ansys的瞬態分析的案例
干貨 | ANSYS瞬態CFD分析方法—流體自控振蕩器的仿真
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。
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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 ANSYS Workbench結構瞬態分析
（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 齒輪副在瞬態分析中的設置
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焊接過程分析瞬態熱分析熱應力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實現
workbench進行瞬態動力學分析
與經典ansys進行瞬態動力學分析步驟稍有不同，基本步驟為：
1.建模后選擇分析類型》flexible dynamic，如圖
2.單擊analysis settings,在里面設置載荷步及子步，如圖1，比如，設定總共4個載荷步，設置完第1個載荷步之后在其他任何空白位置單擊以保存，然后把1換成2，設置第2個載荷步……
3.約束及加載，如圖2，這個是最容易出錯的地方，點force ，在下面的詳細設置里define by,選components，然后點出tabular data(一般隱于窗口右側)，在里面可以看到已經定義的載荷步，第一行無需修改，默認為0，根據實際情況為第一個載荷步施加載荷，比如第1步施加z方向1e5，在相應的單元格中單擊選中使其為籃色，然后右擊之，在彈出菜單中選activate/deactivate this step!,此單元格會變成灰色，這時才可修改，修改完之后再右擊，再選activate/deactivate this step!,之后才可進行下一個載荷的施加。
結果顯示
展開 ANSYS workbench 芯片瞬態熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習芯片的三維模型處理
2、學習芯片瞬態熱分析步的建立
3、學習芯片瞬態熱分析的載荷施加
4、學習芯片瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ANSYS workbench錐齒輪嚙合瞬態動力學分析 附ANSYS Workbench 下載
今天介紹一下如何利用workbench實現錐齒輪嚙合的瞬態動力學分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
0
1
前處理
1.1 幾何模型的構建
本文幾何模型導入workbench中，如圖所示
圖2錐齒輪幾何模型
1.2 材料定義
材料選用默認結構鋼
1.3 有限元模型的構建
有限元模型的構建包括材料賦予、網格劃分以及連接關系的構建
1.3.1 材料賦予
雙擊瞬態動力學分析流程中的Model，進入Mechanical界面，單擊項目樹幾何結構下的兩個零件，左下角細節框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網格劃分
左側項目樹網格處插入一個方法，選中兩個零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個尺寸調整，對所有齒面進行尺寸控制，得到了如圖所示的網格模型。
圖3 網格模型
1.3.3 連接關系的構建
刪除系統自動生成的初始接觸，手動創建相應接觸和連接副。
首先在左側項目樹連接下插入一個摩擦接觸：接觸面和目標面分別選擇兩個錐齒輪齒面，摩擦系數為0.15。然后在左側項目樹連接中插入兩個回轉，回轉中連接類型改為幾何體-對地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內孔面。
展開 ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習連桿的三維模型處理
2、學習連桿接觸相關的接觸設置
3、學習瞬態動力學分析步的建立
4、學習連桿瞬態動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
展開 關于ansys里面的諧分析和瞬態分析結果的討論(轉）
問題：在ansys中，諧分析是對結構施加正弦載荷，瞬態分析是對結構施加任意隨時間變化載荷，那么，在瞬態分析中，對結構施加隨時間變化的正弦載荷，得到的結果怎樣和諧分析中的結果對比？
舉個例子：如下圖：彈簧——質量系統，各參數如圖。（可以計算該系統的固有頻率為 0.3211Hz，0.6833Hz）
1、在ansys中建模，并做諧響應分析，頻率范圍為 0.1—1.2Hz，取M1的位移作圖，如下圖，可以得到在不同頻率時，M1的位移幅值。
2、在ansys中建模，并做瞬態響應分析，施加正弦載荷，定義：頻率ff=0.32，周期t=1/ff,分n=20份加載，即載荷為：60*sin(2*pi*ff*t/n*i)，其中i為循環變量。取M1的位移作圖，如下圖。
現在問題是：
瞬態分析中的M1的位移是正弦變化的，這點是正確的，范圍是-6~6，在諧分析中，可以看到當頻率為0.32Hz時，M1的幅值是比較大的（應該是共振引起的），那么應該如何解釋瞬態分析的結果與諧分析的結果？懇請大家指導。
附上命令流
!建模
/filname,ex2
/prep7
et,1,combin40
keyopt,1,3,2
r,1,15,,2
r,2,30,,3
/pnum,node,1
n,1,0,2
n,2,0,1
n,3
real,1
e,1,2
real,2
e,2,3
eplot
finish
!瞬態分析
/solu
antype,4
hropt,full
harfrq,0.1,1.2
nsubst,110
outres,,1
d,3,all
f,1,fy,60
solve
finish
/post26
nsol,2,1,u,y,uy1
plvar,2
finish
!
展開 ansys瞬態分析模擬共振
ansys瞬態分析模擬共振
ANSYS workbench瞬態傳熱相變分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS workbench 鐵環碰撞瞬態分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習鐵環碰撞的二維模型處理
2、學習鐵環碰撞非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態動力學分析步的建立
4、學習鐵環碰撞瞬態動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 鐵環碰撞瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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展開 ANSYS workbench 滑塊瞬態動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習滑塊的三維模型處理
2、學習滑塊非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態動力學分析步的建立
4、學習滑塊瞬態動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 滑塊瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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展開 ANSYS workbench杯子瞬態散熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習杯子的三維模型處理
2、學習杯子瞬態散熱分析步的建立
3、學習杯子瞬態散熱分析的載荷施加
4、學習杯子瞬態散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯子瞬態散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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