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關(guān)注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間:2023-03-08
ansys連接網(wǎng)格的視頻教程
COMSOL結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的連接
COMSOL結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的連接
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32-小通道連接的兩廂方腔六面體網(wǎng)格劃分Workbench2020R1-SCDM-AM-ICEM
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ansys連接網(wǎng)格的實(shí)例教程
我們之前討論了ANSYS不同單元類型連接中的Solid-Beam單元的連接,通過研究Solid-Beam單元連接的兩種方式,梳理了一下不同單元類型連接時(shí)需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。今天我們開始討論Solid-Shell單元的連接。
我們知道,Shell單元有6個(gè)自由度,而Solid單元只有3個(gè)自由度,因此不能通過簡(jiǎn)單的共節(jié)點(diǎn)方法實(shí)現(xiàn)Solid-Shell單元的連接。下面我們通過一個(gè)實(shí)例,研究下在ANSYS中是怎么實(shí)現(xiàn)Solid-Shell單元連接的。
對(duì)簡(jiǎn)單的薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí),我們通常將其簡(jiǎn)化成殼模型,可極大降低計(jì)算量,但在板上開一個(gè)階梯孔(如下圖),就沒法將其簡(jiǎn)化成殼模型了,但如果主要研究階梯孔附近的應(yīng)力情況,且不能有太大的計(jì)算量,此時(shí)我們可以采用Solid-Shell模型實(shí)現(xiàn)。
為了對(duì)比計(jì)算結(jié)果,筆者采用兩種方法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析:
方法一:對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)使用
Solid單元進(jìn)行分析;
方法二:
階梯孔附近使用Solid單元,其余位置使用Shell單元。這樣就引入了不同單元類型連接的問題。
仿真過程
Step1
建立分析模型
在SCDM中建立如下圖所示的分析模型,其中薄板尺寸為200mm*100mm,厚度為10mm;階梯孔大孔直徑為30mm,深5mm;
階梯孔
小孔直徑為
20mm
,
深5mm。
將模型切分為兩部分,切分位置如下圖所示。切分完成后將沒帶階梯孔的部分進(jìn)行抽中面處理。
展開 應(yīng)力最大值為125.09MPa(此結(jié)果非精確結(jié)果,如想得到精確結(jié)果需要進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格)。
通過對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn):
1)全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進(jìn)行分析,
計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致;
2)使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進(jìn)行建模相比,節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少,
顯著
降低了計(jì)算量。
三、連接原理。
在Workbench中,我們很容易就建立了solid-beam的連接,那么,軟件究竟是根據(jù)什么原理建立的呢?我們?nèi)?em>ANSYS經(jīng)典中一探究竟。
通過查看單元類型我們發(fā)現(xiàn),ANSYS生成了計(jì)算用的5種單元類型。而我們沒有定義接觸,怎么會(huì)有接觸單元174和目標(biāo)單元170呢?
通過查看接觸向?qū)覀儼l(fā)現(xiàn),ANSYS生成了一個(gè)
單點(diǎn)控制接觸,控制節(jié)點(diǎn)為173184??吹竭@我們就大概明白了,在梁模型和實(shí)體模型接觸的位置,軟件建立了一個(gè)170點(diǎn)目標(biāo)單元,在實(shí)體模型的端面上,軟件建立了174單元。使用170單元的173184節(jié)點(diǎn)控制174單元上的節(jié)點(diǎn)。
那么端面上的實(shí)體單元又是怎么和梁?jiǎn)卧?em>連接的呢?我們發(fā)現(xiàn),還有一個(gè)
MPC184單元沒派上用場(chǎng)。我們單獨(dú)顯示MPC184單元,發(fā)現(xiàn)它連接了173183和173184節(jié)點(diǎn),173184就是我們剛才提到的控制節(jié)點(diǎn),而173183為軟件在梁模型的端點(diǎn)上建立的170單元上的節(jié)點(diǎn)。
