展開 Ansys Workbench后處理中，利用APDL命令提取繞圓柱坐標系的扭矩角度 ￥10
Ansys workbench的結果后處理中可以設定圓柱坐標系，然后按圓柱坐標讀取Y軸的變形結果，再進行扭轉角度的換算。
本文這里將該過程利用APDL命令進行處理，避免一下步驟重復操作。
? 每次要單獨記錄變形量，
? 還要測量關鍵節點到坐標系原點的距離，
? 將變形量和距離進行角度換算（弧度）
? 弧度角轉角度
APDL后處理命令功能介紹：
1. 在坐標系中創建所需的圓柱坐標系，并在屬性ADPL name中進行命名：aix （用戶隨意命名）
2. 在Named selection 定義需要查看的區域，并命名：load（用戶隨意命名）
3. 在后處理中插入command 命令，并將上述坐標系和NS的名稱修改。
4. 在command的結果屬性中就會有最大/最小/平均扭轉角度。并且為了方便校核準確性還提供了沿圓柱坐標系Y軸的變形量。
并且，除了界面顯示的結果外，還會在WB的結果文件夾中，顯示named Selection區域所有節點的編號/距離選定坐標系的距離/沿坐標系Y軸的變形量/換算后的角度值等信息，以便進行其它數據處理。
展開 大佬我想問一下為什么我的網格設置完就成為這個樣子了，論文里的是一個圓柱體被分成很多細小的自由四面體
[圖片]
ansys 如何添加圓柱面上小部分小角度的徑向均布載荷
ansys 如何添加圓柱面上小部分小角度的徑向均布載荷，也就是說在圓柱面上的一小段，比如說120mm的圓柱，在其中間60mm的一段上，60度的扇形面上添加均布的徑向載荷？
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題
來源于：ANSYS官網
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
3、如何在Maxwell current激勵下設置電流突變（=0）設置?
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 時電流變為0.
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（一）
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“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。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（四）
問題描述：
3D模型軸向拉伸生成高質量均勻網格
解決辦法：
利用3D“Clone mesh”技術，通過拉伸生成高質量均勻網格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設置完成以后，運行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向對稱部件，然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質量3D均勻網格。
來源于：ANSYS官網
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
問題描述：
3D模型軸向拉伸生成高質量均勻網格
解決辦法：
利用3D“Clone mesh”技術，通過拉伸生成高質量均勻網格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設置完成以后，運行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向對稱部件，然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質量3D均勻網格。
來源于：ANSYS官網
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