ansys 彈性設(shè)置的案例
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構(gòu)模型和粘彈性性能仿真和試驗(yàn)
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構(gòu)模型和粘彈性性能仿真和試驗(yàn)
最近在搞橡膠這個方向，單軸拉伸試驗(yàn)和動態(tài)DMA，研究橡膠次本構(gòu)模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯(lián)系，互相交流學(xué)習(xí)、答疑。
Q254958758
試驗(yàn)設(shè)置與剛體模態(tài)對感興趣的高階彈性模態(tài)的影響
——試驗(yàn)設(shè)置與剛體模態(tài)會對感興趣的高階彈性模態(tài)產(chǎn)生什么影響？
——我們通過一個例子來討論一下。
這個問題經(jīng)常出現(xiàn)，問題的提出與飛機(jī)的地面振動試驗(yàn)有關(guān)。我們考慮一下這個問題，如果結(jié)構(gòu)使用不同的支撐條件，是否會影響結(jié)構(gòu)的彈性模態(tài)，如果有影響又會如何影響呢？
現(xiàn)在我們有很多重要的問題需要回答。在本篇文章中我們或許不能回答所有的問題，但我們至少可以闡述一些理論及一些可能的途徑，這將有助于大家深刻理解這些問題。
為了說明這一點(diǎn)，我想要首先展示一些最近采集到的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是在試驗(yàn)室對一個復(fù)合材料板試件的錘擊法測試中得到的。這次測試的主要目的是為了對比一種新型配方的材料與典型的商業(yè)復(fù)合樹脂材料的阻尼性能。
首先要做的是對第一塊平板原型設(shè)置不同的試驗(yàn)邊界條件，以確保其邊界條件不會對其模態(tài)結(jié)果有太大的影響。由于這塊板的質(zhì)量非常輕，我們嘗試了很多種不同的試驗(yàn)邊界方法。我們挑出了4種比較有代表意義的邊界條件試驗(yàn)來對比其得到的不同結(jié)果。復(fù)合平板放置在一個非常軟的彈性支撐上，并使用三向傳感器的多參考點(diǎn)錘擊技術(shù)進(jìn)行錘擊法模態(tài)試驗(yàn)。圖1中展示了4種不同的支撐方式，以及其中一種支撐方式的測試照片；圖2展示了其中一種支承條件下得到的一條典型的頻響函數(shù)曲線（僅供參考）。
圖1 四種不同的支撐方式示意圖及照片
圖2 復(fù)合平板頻響函數(shù)曲線
使用模態(tài)提取程序處理數(shù)據(jù)，列表顯示了其前四階模態(tài)：除了第一階模態(tài)以外，其余的三階模態(tài)似乎都相當(dāng)一致；不同的測試設(shè)置，得到的結(jié)果存在一定的差異；除了第一階模態(tài)頻率變化達(dá)到5%之外，其余三階模態(tài)的頻率變化都小于1%。（我們可以討論是由于纖維排列方向或其它因素造成的，但他們確實(shí)存在差異這一點(diǎn)是毋庸置疑的）。
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如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型下載
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
ANSYS知識普及系列15——粘彈性人工邊界在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)
本人準(zhǔn)備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識產(chǎn)權(quán)，請聯(lián)系ANSYS專家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關(guān)注，可以及時觀看本人發(fā)布的技術(shù)貼
從半空間無限域取一4X2的矩形平面結(jié)構(gòu)，頂部中間一定范圍內(nèi)受隨時間變化的均布荷載，荷載如下
p(t)=t
當(dāng)0< DIV>
p(t)=2-t
當(dāng)1<=t<=2時
p(t)=0
當(dāng)t>2時
材料彈性模量E=2.5，泊松比0.25，密度1
網(wǎng)格尺寸0.1X0.1，在網(wǎng)格邊界上所有結(jié)點(diǎn)加法向和切向combin14號單元用以模擬粘彈性人工邊界（有關(guān)理論可參考劉晶波老師的相關(guān)文章）。combine14單元的兩個結(jié)點(diǎn)，其中一個與實(shí)體單元相連，另一個結(jié)點(diǎn)固定。網(wǎng)格圖如圖1所示
時程分析的時間步長為0.02秒，共計(jì)算16秒。計(jì)算得到四個控制點(diǎn)位移時程圖如圖2所示，控制點(diǎn)坐標(biāo)A(0,2)、B(0,1)、C(0,0)、D(2,2).
計(jì)算所用命令流如下：
/PREP7
L=4
!水平長度
H=2
!豎起深度
E=2.5
!彈性模量
density=1
!密度
nu=0.25
!泊松比
dxyz=0.1
!
