ansys屈曲效應的案例
ANSYS屈曲分析和非線性屈曲分析（技術貼）
對于后屈曲分析，ANSYS 17.0以后計算過程發生了很大的變化，ANSYS 17.0以前版本的屈曲分析流程如下：
圖4：ANSYS 17.0以前版本的屈曲分析流程
在Mechanical APDL模塊要添加命令如下，目的將屈曲模態乘以一個較小的系數（本例為0.002）作為初始缺陷，使用mapdl中的upgeom命令來完成這項工作。：
ANSYS更高版本允許您從線性特征值屈曲分析中獲取模態形狀，并將其作為初始幾何圖形輸入另一個靜態結構分析模型單元。現在只需將特征值屈曲分析的解單元拖到獨立靜態結構系統的模型單元上。同時連接工程數據單元。
關鍵是要查看屈曲分析的解單元的屬性窗口。在上面的圖片中，這是B6單元。（如果需要，右鍵單擊并單擊屬性。）這允許您在結構分析中選擇新模態形狀和比例因子。通常為模態1。添加初始缺陷如圖：
然后，可以在第二次結構分析中應用相同的邊界條件，但使力為F*荷載系數（FL）的屈曲荷載，其中F是屈曲分析中計算的極限荷載。確保在第二次結構分析設置中打開大變形。隨著載荷增加，結構產生變形，直到結構失穩。增加荷載將導致后屈曲變形。
展開 ANSYS知識普及系列19——ansys workbench非線性屈曲分析
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友**好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
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摘自（http://blog.sina.com.cn/s/blog_625847130101h78r.html）
很多旋轉受壓結構必須進行屈曲分析，常規結構屈曲分析軟件有nastran、abaqus和ansys，nastran對線性大型模型分析效率較高；abaqus屈曲分析使用較少；ansys使用比較頻繁，其快速建模，與CAD軟件的良好借口及有限元模型前處理的便捷性（WB界面）很有吸引力，屈曲分析功能較為完善，可以進行線性、非線性和后屈曲分析。
ansys學習資料中介紹較多的是線性屈曲分析。線性屈曲分析在工業實際中預測的值偏高，有的甚至超過實際實驗測試值的幾十倍，線性分析唯一優勢是其分析速度較快。但在實際中其預測值參考價值不大，僅給定結構屈曲失效的上限值。非線性屈曲分析考慮其他因素，包括結構加工缺陷（幾何），材料非線性等，因此較為接近實際情況，但計算耗時較長。針對最艱難學習情況歸納總結非線性屈曲分析時技術要點及應注意事項。
展開 ANSYS結構屈曲分析的理論背景 附ANSYS工程結構數值分析王新敏下載
ANSYS的特征值屈曲分析基于經典穩定性理論，用于計算不考慮缺陷的理想結構的穩定臨界屈曲問題。首先進行靜力分析，得到外部載荷{F}作用下的應力和應力剛度[S]。在靜力有限元平衡方程中計入幾何剛度的影響，即：
將載荷{F}放大倍，幾何剛度[S]隨之放大，對于臨界屈曲情況，位移上施加一個任意的擾動ψ也是可能的平衡狀態，即有(說明：下面一段由于公式和圖片不便編輯，直接使用電子稿截圖)：
需要注意的是，工程上有實際意義的只是最低階的臨界屈曲荷載。盡管特征值屈曲得到的臨界荷載是偏于不安全的估計，但其失穩模式能給設計人員提供啟發。由于實際結構是有缺陷的，因此常采用特征值屈曲的失穩模式按比例縮小作為結構的初始幾何缺陷，疊加到結構節點坐標上，考慮材料非線性和大變形，按增量法逐步增加結構荷載，進行非線性靜力分析，直至結構達到結構的屈曲極限承載力。
下載地址：ANSYS工程結構數值分析王新敏
展開 基于ANSYS的拱橋屈曲分析
基于ANSYS的拱橋屈曲分析
單元類型：link8
材料屬性：
mp,ex,1,2.1e11
mp,alpx,1,1.2e-5
mp,dens,1,7.8e3
mp,prxy,1,0.3
實常數：
r,1,1.2*2.18e-3 !下玄桿2*L80*7
r,7,1.2*2.18e-3 !上玄桿2*L80*7
r,8,1.09e-3 !組間橫聯L80*7
r,2,0.00127 !斜邊桿槽鋼100
r,3,0.000614 !豎桿、小斜桿L63*5
r,4,1.974e-3 !片間水平連桿2*L100*50*8
r,6,1.09e-3 !橫截面交叉橫聯，上弦片間水平橫聯（間距1m）L80*7
r,10,2.18e-3 !下弦片間水平橫聯（間距2m）2L80*7 （將兩根合并到一根）
r,9,2.18e-3 !組間水平橫聯2*L80*7
r,15,2.0*2.18e-3 !拱腳上下弦加強處2*L80*7
r,16,2.0*0.00127 !拱腳加強斜邊桿槽鋼100
r,17,6*1.974e-3 !
