ANSYS實用功能詳解
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
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8.
點擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設(shè)置為On，彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能，然后求解。弱彈簧的具體使用方法及作用原理見本公眾號文章《ANSYS實用功能詳解（一）——弱彈簧》。
Step9：求解及后處理。
該例題我們主要計算A點和B點的位移。選擇Results→Deformation→Directional（如下圖一），在Details of Directional Deformation中，將Scope中的Geometry選擇為點A，Orientation設(shè)置為Y Axis，表示我們提取A點在Y方向上的位移，如下圖二所示。同樣的方法，插入點B的Directional Deformation。最后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結(jié)果。計算結(jié)果如下圖三。
筆者在
《
ANSYS實用功能詳解（一）——弱彈簧
》提到，若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個弱彈簧對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。提取了弱彈簧的支反力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，弱彈簧產(chǎn)生的總體支反力僅為0.27N，可以忽略不計，所以，該結(jié)構(gòu)使用弱彈簧是沒有問題的。
通過計算結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)材料力學(xué)計算的結(jié)果為：A點位移1.618mm，B點位移1.56mm；ANSYS計算結(jié)果為：A點位移1.6181mm，B點位移1.5606mm，結(jié)果基本一致。
展開 在本例中，弱彈簧功能（Weak Springs）幫助我們避免了剛體運動，完成了計算，是不是就意味著只要出現(xiàn)了剛體運動，就可以使用弱彈簧功能（Weak Springs）呢？答案是否定的。分析中若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個弱彈簧對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。設(shè)置方法如下：
提取支反力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，弱彈簧產(chǎn)生的總體支反力僅為1.13e-12N，可以忽略不計，所以，該結(jié)構(gòu)使用弱彈簧是沒有問題的。在此，筆者也提醒一句，
弱彈簧若非必需，則不用，盡量在結(jié)構(gòu)上想辦法來防止剛體位移。
方法二：使用固定約束等效其中的一個力F。
我們知道，如果只看受力，可將該結(jié)構(gòu)等效為下圖所示結(jié)構(gòu)，此時約束一端的支反力依然為F。
我們將
Step3：載荷及邊界條件設(shè)置為一端受拉，一端為固定約束。關(guān)掉弱彈簧，然后求解。
提取應(yīng)力結(jié)果，除固定約束處存在應(yīng)力奇異外，其余位置應(yīng)力依然為1MPa。
至此，本文結(jié)束。
展開 End Release詳解：
End Release：對于線體模型，End Release可以幫助我們實現(xiàn)在兩個或多個線體共享的頂點上釋放自由度(平動和轉(zhuǎn)動)。我們可以在線體模型頂點的位置釋放多條線體的約束，但是，必須始終保持至少一條線體不被釋放。
Vertex Geometry：要釋放的端點位置。
Edge Geometry：要釋放的線體模型。
Independent Edges：如果Edge Geometry選擇了多條線體，此功能用來確定Edge Geometry選擇的多條線體彼此之間是否獨立。
Definition：指定End Release功能所要釋放（free）或者約束（fixed）的自由度。
Behavior：Coupled使用耦合方式（默認）和Joint添加運動副方式釋放自由度。當(dāng)我們使用Joint時，軟件會根據(jù)使用者釋放的自由度形式，在A點添加一個MPC184單元，來實現(xiàn)自由度釋放，如下圖。
我們還會遇到很多需要自由度釋放的問題，比如材料力學(xué)中的含中間鉸的梁問題，讀者可自行嘗試。
至此，本文完畢。
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展開 End Release詳解：
End Release：對于線體模型，End Release可以幫助我們實現(xiàn)在兩個或多個線體共享的頂點上釋放自由度(平動和轉(zhuǎn)動)。我們可以在線體模型頂點的位置釋放多條線體的約束，但是，必須始終保持至少一條線體不被釋放。
Vertex Geometry：要釋放的端點位置。
Edge Geometry：要釋放的線體模型。
Independent Edges：如果Edge Geometry選擇了多條線體，此功能用來確定Edge Geometry選擇的多條線體彼此之間是否獨立。
Definition：指定End Release功能所要釋放（free）或者約束（fixed）的自由度。
Behavior：Coupled使用耦合方式（默認）和Joint添加運動副方式釋放自由度。當(dāng)我們使用Joint時，軟件會根據(jù)使用者釋放的自由度形式，在A點添加一個MPC184單元，來實現(xiàn)自由度釋放，如下圖。
我們還會遇到很多需要自由度釋放的問題，比如材料力學(xué)中的含中間鉸的梁問題，讀者可自行嘗試。
至此，本文完畢。
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Ansys Lumerical是業(yè)界領(lǐng)先的光子學(xué)仿真工具，其擁有完整的光子學(xué)仿真解決方案，支持全套光子 學(xué)器件級和系統(tǒng)級仿真。 器件和系統(tǒng)級工具無縫協(xié)作，讓設(shè)計人員能夠?qū)ο嗷プ饔玫墓鈱W(xué)、 電氣和熱效應(yīng)進行建模仿真。
產(chǎn)品之間靈活的互操作性支持將多物理場仿真和光子電路仿真與第三方EDA 工具相結(jié)合的各種工作流程， 以幫助優(yōu)化產(chǎn)品性能、 大限度地降低物理原型制作成本并縮短產(chǎn)品上市時間
Ansys Lumerical是業(yè)界領(lǐng)先的光子學(xué)仿真工具，其擁有完整的光子學(xué)仿真解決方案，支持全套光子學(xué)器件級和系統(tǒng)級仿真。器件和系統(tǒng)級工具無縫協(xié)作，讓設(shè)計人員能夠?qū)ο嗷プ饔玫墓鈱W(xué)、電氣和熱效應(yīng)進行建模仿真。
產(chǎn)品之間靈活的互操作性支持將多物理場仿真和光子電路仿真與第三方EDA工具相結(jié)合的各種工作流程，以幫助優(yōu)化產(chǎn)品性能、最大限度地降低物理原型制作成本并縮短產(chǎn)品上市時間。
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實用功能詳解系列
01 Weak Spring-弱彈簧
02 End Releases-端部釋放
03 Remote Force-遠端力
ANSYS實用功能詳解系列課程
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01 Weak Spring-弱彈簧
02 End Releases-端部釋放
03 Remote Force-遠端力
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我們在做靜力學(xué)分析時，有時會遇到這種情況：一個結(jié)構(gòu)，在對其進行受力分析時，它是平衡的，但在ANSYS中計算的時候，軟件會報錯，求不出結(jié)果來。比如下圖所示一根桿，兩端受到等值反向共線的力F作用，根據(jù)二力平衡公理，這根桿是平衡的。下面，我們使用ANSYS計算一下這個結(jié)構(gòu)。
Step1：
建立模型。
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