至此,本文完結(jié)。
歡迎大家點(diǎn)擊在看和轉(zhuǎn)發(fā)支持!掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào),一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
展開 ANSYS中使用耦合的命令:CP\CPINTF
二、約束方程
通過方程二字,其實(shí)大家也很好理解,他是定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系。前面我們說了耦合其實(shí)是一種很簡(jiǎn)單的約束方程,這兒就可以理解為耦合的節(jié)點(diǎn)自由度之間滿足廣義位移相等的這樣一種線性關(guān)系。
約束方程常見的三種應(yīng)用如下:
1、連接不用的網(wǎng)格:例如實(shí)體與實(shí)體的界面、2D與3D單元的連接、單元面的同一表面但節(jié)點(diǎn)位置不重合。
2、連接不相似的單元類型,例如殼與實(shí)體、垂直于殼或者實(shí)體的梁。
3、建立剛性區(qū)域:約束方程的特殊運(yùn)用,可由程序自動(dòng)生成。
約束方程ANSYS命令:CE、CERIG
展開 應(yīng)力最大值為3.583MPa(此結(jié)果非精確結(jié)果,如想得到精確結(jié)果需要進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格)。
通過對(duì)比兩次計(jì)算的結(jié)果發(fā)現(xiàn):
1)全部使用Solid單元進(jìn)行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進(jìn)行分析,
計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致;(整體應(yīng)力最大數(shù)值的大小和位置,使用solid單元計(jì)算存在應(yīng)力奇異,不進(jìn)行比較)。
2)使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進(jìn)行建模相比,節(jié)點(diǎn)數(shù)量大大減少,
顯著
降低了計(jì)算量。
三、連接原理。
詳見上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題(一)Solid-Beam單元的連接》。
至此,本文完結(jié)。
歡迎大家點(diǎn)擊在看和轉(zhuǎn)發(fā)支持!掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào),一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
展開 前一篇文章主要介紹了單元之間連接的主要原則,今天開始主要從具體方面講解連接方法。
按照桿、梁、殼、實(shí)體的順序,先說說桿單元與各單元的連接方法。
那么什么時(shí)候需要用到桿單元與各種單元的連接呢?水哥稍微列舉下實(shí)際工程中需要考慮此類連接的例子。
案例一:工業(yè)廠房
此類結(jié)構(gòu)一般橫向跨度較大,屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)形式,在具體模擬屋架時(shí),此時(shí)各個(gè)桿件可看成鉸接,采用桿單元模擬。而下方框架柱則采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬,在相交部位則需要用到桿單元與梁?jiǎn)卧?em>連接。
案例二:門廳鋼結(jié)構(gòu)雨棚
在具體模擬該結(jié)構(gòu)時(shí),雨棚上方拉桿采用桿單元模擬,而下方的鋼梁采用梁?jiǎn)卧M,混凝土框架柱可采用實(shí)體單元模擬。
一直以來,桿單元一般用于模擬桁架結(jié)構(gòu)的時(shí)候比較多,其特點(diǎn)是桿件兩端不考慮承受彎矩作用,節(jié)點(diǎn)只有平動(dòng)自由度,是所有單元中最為簡(jiǎn)單的一種。
桿單元分為2D桿單元和3D桿單元,2D桿單元節(jié)點(diǎn)只有Ux和Uy兩個(gè)平動(dòng)自由度,而3D桿單元除了這兩個(gè),還有Uz。其他單元,梁?jiǎn)卧?、殼單元、體單元都包含了這三個(gè)自由度,且具有相同的物理意義,按照前面一篇文章所介紹的連接總則,桿單元與其他單元連接時(shí)只需要共用節(jié)點(diǎn)即可,無需建立約束方程。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的類似雨棚案例,注意本案例各構(gòu)件尺寸僅為演示操作需要所擬,未經(jīng)仔細(xì)推敲,各工程大佬可忽略。
某屋外雨棚平面簡(jiǎn)化模型如上,長(zhǎng)度為4m,折算荷載為10 KN/m,雨棚梁采用工字型鋼I40,系桿截面面積為238.64mm^2,材料均為Q235,采用ANSYS模擬該結(jié)構(gòu)。
下面為建模過程
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本視頻演示了如何使用線體定義兩個(gè)法蘭之間的螺栓,并設(shè)置螺栓預(yù)緊力對(duì)象。
