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關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-08
ansys彎矩和撓度曲線的視頻教程
ANSYS模擬圓棒試樣及圓棒缺口試樣在拉伸和彎矩載荷下的應力
本案例應用ANSYS軟件創建圓棒試樣和圓棒缺口試樣的三維實體模型,并進行網格劃分、加載和求解,整個過程均采用ANSYS的參數化語言(apdl)完成。附件中可下載完整的參數化建模與分析程序。
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ansys彎矩和撓度曲線的實例教程
根據材料力學的知識,我們可以繪制出該模型的剪力和彎矩圖如下:
下面使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖:
ANSYS的梁單元
在ANSYS較早的單元中,如Beam4單元,采用主自由度的原理,為經典梁理論下的單元,忽略剪切變形,使用了平截面假設,所以只能得到類似平均的截面彎曲應力;較新的單元中,如Beam189為鐵摩辛柯梁單元,采用相對自由度的原理,考慮剪切變形,計算撓度和截面轉動時根據截面剛度矩陣各自獨立插值,截面應力和變形都是真實的。
目前Workbench中,默認的梁單元為Beam188(低階)和Beam189(高階)梁單元,在ANSYS經典中,一些比較舊的梁單元,如Beam4單元也只能通過命令流來建立使用了。
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:該結構為梁結構,結果需要輸出彎矩圖和剪力圖,因此分析時使用Beam單元;
Step1
梁模型建模
根據例題中提供的梁模型尺寸,我們在SCDM中建立梁模型。建模時應注意把受力位置和受力點建出來,方便我們施加載荷。
由于我們只需要計算該模型的剪力和彎矩,因此截面形狀及大小對結果沒有影響,所以我們可以隨便為該模型賦予一個截面。本例中筆者使用軟件默認的圓形截面,最后使用Share命令對梁模型進行幾何拓撲共享設置。建立好的梁模型如下圖所示。
展開 問題:
Ansys workbench進行諧響應仿真計算的后處理結果中,提供了單一頻率下的Von Mises應力查看功能和應力頻響曲線功能,但是應力頻響曲線的應力列表中沒有Von Mises應力查看項。因為Von Mises應力太常用,所以這就給我們在整個掃頻范圍內,定位Von Mises應力的最大頻率和應力值帶來一定的困難。如下所示。
需求:
希望后處理結果中可以在應力響應曲線中,有一項Von Mises應力選項。實現每個掃頻點的最大Von Mises應力和掃頻頻率的曲線圖顯示,從而一眼就看出產品在整個掃頻范圍內,哪個頻率下結構的等效應力最大。而后再通過應力云圖查看這個頻率下的Von Mises應力。
解決方法:
利用APDL命令實現。簡要流程為:首先,讀取每一個掃頻點的最大Von Mises應力值。記下應力值、頻率值和最大節點號。再統計記錄的所有掃頻點的Von Mises應力值,提取整個掃頻過程中最大應力值及其頻率。并將結果寫出到txt文件。進一步提取這個最大Von Mises應力點對應的整個掃頻范圍內的Von Mises應力曲線。
這個樣就可以在txt文檔中直接看到所有掃頻點下,結構的等效應力幅值;以及全頻段中最大Von Mises應力所在節點的等效應力掃頻曲線圖。
效果展示如下:
在結果文件夾中,會生成一個txt結果文件和一張Von Mises應力曲線圖。如此我們可以直觀注意到,在當前掃頻范圍內,結構在78.95Hz時應力最大約為17.552Mpa。
結果后處理問題示例:
Ansys workbench進可以查看某個頻率下的 Von Mises應力幅值
Ansys workbench進掃頻應力響應曲線中,應力選項卻沒有Von Mises應力選型,只能按三個方向來分別查看。
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