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Ansys Zemax | 如何導入CAD物體
這篇文章介紹了如何將STL、IGES、STEP和SAT等格式的CAD(計算機輔助設計,Computer Aided Design)物體導入到OpticStudio中。
CAD文件的格式一般與您所使用的CAD軟件相關,格式種類眾多,不同的格式也有各自擅長的領域。如,STL格式是利用三角形網格來表示三維物體的,所以,對于那些原本就是由多個平面圍成的物體來說是一個不錯的選擇,該格式也常應用于3D打印領域。IGES格式與STEP格式在不同的CAD軟件中都有良好的兼容性。在二者中做選擇時,要看它們當中哪一個的模型導出程序對物體模型的表示方式更適合于您的物體模型。如果您使用基于ACIS引擎的CAD軟件,那么推薦您使用SAT格式的CAD文件。
簡介
在OpticStudio中導入CAD物體是非常重要的功能,尤其是在對復雜的光機元件進行雜散光分析時,光線會在這類光機元件上發生較為嚴重的反射和散射效應。導入CAD功能在照明系統中同樣重要,例如在汽車儀表盤中,光線可能會入射到一個復雜的光導管之中。OpticStudio的導入CAD物體功能非常靈活且強大,它支持多種常見的CAD文件格式。
導入CAD物體
CAD物體結構可能十分復雜,一根光線可能會在物體中產生多次反射、折射或散射等相互作用。因此,我們使用非序列光線追跡來描述光線與物體之間的相互作用。在序列系統中,我們也可以使用混合模式來進行類似的非序列光線追跡。
OpticStudio支持四種靜態CAD文件格式:STL、IGES、STEP和SAT(如SLDPRT和ZPO這樣的動態CAD格式,不在本文的討論范圍之內)。在四者之中,只有STL格式是用小的三角形表面連接在一起,來近似表示物體模型的曲面,其它三種格式會使用平滑而連續的表面進行建模。物體上的小平面 (Facets) 只用于在屏幕上顯示。
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概述
在OpticStudio中,使用多邊形物體 (Polygon Object, POB) 是創建用戶自定義幾何體的常用方法之一。本文介紹了如何創建多邊形物體、定義物體表面以及如何在非序列編輯器中使用該物體。
介紹
多邊形物體是由多個三角形或矩形面構成的三維空間幾何體,其中三角形或矩形面的頂點由一個ASCII文本文件定義。該文本文件包含有多行數據,并且可以使用任意文本編輯器進行編輯。其中每行數據以單個字母或符號為起始,數據跟隨在字母和符號之后。
為了充分演示如何構建多邊形對象、定義單個面或面組、保存文件的位置以及如何在OpticStudio中加載文件,讓我們使用POB功能創建一個等邊三角形棱鏡。等邊三角形棱鏡共有五個面,但只需定義總共六個頂點。然后,我們可以使用OpticStudio中多邊形對象支持的矩形符號連接每個頂點。
首先打開一個空白的文本文檔。在POB文件以中嘆號 (!) 為起始的行表示該行為備注行。在定義多邊形物體時使用備注行來描述該物體是十分有用的,它可以在之后使用時幫助您快速了解該文本文件創建了什么樣的物體。
讓我們首先定義棱鏡的6個頂點。我們必須使用的語法由頂點符號描述:V。定義頂點的線必須以字母V開頭,后跟頂點編號和頂點的x、y、z坐標:
V number x y z
該數字將x、y、z位置指定為一個頂點編號,稍后可以在我們對多邊形對象的定義中使用該編號。這樣做很方便,我們不必每次使用這個頂點時都定義x,y,z坐標。相反,我們只是引用數字。
x、y、z坐標相對于多邊形對象的局部(0,0,0)。請注意,多邊形對象的(0,0,0)坐標在NSC編輯器中全局定位。
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概要
這篇文章介紹了在OpticStudio中,如何不以導入CAD文件的方式創建復雜的物體。您將學習到如何通過組合多個物體來創建復雜的非序列物體,如何利用拾取求解類型鎖定一組物體以及在非序列元件編輯器中如何復制一組物體。
簡介
