ansys如何查彎矩
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys如何查彎矩的實例教程
我們以材料力學書上例4-9為例，講解下使用ANSYS Workbench繪制剪力和彎矩圖。
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。
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而如何科學地定義前副車架的模態目標值是研究的重點。
本例中，為了研究副車架的模態和iSolver求解器計算精度，計算副車架自由狀態下的副車架前五階柔性模態。
2. 副車架有限元建模
以某量產車型的沖焊結構副車架為例，采用殼單元進行網格劃分，rbe2抓取硬點，模型包含54302個節點，56422個殼單元，其中三角形單元占比為5.8%。
現在Abaqus、LS-DYNA、Ansys等結構商軟都說可以處理復雜的上萬零部件接觸的整車、整機等模型仿真，沒做過實際的這種仿真分析，很好奇，接觸分析算法往往涉及大變形、邊界不連續，只要輸入條件或者算法稍微變化一些，兩個零部件算出來的接觸結果就可能差異很大，更不用說上萬個零部件的接觸結果了，對這種大規模組裝模型的仿真結果不知如何來判斷它的可靠性，像普通的只校核一下材料的應力還是看一下動畫是否和試驗一致
現在Abaqus、LS-DYNA、Ansys等結構商軟都說可以處理復雜的上萬零部件接觸的整車、整機等模型仿真，沒做過實際的這種仿真分析，很好奇，接觸分析算法往往涉及大變形、邊界不連續，只要輸入條件或者算法稍微變化一些，兩個零部件算出來的接觸結果就可能差異很大，更不用說上萬個零部件的接觸結果了，對這種大規模組裝模型的仿真結果不知如何來判斷它的可靠性，像普通的只校核一下材料的應力還是看一下動畫是否和試驗一致
4.實戰應用與范例講解
接上一個矩陣的例子，其實際為Ansys中的一個應力集中問題模型所導出的剛度矩陣，那么我們如何來驗證其結果的準確性呢，這時我們就要用到結點力矩陣來進行驗證了，只要所解出來的位移與Ansys中可展示的結點位移相同，那么就證明我們的結果是準確無誤的。
現在Abaqus、LS-DYNA、Ansys等結構商軟都說可以處理復雜的上萬零部件接觸的整車、整機等模型仿真，沒做過實際的這種仿真分析，很好奇，接觸分析算法往往涉及大變形、邊界不連續，只要輸入條件或者算法稍微變化一些，兩個零部件算出來的接觸結果就可能差異很大，更不用說上萬個零部件的接觸結果了，對這種大規模組裝模型的仿真結果不知如何來判斷它的可靠性，像普通的只校核一下材料的應力還是看一下動畫是否和試驗一致
而Ansys、Abaqus暫時沒有虛擬質量方法，都是直接采用基于聲學有限元的流固耦合來求濕模態。
本章只介紹基于虛擬質量的濕模態計算。
我們關注CAE中的結構有限元，所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
9 在于截面這個概念的處理
在ANSYS中，只是梁，桿，板這種對象才需要截面。而且即便是這種理想對象，有時候也不需要截面，而只是提供實常數就好。筆者在學習ANSYS時，也經常弄不清楚，到底哪些桿單元需要實常數，而哪些是用截面來表達的，這不得不去查單元的幫助。
理論部分展示
第二部分結合一實際工程，利用Ansys的參數編譯能力，對該斜拉橋分別采用位移目標優化；彎矩目標優化；索力目標優化三種自動優化算法，得到成橋狀態的最優索力，如下圖所示。最后基于無應力狀態法，采用生死單元功能對本模型進行施工流程模擬，確定各階段張拉索力，以及確定合龍過程的壓重和溫度，達到理想成橋內力狀態。
我們在實際研發CAE軟件過程中發現難的不是這些多物理場公式等的編寫，難的是如何在現有的結構CAE軟件基礎上在前后處理和求解器層面分別加入其它分析能力，同時又保持原有框架的可擴展性和易維護性，當然，拋開多物理場，就算僅研發結構CAE軟件如何在維持現有框架結構基礎上在軟件層面添加新的功能也是實際中我們需要花大力氣研究的一個關鍵點，這也是我們理解的在研發上理論上的有限元和工程上的有限元分析的最大區別。