展開 
Ansys Zemax | 量化眩光效應(Veiling Glare)
我們可以看到現在的高光線密度區域的尺寸和形狀還與原始點列圖完全相同（我們在原始點列圖內忽略了散射效應），但散射效應仍將一些光照射在這個小點上，從而使理想的純黑背景（無光線到達）變為具有光線分布的背景。這反過來降低了系統的對比度，從而降低了 MTF。
注意：在我們的模型中添加散射對中心點列圖的形狀或大小沒有任何影響，散射效應只將一些光線從光斑中心位置移開。
因為離軸視場光束散射的光線離中心光斑更遠，所以在中心點列圖附近的背景強度比軸上視場光束弱。因此，我們可以期望離軸視場比軸上視場有更好的對比度和更高的MTF。這符合 OpticStudio 在包含散射時的 MTF 曲線所示。
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請注意，還有兩個其他的分析特性允許您“散射光線”：幾何圖像分析和幾何圈入能量，這兩個功能也可以檢查散射的效果。
展開 ANSYS workbench 推桿線性屈曲分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習推桿三維模型的處理
2、學習線性屈曲分析步的建立
3、學習線性屈曲分析的邊界條件的施加
4、學習線性屈曲分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 推桿線性屈曲分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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基于ANSYS的軸心受壓柱屈曲分析
基于ANSYS分析
本節選取編號1截面型式進行詳細分析，其他編號截面計算步驟相同只給出計算結果。
（1）特征值屈曲分析
選取編號1截面，分析方式為靜力分析，并且打開預應力選項，求解。在列桿件屈曲方程時，都假定構件有了一定的側向變形，預應力效應與此相似。打開預應力效應是把靜力分析的結果產生的幾何剛度加進去。選擇求解方式為Block Lanczos，并且選擇提取5階屈曲模態，并且在載荷步選項卡中設定對 5階屈曲模態進行擴展，求解。下面幾幅圖顯示了不同模態的結果。
圖（4）第一階屈曲模態
圖（5）第二階屈曲模態
圖（6）第三階屈曲模態
圖（7）第四階屈曲模態
圖（8） 第五階屈曲模態
線性特征值屈曲分析所產生的多階模態結果，直觀來看，是對于線性屈曲計算產生的不同特征值所繪制的變形圖，然而工程實際是不會對同一個結構產生多種屈曲的，當承載使其達到第一階屈曲的載荷時，就會發生屈曲，因此分析時只提取一階屈曲系數，作為實際工程中應用。
提取第一階屈曲系數FQRT1= 677030
（2）非線性屈曲分析
屈曲問題主要分為兩類：分叉點屈曲和極值點屈曲。前面提到的特征值屈曲問題，屬于分叉點屈曲。ANSYS 模擬特征值屈曲問題時，對于理想壓桿的線性特征值屈曲問題，可以很好的模擬；但是，對于非線性特征值問題，ANSYS 并不能給出讓人滿意的解答。但是，可以用解決極值點屈曲問題的方式，也就是壓潰理論，去求解非線性特征值問題。
由于線性特征值屈曲分析僅限于線性問題，忽略了工程實際中確實存在的非線性項，所得的結果不夠準確，所以在實際工程分析中，更多的是采取非線性屈曲分析的方式，解決結構的穩定性分析問題。
展開 Ansys | 環肋圓柱體的非線性屈曲分析
反力-時間曲線（圖 5）顯示了峰值力的大小，該峰值對應于屈曲載荷。
圖 4. 圓柱柱體的屈曲形狀
圖 5. 反力-時間曲線
總結
本模擬通過圓柱柱體局部屈曲分析，說明了如何向初始幾何引入缺陷。這種缺陷量對于使模型在數值上發生屈曲是必要的。使用非線性穩定化是為了在屈曲點處實現收斂。
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Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 在ANSYS中用表面效應單元加任意方向的荷載
用表面效應單元加任意方向的荷載
finish
/PREP7
et,1,45 !定義實體單元solid45
et,2,154 !定義三維表面效應單元
KEYOPT,2,2,0 !指定表面效應單元的K2=0，所加荷載與單元坐標系方向相同
KEYOPT,2,4,1 !指定表面效應單元的K4=0，去掉邊中點，成為四結點表面單元
block,-5,5,-5,5,0,5 !建實體模型
mp,dens,1,2000
mp,ex,1,10e9
mp,prxy,1,0.2
asel,s,loc,z,5.0,5.0 !選中實體上表面
AATT, 1, , 2, 0, !指定實體上表面用154號單元
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
esize,,5
amesh,all !對上表面劃分網格
allsel,all
VATT, 1, , 1, 0 !指定實體用45號單元
MSHAPE,0,3D
MSHKEY,1
vmesh,all
/PSYMB,ESYS,1 !顯示單元坐標系
esel,s,type,,2 !選中實體上表面的表面效應單元以方便加荷載
sfe,all,1,pres,,50 !在面內加Z向荷載，大小為50，荷載方向可通過值的正負控制
sfe,all,2,pres,,100 !在面內加X向荷載，大小為100
sfe,all,3,pres,,150 !在面內加Y向荷載，大小為150
/psf,pres,,2,0,1 !以箭頭方式顯示所加荷載
!