在非序列模式中,用戶可以導入或創建物體來進行光學機械組件設計,當我們關注于設計而不是分析時,使用易于定義的參數化物體是較為方便的。參數化物體基于一個基本方程,該方程可以通過手動、滑塊、宏或優化器等方式快速修改。Opticsudio有許多內置的參數化物體供我們使用或進行組合。本文將展示通過組合內置參數化物體創建復雜的物體,以及通過編輯器中的參數控制物體的形狀。對參數所做的任何更改都將立即反映在分析結果中,省去需要我們使用參數不同的多個模型的麻煩。
參數化的物體定義方式讓設計更簡單
在OpticStudio中,多數非序列物體都是參數化的,即他們的定義依賴于某個基本的方程。例如,標準透鏡 (Standard Lens) 物體是通過如曲率半徑、圓錐系數、中心厚度等參數來定義的。這樣參數化的物體可以只通過修改非序列元件編輯器 (Non sequential Component Editor, NSCE) 中的數據值就可以進行修改。當物體的數據被手動修改,或被滑塊 (Slider) 工具、宏 (macro) 程序、擴展 (Extension) 程序,以及最關鍵的被優化器 (Optimizer) 修改時,物體能夠快速地重建。
OpticStudio 同樣支持非參數化的物體,如多邊形物體 (Polygon Object) 或者導入的CAD物體 (Imported CAD Objects)。這些物體最終由一系列數據表示。
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最后,將對背面三角形應用面組編號2:
完成每個面的表面組序號設置后保存文本文件并重新加載該POB物體。我們可以看到表面下拉菜單中包含了三個表面分組:
這樣一來,我們可以單獨對Side Face分組的表面(POB文件中表面分組序號為0的表面)定義任意表面屬性。同樣的,當選擇其他表面分組時(例如序號1,前表面),我們可以定義不同的表面屬性。
我們可以通過物體編輯器查看所選表面分組中包含的表面。其中選中的表面將高亮顯示為橙色:
注意事項
在使用多邊形物體時有以下幾點需要特別注意:
當使用POB文件表示空間幾何體時,確保POB文件中定義的矩形/三角形表面閉合為一個封閉的體積(也可以使用多邊形物體在非序列編輯器中的額外數據“是實體?(Is Volume ?)”來定義封閉的空間幾何體)。
在定義矩形時,頂點的定義順序不能交叉。交叉會導致光線追跡產生錯誤。
多邊形物體中沒有三角形/矩形表面的數量上限。它是由計算機內存的容量決定。其中每個三角形表面大約需要100比特的存儲空間。然而OpticStudio通常會在同一時間保多個透鏡數據的副本,因此OpticStudio存儲一個三角形表面的實際空間約為500比特。
在OpticStudio中內置有一個示例宏程序可以用來生成不同類型的多邊形物體,且無需定義每個頂點。該宏程序名稱為Polygon.ZPL,它保存在Zemax根目錄下的Macros文件夾中。在使用時,宏程序需要用戶輸入物體的表面半徑(表面不一定為圓形)、表面的邊數、多邊形物體的長度以及長度的分段數量。
小結
在OpticStudio中使用多邊形物體是一種非常靈活的創建用戶自定義物體的方法。通過簡單的ASCII文本文件,您可以定義任意由頂點連成的三角形或矩形所組成的空間幾何體。
展開 
在 ANSYS/Ls-dyna 中實現物體按指定軌跡運動
比如定義物體沿x 方向的位移,只需
將RBUX 改為UX 即可。其他的依此類推。
5、 其他
在 lsdyna 中位移條件是當作載荷來處理的。對于施加其他載荷,比如轉動、速度、加速度、力和轉矩等也可以用類似的辦法添加,對于剛體也是用同樣的方法處理。順便提一句,在 abaqus/explicit 中,同樣可以實現物體按指定軌跡運動,不過在 abaqus/explicit 中位移條件是當邊界條件處理的。
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展開 ANSYS新手求助,以下這模型怎么建立的,中間的網格細化怎么完成的?謝謝大家
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18.0ansys 中mesh 無mesh metrics,請問這是怎么回事以及怎么調出來,感謝回答
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【實用功能】ANSYS中的弱彈簧應該怎么用?