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Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析
11月11日，Ansys官方『Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：11月11日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
本次網(wǎng)絡(luò)研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構(gòu)的選取、基于測試數(shù)據(jù)的材料參數(shù)擬合、非線性計(jì)算設(shè)置與收斂性調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)。 此外，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM。
講師：
韓鎮(zhèn)澤 | Ansys高級應(yīng)用工程師
具備多年結(jié)構(gòu)有限元仿真在不同領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。專注于PCB封裝結(jié)構(gòu)可靠性方案，以及消費(fèi)電子、半導(dǎo)體等行業(yè)應(yīng)用。主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品：Mechanical，Sherlock，PolymerFEM。
形式：線上
費(fèi)用：免費(fèi)
掃碼立即報(bào)名
(web: https://s.jishulink.com/ObT0WL)
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技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰，是一家深耕工科制造業(yè)領(lǐng)域逾二十年的專業(yè)技術(shù)平臺。
我們的服務(wù)覆蓋力學(xué)、機(jī)械、材料、航空、交通運(yùn)輸、電子電氣、通信、化工、能源、船舶、冶金、建筑土木、水利測繪等眾多專業(yè)方向。以CAE仿真為特色和入口，在結(jié)構(gòu)、流體、電磁、熱動力學(xué)、工藝、聲、光及加工工藝等領(lǐng)域，擁有深厚的專家資源和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。累計(jì)幫助1200+企業(yè)解決制造業(yè)研發(fā)困擾，100萬+工程師提升專業(yè)能力。
展開 ANSYS中彈性地基的實(shí)現(xiàn)方法(一)
約束示意圖如下：
為驗(yàn)證模型的正確性，同時采用了常用大型設(shè)計(jì)軟件MIDAS GTS對該模型進(jìn)行了驗(yàn)證，GTS里面彈性地基通過設(shè)置曲面彈簧來考慮，GTS的有限元模型如下：
兩者計(jì)算結(jié)果對比如下：
彎矩圖：
ANSYS（單位為N.m）
GTS（單位KN.m）
剪力
ANSYS(單位N)
GTS(單位KN)
軸力
ANSYS（單位：N）
GTS（單位：KN）
具體數(shù)值對比：
彎矩極值（單位KN.m）：ANSYS分別為87.95、71.31，GTS分別為87.26、71.78，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為0.79%、-0.65%；
剪力極值(單位KN)：ANSYS分別為186.70、185.07，GTS分別為180.23、181.59，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為3.59%、1.92%；
軸力極值(單位KN)：ANSYS分別為309.35、72.12，GTS分別為309.77、72.94，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為-0.14%、-1.12%；
從兩者誤差可見，兩者結(jié)果相差較小，在工程誤差可接受范圍內(nèi)，說明采用beam44單元考慮彈性地基剛度方法可行。從而這也為后續(xù)進(jìn)行參數(shù)化建模以及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的二次開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)于梁單元的彈性地基方法到這兒告一段落，后續(xù)還有會實(shí)體單元如何考慮彈性地基剛度，如何采用手工彈簧來模擬彈性地基，歡迎繼續(xù)關(guān)注！
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展開 橡膠材料粘彈性擬合詳解！－ABAQUS與ANSYS
橡膠材料具有超彈性及粘性，超彈性分析，大家都分析比較多了，粘彈性大家應(yīng)該做的不是很多。
下面給出粘彈性擬合的過程，希望對大家有點(diǎn)幫助。
并用ANSY合ABAQUS進(jìn)行了擬合對比！
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自美國實(shí)驗(yàn)室。
下載地址：
粘彈性擬合過程.pdf
ANSYS中的粘彈性材料模擬
此時網(wǎng)上教程大多數(shù)都是建議瀝青混凝土采用粘彈性本構(gòu)，并且用ANSYS自帶的粘彈性材料輸入功能如直接用自帶的廣義Maxwell模型、用prony級數(shù)模擬廣義Maxwell模型或Burgers 模型。但是結(jié)果并不理想，模型并沒有收斂，而且和只輸入彈性模量E以及泊松比u的彈性模型結(jié)果一樣，都是在相差不大的加載位移量下發(fā)散。那么對瀝青混凝土來說輸入粘彈性本構(gòu)是一定的嗎，或者說什么時候?yàn)r青混凝土輸入粘彈性本構(gòu)才是合理的？材料模擬這一塊，采用合理的本構(gòu)模型我覺得是非常重要的，而且需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇。希望大家可以多多提出自己的想法。
展開 ANSYS中彈性地基的實(shí)現(xiàn)方法（三）
前面講述了兩期關(guān)于ANSYS中彈性地基的實(shí)現(xiàn)方法，其方式主要是采用特殊單元定義實(shí)常數(shù)的方法來解決。這些所謂的特殊單元其實(shí)也就是在我們定義該實(shí)常數(shù)時，軟件會自動創(chuàng)建彈簧，只是該彈簧不能由用戶訪問。除此之外，細(xì)心的同學(xué)還會發(fā)現(xiàn)，該類單元不能實(shí)現(xiàn)單向彈簧的作用，這是與實(shí)際嚴(yán)重不符合的。因而在進(jìn)行模擬結(jié)構(gòu)可能受拉導(dǎo)致地基彈簧失效的情況時，該類單元是不可用的。
除了可以采用這些特殊單元外，我們也可以自己手動添加彈簧來模擬彈性地基。自己手動添加彈簧的好處便是可以設(shè)置單向受拉或者單向受壓彈簧，此處仍以前面文章中的大板為例，來簡要說明手動添加彈簧的方法。關(guān)于ANSYS中實(shí)現(xiàn)單向彈簧的討論，下節(jié)再仔細(xì)討論。