#ansys #螺栓預(yù)緊力 #線體螺栓 #法蘭連接仿真 #Workbench #接觸設(shè)置 #靜力學(xué)分析
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Ansys 案例研究 | 剪力作用下的螺栓連接4個(gè)月前
概述
本模型解釋了一個(gè)簡(jiǎn)單的螺栓連接,該連接由兩塊板和一個(gè)螺栓夾緊在一起。在此情況下,螺栓將承受剪力。
目標(biāo)
演示如何為兩塊板之間設(shè)置螺栓連接,包括螺栓預(yù)緊力和施加剪力。
建模步驟
對(duì)施加剪力的簡(jiǎn)單螺栓連接進(jìn)行靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析。
1.打開 Ansys Workbench 并插入一個(gè)“靜態(tài)結(jié)構(gòu)(Static Structural)”系統(tǒng)。
2
利用 ANSYS Fluent 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格進(jìn)行渦輪泵仿真的方法
10月10日,Ansys官方『Ansys連接件結(jié)構(gòu)失效仿真分析』研討會(huì)為您展開講解針對(duì)連接件結(jié)構(gòu)失效原因的分析及解決方案,感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間:10月10日(星期二),16:00-17:00
內(nèi)容簡(jiǎn)介:
連接結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性,直接關(guān)系著系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全和性能;連接件的失效原因很多,針對(duì)最主要和關(guān)鍵的失效模式,介紹Ansys相應(yīng)的解決方案
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概要
本文示范了如何輸入表面起伏數(shù)據(jù),以定義Zemax OpticStudio中的網(wǎng)格矢高 (Grid Sag) 類型表面,表面起伏數(shù)據(jù)應(yīng)為Z坐標(biāo)軸上的矢高 (Sag)。
正文
表面起伏數(shù)據(jù)格式是這樣定義的:
第一行,由7個(gè)數(shù)字表示。
第1, 2個(gè)數(shù)字,代表x與y方向的數(shù)據(jù)數(shù)量,數(shù)據(jù)類型為整數(shù)。
在結(jié)構(gòu)仿真中經(jīng)常會(huì)遇到螺栓連接問題,對(duì)于一些非重要的螺栓位置,經(jīng)常使用Beam單元來等效螺栓連接。Ansys Workbench提供了一種批量創(chuàng)建這類Beam連接的方法:Object Generator功能:
首先,用戶手動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)Beam連接作為模板;
然后,用戶創(chuàng)建兩個(gè)NamedSelection組,每個(gè)NS包含一側(cè)所有需要連接的螺栓孔面組;
問題:
在使用理論方法對(duì)螺栓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估時(shí),需要輸入螺栓所受的載荷作為計(jì)算輸入。螺栓載荷在復(fù)雜工況下,通常使用有限元仿真的方式進(jìn)行模擬。此時(shí)需要準(zhǔn)確提取螺栓位置的載荷大小用后續(xù)理論校核。
示例:
如下圖所示,兩個(gè)零件一端鉸接一端使用螺栓連接。在螺栓側(cè)端面施加2000N載荷(無螺栓預(yù)緊力)。需要提取螺栓在連接面處所受到的載荷包括:力和力矩。
載荷提取結(jié)果:
1.螺栓連接面位置作用力
概述
網(wǎng)格劃分是在各種計(jì)算應(yīng)用中處理3D幾何的基本步驟:
表面和體積:網(wǎng)格允許通過將復(fù)雜的表面和體積分解成更簡(jiǎn)單的幾何元素(如三角形、四邊形、四面體或六面體)來表示復(fù)雜的表面和體積。
模擬和渲染:網(wǎng)格是創(chuàng)建離散域的關(guān)鍵。這個(gè)領(lǐng)域用于數(shù)值模擬,允許模擬物理現(xiàn)象,如應(yīng)力分布、傳熱、流體流動(dòng),以及光學(xué)幾何界面上的折射、衍射、散射。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
Voronoi 3D骨架結(jié)構(gòu)是從Voronoi圖中提取出的骨架部分,它代表了原始Voronoi圖的主要連接路徑。這種骨架可以被看作原始結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化表示,常用于描述多孔材料、生物組織如骨小梁結(jié)構(gòu)等復(fù)雜形態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。
在工程和科學(xué)研究中,Voronoi骨架結(jié)構(gòu)幾何模型經(jīng)常被用來模擬多孔材料,也被廣泛應(yīng)用于各種仿真軟件中,以研究材料力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)、
