ansys的瞬態分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys的瞬態分析的視頻教程
ansys的瞬態分析的實例教程
由于CFD分析的計算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對研究對象進行穩態工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發效率。但實際中，由于物體運動、邊界條件改變或流動自身特性等原因，流動現象都是隨時間變化而變化的，這就必須進行瞬態CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來了解下如何使用ANSYS進行瞬態CFD分析。
圖1顯示的是一個振蕩器結構，為了減少計算量，我們采用2D模型來分析。由于康達效應的影響，入口射流會有偏向一側曲面的趨勢，而結構又是對稱的，因此射流一開始會隨機偏向任意一側。當流體偏向某一側的時候，由于結構存在反饋回路（紅色虛線），反饋流體會對入口射流產生干擾，使得射流偏向另一側。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會在兩個偏轉狀態之間不斷來回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個明顯的瞬態現象，需要進行瞬態分析。
圖1 流體自控振蕩器結構圖
瞬態分析有兩點是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩態分析的初始值不同，瞬態分析的初始值是有實際物理意義的，表示瞬態現象在0時刻的物理狀態，對于流動內部自發的瞬態現象，可以先求解一個穩態解作為瞬態分析的初始值。
2、 合理設定時間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網格長度，V為特征速度。
所以，我們先按穩態模型設置的過程求解出一個穩態解。
展開 由于CFD分析的計算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對研究對象進行穩態工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發效率。但實際中，由于物體運動、邊界條件改變或流動自身特性等原因，流動現象都是隨時間變化而變化的，這就必須進行瞬態CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來了解下如何使用ANSYS進行瞬態CFD分析。
圖1顯示的是一個振蕩器結構，為了減少計算量，我們采用2D模型來分析。由于康達效應的影響，入口射流會有偏向一側曲面的趨勢，而結構又是對稱的，因此射流一開始會隨機偏向任意一側。當流體偏向某一側的時候，由于結構存在反饋回路（紅色虛線），反饋流體會對入口射流產生干擾，使得射流偏向另一側。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會在兩個偏轉狀態之間不斷來回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個明顯的瞬態現象，需要進行瞬態分析。
圖1 流體自控振蕩器結構圖
瞬態分析有兩點是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩態分析的初始值不同，瞬態分析的初始值是有實際物理意義的，表示瞬態現象在0時刻的物理狀態，對于流動內部自發的瞬態現象，可以先求解一個穩態解作為瞬態分析的初始值。
2、 合理設定時間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網格長度，V為特征速度。
所以，我們先按穩態模型設置的過程求解出一個穩態解。
展開 （5）阻尼設置
圖8
阻尼設置對于瞬態分析還是比較重要的，能夠反映隨著時間過程中的阻尼對結果的影響，阻尼的數值也比較難確定，關于這方面有很多的文章，可查閱了解。
stiffness coefficient Defined By：剛度阻尼的定義方式。
stiffness coefficient：剛度阻尼數值
Mass coefficient：質量阻尼
Numerical Damping：數值計算阻尼
Numerical Damping Values：數值計算阻尼的大小。
（6）分析數據設置
圖9
這里面就說一個
Save MAPDL db：是否保存db文件，如果需要將計算結果導入ANSYS經典，那么可以選擇保存db文件。
（7）可視化
下面是否設置顯示施加的載荷等，當然是要Display啦。
瞬態分析不同于靜力學分析的是需要考慮時間的影響，在計算過程中時間也會參與積分，由此而衍生出一些相關的設置問題，很多設置可以直接采用程序默認的方式，但有些設置比如阻尼大小，需要查閱資料才能得到準確數值，算是比較費勁的一個內容。
其中有些不容易理解的，比如弱彈簧效應，盡可網上查資料了解，說的很詳細，很好理解。
展開 用ANSYS Workbench瞬態分析，新建或打開一對嚙合模型后，在第三項“connection”，打開“contacts”，在“Bonded-Part1 To Part2”中，把Bonded改為無摩擦的“Frictionless”。
除了選擇“Frictionless”無摩擦的之外，還可以根據齒輪的嚙合要求，選擇“Frictional”有摩擦的，這時要在下面的一行中加上一個較小的，甚至是很小的摩擦系數，例如0.01-0.1，這樣選擇的結果可能是當ANSYS軟件計算有摩擦的嚙合副在計算中計算量較大，因為屬于非線性的，有可能會不收斂。也就是無法得到計算結果。
“No Separation”僅用于單個齒面靜力分析時用，法向不分離，不能用于嚙合副在一個區域范圍內的嚙合過程的瞬態分析
“Rough”表征的是粗糙的，相互之間沒有滑動，也就是摩擦系數無窮大。 “Force Frictional Sliding”表征的是“力作用下的摩擦”，表征的是幾乎無法移動的，有點類似Bonded，一般共軛副中的嚙合分析不會用這種。據說這類接觸是高版本中才有的。
選擇好接觸形式后，要注意把所有可能在分析動態運動中嚙合的面都選全，如果接觸面是不相聯的話，也必須分別選擇各個零件上的可能的嚙合面，這時可以不選齒頂，齒根這些不連續的面都不能選上，如果選上后，在計算中，如果的確參與了嚙合，有接觸了，軟件自動給出計算的結果，如果選擇了不可能接觸的面，在計算中就不會收斂，沒有計算結果，這是要充分注意的。
這是這組齒輪一開始軟件默認一個齒輪有二個面接觸的，另一個齒輪是有三個面接觸的，而這13齒的齒輪，每個齒輪有13個面是接觸的，這就得自己手動設置。
設置完成以后是這樣的：
然后點“Apply”，表示確定。
展開 ansys18.2焊接過程分析
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形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
概述
材料的性能在很大程度上受其微觀結構影響。本文檔使用 Ansys 材料設計器展示四種不同類型的微觀結構及其對應的宏觀尺度材料性能：隨機單向纖維結構、體心立方顆粒結構、金剛石晶格結構和編織結構。
目標
理解微觀結構與宏觀尺度材料性能之間的關系
步驟
案例1：隨機單向纖維（木材）
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個“材料設計器”組件。檢查單位。
2.
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業設備耐候性等復雜現實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產品的效率、可靠性與安全性，從而在研發早期快速調整設計方案，實現產品的最佳性能表現。
Ansys應用類系列網絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。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，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
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
樹脂轉注成型（Resin Transfer Molding，RTM）是一種先進的復合材料成型制程，通常透過將纖維布含浸樹脂來生產高性能復合材料零件。RTM能夠生產具備高質量、復雜幾何形狀，以及尺寸精度、機械性能良好且一致的零部件。
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概述
O型圈在密封應用中得到了廣泛使用。本模型采用軸對稱方法對O型圈的密封過程進行模擬。
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創建一個靜力結構分析系統。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖
今日16:00，Ansys官方『Ansys Zemax公差分析功能解析』研討會將介紹Ansys Zemax 公差分析新工具 NEST，并完整解析 Zemax 公差分析的核心流程。感興趣的下滑預約學習??
時間：5月14日（星期四），16:00-17:00
內容簡介：
1. Zemax公差分析新工具NEST介紹
2. Zemax公差分析流程介紹
講師：
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適合人群:
汽車車燈、電子電器行業的結構仿真工程師、可靠性工程師
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時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
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1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
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