首先回顧下前面文章的例子，設(shè)有一尺寸為8mX4mX0.6m的大板，在其頂面3mX2m的居中范圍內(nèi)作用均布荷載，荷載大小為150KN/m^2，彈性地基剛度取20MN/m^3，板的彈性模量取30GPa,泊松比系數(shù)取0.2，試分析其在均布荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
手動設(shè)置彈簧的一個核心點(diǎn)便是如何確定不同位置處彈簧的彈性剛度，彈簧的彈性剛度(KN/m)=彈性地基剛度（KN/m^3）*彈簧節(jié)點(diǎn)投影面積(m^2)。顯然當(dāng)單元劃分大小不一致的時候，我們不可能手動去添加彈簧剛度，這樣工作量很大。解決方法便是利用APDL編程循環(huán)獲取彈簧節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的面積，乘以地基剛度并賦予相關(guān)節(jié)點(diǎn)即可。
因而，如何獲取節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的單元面積是建模的重要地方。一個思路便是采用*get命令獲取單元表面積，這對于殼單元是可以的。而對于實(shí)體單元，則可以通過表面效應(yīng)單元來間接獲取。
命令流如下：（篇幅所限，只列出核心命令流）
finish
/clear
/prep7
A=8$B=4$H=0.6
A1=3$B1=2
Q=150e3
ESF=2.0e7 !
展開 
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型參數(shù)問題？
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型問題，其實(shí)也就是prong級數(shù)的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數(shù)參數(shù)，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
Ansys 案例研究 | 粘彈性阻尼器的諧響應(yīng)減振分析
通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數(shù)，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內(nèi)有效抑制變形幅值。
目標(biāo)：
1、理解諧響應(yīng)分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench，創(chuàng)建一個 “諧響應(yīng)” 分析項(xiàng)目。設(shè)置單位系統(tǒng)為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復(fù)模量將在 Mechanical 中通過命令片段進(jìn)行定義。
3、導(dǎo)入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設(shè)置：在頂面添加一個 30kg 的點(diǎn)質(zhì)量。創(chuàng)建一個遠(yuǎn)程點(diǎn)，剛性約束頂面的運(yùn)動。使用 “多區(qū)域” 網(wǎng)格劃分方法對各部件劃分網(wǎng)格。
5、分析設(shè)置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠(yuǎn)程點(diǎn)施加 20000N 的水平力。假設(shè)工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應(yīng)頻率設(shè)置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數(shù)。
6、運(yùn)行仿真并查看結(jié)果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。從圖 2 可見，當(dāng)載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 區(qū)間時，變形范圍為 4×10?3mm 至 8×10?3mm。
圖 2 頂面的 X 向位移頻響曲線
7、采用粘彈性阻尼器重復(fù)上述分析。復(fù)制諧響應(yīng)分析系統(tǒng)。在新的分析中，為阻尼器部件添加一個命令片段，粘貼定義Prony 級數(shù)復(fù)剪切模量的命令（見圖 3）。運(yùn)行仿真并繪制 X 向位移頻響曲線（見圖 4）。可以觀察到，在工作載荷頻率下，位移幅值已降至 4×10?3mm 以下。
展開 【小干貨】ANSYS中彈性地基的實(shí)現(xiàn)方法(一)
約束示意圖如下：
為驗(yàn)證模型的正確性，同時采用了常用大型設(shè)計(jì)軟件MIDAS GTS對該模型進(jìn)行了驗(yàn)證，GTS里面彈性地基通過設(shè)置曲面彈簧來考慮，GTS的有限元模型如下：
兩者計(jì)算結(jié)果對比如下：
彎矩圖：
ANSYS（單位為N.m）
GTS（單位KN.m）
剪力
ANSYS(單位N)
GTS(單位KN)
軸力
ANSYS（單位：N）
GTS（單位：KN）
具體數(shù)值對比：
彎矩極值（單位KN.m）：ANSYS分別為87.95、71.31，GTS分別為87.26、71.78，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為0.79%、-0.65%；
剪力極值(單位KN)：ANSYS分別為186.70、185.07，GTS分別為180.23、181.59，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為3.59%、1.92%；
軸力極值(單位KN)：ANSYS分別為309.35、72.12，GTS分別為309.77、72.94，以GTS計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)，兩者誤差分別為-0.14%、-1.12%；
從兩者誤差可見，兩者結(jié)果相差較小，在工程誤差可接受范圍內(nèi)，說明采用beam44單元考慮彈性地基剛度方法可行。從而這也為后續(xù)進(jìn)行參數(shù)化建模以及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的二次開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)于梁單元的彈性地基方法到這兒告一段落，后續(xù)還有會實(shí)體單元如何考慮彈性地基剛度，如何采用手工彈簧來模擬彈性地基，歡迎繼續(xù)關(guān)注！
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展開 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)