展開 基于ANSYS的拱橋屈曲分析（命令流） ￥1
基于ANSYS的拱橋屈曲分析（命令流），和基于ANSYS的拱橋屈曲分析一起配合用，感興趣的可以下載，象征性收1元
基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析 ￥288
基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
霍爾效應是電磁效應的一種，這種效應在傳感器中得到了廣泛的應用，目前主要用于測量磁場強度。霍爾效應是導電材料中的電流與磁場的相互作用，而產生電動勢的一種效應。
這個導電材料通常是半導體材料，將半導體材料接入一個電源中，形成一個回路，此時電路中就存在電荷的定向移動，如下圖：
當該導體處于磁場中，電荷就會在洛倫茲力的作用下，其路徑發生偏移，電荷偏移之后形成電場，那么在兩側就會形成電壓，如圖所示
其理論公式如下所示，
其中E為電場強度，e為電荷量，n為帶電粒子數量，B磁感應強度，V粒子速度
達到平衡后，
取 Rh=1/ne
為霍爾系數，是跟霍爾材料有關的一個系數，就得到霍爾效應的核心公式：
可以看到電壓是正比于磁場強度，所以，當傳感器形狀確定以后，其通電電流確定后，那么磁場越強，其感應電壓越大，所以霍爾效應傳感器能夠應用到磁場測量中。
那么ANSYS中我們可以仿真這個現象嗎？當然可以，萬能的ANSYS可以計算這個現象，下面簡單描述其流程。
1.首先建立模型，模型如圖所示，這種結構主要是為了仿真需要，因為一側通電，產生電流，另一側是測試電壓，通過提取結果數據來獲取，側面的體形是為了電路中電流的合流，因為實際的電路就是一根測試導線來連接半導體。
展開 ANSYS workbench 圓筒線性屈曲分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習圓筒三維模型的處理
2、學習線性屈曲分析步的建立
3、學習線性屈曲分析的邊界條件的施加
4、學習線性屈曲分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 圓筒線性屈曲分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉效應
導讀：矩形截面梁的切應力和扭轉角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
一、模型演示
本試驗演示了非圓形截面構件在扭矩作用下的扭轉效應。
取一根由海綿制成的矩形截面梁，在縱向畫出每個面的中心線，代表梁的中性層。再沿梁長度方向等間隔地畫出一系列垂直線，代表梁的不同橫截面。用塑料框架固定海綿梁的一端，對另一端施加扭轉。可以觀察到：
(1)代表梁橫截面的線不再保持平直。
(2)代表中性層的水平中心線與垂直線之間的夾角不再保持90°。
素材來源：
那么，矩形截面梁的切應力和扭轉角用ANSYS怎么計算呢？與解析解吻合嗎？
二、問題描述
矩形截面桿件的h= b = 20 mm，扭矩T= 200 N.m，剪切模量G = 80 GPa。計算矩形截面梁的切應力和扭轉角。
問題分析：只受扭轉，用梁單元BEAM188建模分析。梁單元的單元屬性有單元類型、截面屬性和材料屬性。設置材料屬性一般輸入彈性模量和泊松比，計算前需將剪切模量G轉換成彈性模量E，E =2G(1+u)。設泊松比u = 0.3，彈性模量E= 208 GPa。單位制mm、N和MPa。矩形截面桿件長度取80mm。
三、計算結果
經過ANSYS建模計算，以下是矩形截面梁的切應力和扭轉角的計算結果。由此可見，當梁的橫截面的份數多一些，更接近解析解。份數越多，ANSYS數值解趨于穩定。
(1)計算結果列表
Nb和Nh是ANSYS中橫截面的份數，默認是2份。
(2)扭轉角云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
(2)切應力云圖
①Nb=Nh=2
②Nb=Nh=16
四、理論計算
參考教材：劉鴻文. 材料力學 I (第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 91-93.
展開 ANSYS workbench 工字梁線性屈曲分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習工字梁三維模型的處理
2、學習線性屈曲分析步的建立
3、學習線性屈曲分析的邊界條件的施加
4、學習線性屈曲分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 工字梁線性屈曲分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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