這種情況該怎么處理呢?下面介紹兩種方法:
方法一:弱彈簧Weak Springs。
求解前,點擊Analysis Settings,將Solver Controls中的Weak Springs設置為On,彈簧剛度設置為Program Controlled,開啟弱彈簧功能。然后求解。
求解過程中出現了一個警告:大體意思是物體可能會產生剛體運動,軟件把弱彈簧加上了。這樣,求解順利完成,觀察求解結果,應力為1MPa,正確。
弱彈簧的作用原理是什么呢?我們觀察Solution Information的Geometry,發現軟件在端面的節點上,添加了Spring,分布在端面的8個頂點上,每個頂點3個,來約束每個頂點上節點的3個自由度。我們觀察Solution Information的Worksheet,發現求解過程中多了24個彈簧單元Combine14,證實了軟件在計算過程中,自動添加了彈簧單元完成了計算。
在Analysis Settings,我們將彈簧剛度設置為Program Controlled,軟件會將彈簧剛度設置為多少呢?我們將結構導入到ANSYS經典,在彈簧單元的實常數中,我們發現彈簧單元的剛度為0.00040000000000005N/mm,確實很弱,這樣來說,不僅解決了剛體運動的問題,而且不會對結構的應力應變結果造成實質的影響。
在Analysis Settings,彈簧剛度設置方法除了Program Controlled,還有Factor和Mmanual兩種。
Factor:設置因子。其值等于Program Controlled標準值乘以你在Factor輸入的值。
展開 ANSYS Workbench怎么關閉自動生成的接觸?
問題:workbench在設置好前處理模型后,只要更改前面模型或者屬性后,又會生成很多自動接觸contact1,2,3,4,5等等,后面打開求解界面就需要挨個把它們再刪掉,有時候會忘了刪掉就直接計算了。
其實可以把該功能關閉,如圖所示,點擊connections,把下面的Generate Automatic Connection on refresh的yes換成no,這樣在重新打開求解界面就不會再自動生成很多的自動接觸了。
在ansys中怎么施加對稱載荷
比如一個圓柱體如圖所示怎施加對稱載荷呢?

轉載:怎么知道ANSYS的結果是收斂的?
ansys計算非線性時會繪出收斂圖,其中橫坐標是cumulative iterationnumber 縱坐標是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數和絕對收斂范數,用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數,只有當殘差小于準則時,非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值,而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6)。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(或力矩)的收斂誤差,如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。其它還有L1范數和L0范數,可用CNVTOL命令設置。在計算中L2值不斷變化,若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數小于設置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是你全部變量的平方和開平方(SRSS)*valuse(你設置的值),所以crition也有小小變化。如有需要,也可自己指定crition為某一常數,CNVTOL,F,10000,0.0001,0 就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。 另外,非線性計算中用到的一個開關是SOLCONTROL 如關閉SOLCONTROL選項,那么軟件默認收斂準則:力或彎矩的收斂容差是0.001,而不考慮位移的收斂容差;如果打開SOLCONTROL選項,同樣的默認收斂準則:力或彎矩的收斂容差是0.005,而位移收斂容差是0.05。
展開 ansys里怎么畫橢圓或橢球
一創建橢圓:
1. 利用CSWPLA 命令(或GUI:Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin)在工作平面的原點建立一個橢圓坐標系,即局部柱坐標系的PAR不等于1(PAR1定義Y軸半徑與X軸半徑之比)
2. 在新的局部橢圓坐標系創建兩個關鍵點(這兩個關鍵點為橢圓長軸的兩個端點)
3. 在新的局部橢圓坐標系創建一條線。此即橢圓的上一半。
4. 激活坐標系改變到總體笛卡爾坐標系,沿其對稱軸進行反射生成橢圓的下一半。
!以下是示例的命令流:
CSWPLA,11,1,0.5,1,
/PREP7
K,1,-.5,,,
K,2,0.5,,,
L, 1, 2
CSYS,0
LSYMM,Y,1, , , ,0,0
LPLOT
SAVE
如何創建橢圓與橢球
創建橢球:
1. 如上面步驟1創建一個橢圓坐標系。
2. 在新的局部橢圓坐標系創建兩個關鍵點。
3. 在新的局部橢圓坐標系創建一條線。此即橢圓的上一半。
4. 激活坐標系改變到總體笛卡爾坐標系。將此線沿其軸旋轉生成橢球的表面。
!以下是示例的命令流:
CSWPLA,11,1,0.5,1,
/PREP7
SAVE
K,1,-.5,,,
K,2,0.5,,,
L, 1, 2
CSYS,1
AROTAT,1, , , , , ,2, ,360, ,
APLOT
va,all
save
只要你改變a,b,N的值,就會畫出不同的橢圓。
! where x**2/a**2 + y**2/b**2 = 1
! and the whole elliptic arc is divided into N parts
! equally by the angle at origin
! define the parameter:a,b&N,this command
展開 Ansys Zemax | 公差的標準怎么計算的,如何確認計算細節?
