ansys位移邊界設置
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys位移邊界設置的實例教程
循環(huán)對稱需要依據(jù)坐標系進行，該程序默認設置的參考系只有笛卡爾全局坐標系，而循環(huán)對稱需要依據(jù)柱坐標系進行，因此需要手動插入柱坐標系，并使得坐標系的旋轉軸心與循環(huán)對稱的旋轉軸心重合。在項目樹中右鍵點擊“坐標系”，選擇插入坐標系。點擊“模型->坐標系->坐標系”，在詳細信息框中進行詳細設置。將“類型”設置為圓柱形，“原點”依據(jù)本人的設置參考進行，本案例依據(jù)全局坐標系進行參考，由于該案例的循環(huán)對稱軸心穿過全局坐標系原點，便直接將“原點X”、“原點Y”、“原點Z”均設置為0。調整主軸朝向，使得柱坐標系的旋轉軸與循環(huán)對稱的旋轉軸重合，旋轉方向與循環(huán)對稱的旋轉方向一致。此處設置主軸Z依據(jù)全局Y軸進行定義，主軸Y保持默認。界面操作如圖 10所示。
圖 10 Workbench Mechanical創(chuàng)建循環(huán)對稱參考坐標系操作
添加循環(huán)邊界。點擊項目樹中的“模型->對稱->循環(huán)區(qū)域”，在詳細信息框中進行詳細設置。選擇循環(huán)對稱低邊界和高邊界，需要注意此處需要完整選擇所有的低邊界-高邊界對，未被選擇的將默認不進行循環(huán)對稱操作，會影響計算結果的正確性。選擇坐標系，為上一步創(chuàng)建的坐標系。界面操作如圖 11所示。
圖 11 Workbench Mechanical添加循環(huán)邊界操作
添加顯示擴展。若希望在結果計算完成后，顯示完整的實體，而非一個循環(huán)對稱單元，需要添加顯示擴展。點擊項目樹中“模型->對稱”，在詳細信息框中將“重復數(shù)量”設置為需要重復的數(shù)量，此案例是四分之一對稱模型，因此“重復數(shù)量”設置為4，“類型”設置為“極”，“方法”為完全。由于該案例旋轉單元每繞軸心旋轉90°重復一次，因此“Δθ”設置為90°。界面操作如圖 12所示。至此，完成對稱區(qū)域的設置。
展開 1、空氣盒子與輻射邊界
1) 不同于HFSS，在HFSS 3D Layout中，空氣盒子及其上的輻射邊界是默認存在的，不用專門添加。默認情況下不顯示空氣盒子，用戶可點擊菜單欄設置。Layout-Draw HFSS Air Box，如下：
2) 如果需要修改空氣盒子設置，點擊菜單欄HFSS 3D Layout--HFSS Extents…，彈出Set HFSS Model Extent界面。
? Open Region：是否在空氣盒子表面使用輻射邊界或者PML邊界。勾選之后可選擇Radiation或PML邊界。需要注意的是，PML邊界只適用于長方體，選擇PML邊界時，不要勾選Truncate model at ground Layers，且Horizontal Padding的值必須大于0。
? Extents：下方的各項設置決定空氣盒子的類型和填充。
? Type：空氣盒子的形狀，Bounding Box表示長方體，Conformal表示與PCB形狀一致。
? Dielectric下的Horizontal：表示PCB上的介質層向外的擴展因子。無單位時，表示按比例擴展，比例基準區(qū)X，Y中的較大值。有單位時，表示擴展的絕對長度。
? Airbox下的Horizontal：控制空氣盒子表面在X，Y方向離PCB有多遠。擴展原則同上。
? Vertical Positive和Negative：分別控制空氣盒子的上下表面里PCB有多遠。Sync被選中時，Negative將與Positive保持一致。
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四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創(chuàng)建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。
本次研討會除了介紹 Ansys Mechanical 隨機振動分析的基礎流程與功能，還將涵蓋以下要點：1. 通過 Ansys nCode DesignLife 工具從時序載荷樣本生成 PSD 與 CSD 載荷譜；2. 在 Mechanical 中進行多點激勵加載的方法以及結果解讀；3. 阻尼設置的技巧，以及預應力疊加、疲勞分析等后處理方法。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設置：在頂面添加一個 30kg 的點質量。創(chuàng)建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。使用 “多區(qū)域” 網(wǎng)格劃分方法對各部件劃分網(wǎng)格。
5、分析設置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠程點施加 20000N 的水平力。假設工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應頻率設置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數(shù)。
· 正確施加邊界條件，本文約束控制臂前點和后點平動自由度，靜強度工況分析如圖2所示：
圖2 擺臂拓撲優(yōu)化靜強度工況
4. 分配權重：
· 與設計工程師共同確定各工況的權重。例如，如果車輛更注重舒適性，則垂向工況權重可設為0.5，制動和側向各0.25。如圖3所示：
圖3 加權柔度響應設置
5.
定義分析設置和邊界條件。開啟大變形并定義一些子步。在垂直方向上定義地球重力，并將小圓柱體向下移動 3 毫米。由于流體的體積模量導致體積變化可忽略不計，可以假設體積守恒，大圓柱體的垂直運動應為 3 毫米/402.6 ≈ 0.0075 毫米（圖3）。
（圖3：邊界條件示意圖）
5. 插入命令行以定義流體靜壓單元。
Ansys Fluent 模擬描繪了格拉斯哥建筑環(huán)境周圍的風向和氣流
2.流-固耦合仿真
風不僅作用于建筑表面產(chǎn)生壓力，更會引發(fā)結構振動（如高層建筑的擺動、幕墻的變形、橋梁的顫振）。
Zemax OpticStudio 的版本必須為 Ansys Zemax OpticStudio Premium 或 Ansys Zemax OpticStudio Enterprise。不支持 Legacy Zemax OpticStudio。Lease 和 Paid-Up 兩類 Ansys Zemax 許可證均可用于使用該工具。
初始模型如下：
在step中使用熱力耦合分析步，在子程序中引入溫度相關的變形梯度
邊界條件設置：初始溫度場293K，同時設定Y+方向為393K，所有熱相關參數(shù)均使用文章的相關參數(shù)，左側固定，右側施加位移邊界條件，并使用C3D8T單元進行網(wǎng)格離散。
案例展示如下：
初始模型參考文章的設置（上下兩層鋼板，中間為薄殼結構）：
使用通用接觸，摩擦系數(shù)設置為0.5，共4000個單元，每個單元包含50個具有不同初始取向晶粒。共20萬晶粒。
邊界條件設置為下端鋼板固定，上端下壓。
模擬的案例如下：
初始沖壓模型如下：
使用軸對稱單元可以減小模型的網(wǎng)格數(shù)量，顯著提高計算效率，因此模擬案例使用CAX4R單元，模型初始尺寸為R=0.015mm，H=0.0048mm，初始網(wǎng)格模型如下圖所示：
采用位移邊界條件加載，初始加載第一步ALE網(wǎng)格如下（網(wǎng)格會根據(jù)變形自動調整不同區(qū)域密度）：
第一步計算接觸時SSD分布：
第一步計算接觸時GND分布