簡介
Zemax OpticStudio在公差分析方面有完整的功能,過程也有清楚的數學說明,但與公差分析的目標相比 (最終要知道良率或敏感度),其執行過程卻有龐大的細節。
這篇文章將整理幾個常用的確認細節的方法,不同的情境有不同的方法,共有以下主題:
當我們說 “計算標準標準” 時,Zemax OpticStudio做了什么
簡介標準標準種類
說明衍射MTF平均/子午/弧矢.的計算方式
使用 “SAVE” 公差操作數紀錄靈敏度靈敏度計算過程
利用蒙特卡羅蒙特卡羅存檔了解公差擾動如何被執行
如何列出所有蒙特卡羅蒙特卡羅檔案的隨機數參數
當我們說 “計算標準” 時,OpticStudio做了什么
以下的敘述主要關乎標準的計算,不管我們是做靈敏度分析或是蒙特卡羅分析,都適用。
標準
首先我們要花一點時間說明標準本身,才說明優化等其他動作。在公差分析時,我們所做的事情,就是重復擾動指定參數 (例如組件偏心、傾斜),并計算在該條件下的 “標準” 是多少,并與原始設計或規格相比分析。
這個標準可以是易懂的物理參數,例如某個視場 (Field)、某個波長下的光斑半徑或子午 MTF。也可以是多個相似的參數用某種方式平均,例如子午 MTF與弧矢 MTF的平均,或是多個視場下的MTF平均 (通常是RMS)。甚至標準可以是經由復雜計算而來,不具實際物理意義。OpticStudio中有許多內建的標準,也提供完整的自定義功能讓用戶設計自定義標準。 (請參考本文章下面的 “簡介標準種類” )
視場
另一個公差分析中常被混淆的觀念是視場 (Field)。當計算標準時,如果視場字段選用Y-對稱或XY-對稱,事實上OpticStudio并非讀取使用者的Field設定。而是先找出最大視場,然后乘以-1.0、-0.7、
展開 ANSYS的熱分析模塊如何選擇使用,太多了,不知道怎么選
仿真分析軟件中ANSYS絕對占據了統治地位,幾十年的驗證充分說明了他的重要性,至于其他軟件可以作為研究可以了解一下。
Ansys中的溫度場仿真還是很多模塊的,如下圖所示
ANSYS Workbench中的溫度場仿真還是很多模塊的,ANSYS Workbench 中用于溫度場計算的核心模塊包括穩態熱分析(Steady-State Thermal)、瞬態熱分析(Transient Thermal)、Fluent(流體傳熱)、Electrothermal(熱電耦合)、Thermal-Structural(熱 - 結構耦合)等,各自適配不同熱傳遞場景與精度需求。
主要分為兩類:
? CFD流體類(CFX、Fluent、Icepak),
? 熱路傳導類(Steady thermal、Thermal-Electric)
區別就是CFD類會自動計算發熱物體表面的對流換熱系數和輻射損耗,而Thermal 類只能手動輸入對流換熱系數。
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