ansys 截面形狀的案例
Creo網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂| 標(biāo)準(zhǔn)化截面形狀
課程內(nèi)容：
草繪截面是建模特征中必不可少的一部分，設(shè)計(jì)意圖的傳播及工程圖紙的標(biāo)注都關(guān)心及需要他的輔助，標(biāo)準(zhǔn)化的截面更是加快企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的手段之一。
建議在wifi環(huán)境下觀看
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Creo網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂| 標(biāo)準(zhǔn)化截面形狀
課程內(nèi)容：
草繪截面是建模特征中必不可少的一部分，設(shè)計(jì)意圖的傳播及工程圖紙的標(biāo)注都關(guān)心及需要他的輔助，標(biāo)準(zhǔn)化的截面更是加快企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的手段之一。
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來源于：陽普科技sunpro
CFD-POST任意可用函數(shù)表示形狀截面創(chuàng)建
之前有學(xué)員問子通道的截面如何在CFD-POST中進(jìn)行創(chuàng)建，以下簡易的通道截面對該過程做了詳細(xì)的說明，希望通過這個(gè)案例能幫助到你。
目的：CFD-POST創(chuàng)建任意可以用函數(shù)表征的截面，本次在中心圓附件創(chuàng)建正六邊形
1、 創(chuàng)建目標(biāo)截面，Z=12m截面
2、 創(chuàng)建函數(shù)，基于X\Y創(chuàng)建函數(shù)，利用函數(shù)切割已建立的目標(biāo)面，中心圓，圓心位于（0 0 12）。分別創(chuàng)建以下函數(shù)：
插入expression，F(xiàn)1 = -sqrt（3）*X+Y;
F2 = sqrt（3）*X+Y;
點(diǎn)擊variables，插入函數(shù)對應(yīng)給定名稱F11，選擇F1；F22選擇F2;
3、 完成以上函數(shù)創(chuàng)建后，點(diǎn)擊iso-clip：
a) 基于最初創(chuàng)建的plane1，進(jìn)行iso-clip切分，如下圖所示：
b) 基于iso-clip1，再插入iso-clip
c) 基于iso-clip2再切分
d) 基于iso-clip切分可得最后需要得到的正六邊形截面
以上這些過程均可在cfd-post的cst狀態(tài)文件中進(jìn)行辯解
展開 APDL自定義截面打開單元形狀后總是對不齊，怎么辦？
ANSYS中的自定義截面功能為用戶定義復(fù)雜截面提供了方便，然而部分同學(xué)在處理復(fù)雜截面時(shí)，有遇得到過明明截面外框尺寸都一樣，而網(wǎng)格劃分后打開單元形狀發(fā)現(xiàn)截面出現(xiàn)偏離對不齊的情況。
以下面的案例為例，此處自定義了兩個(gè)復(fù)雜箱梁截面，均采用在CAD建立好面域，導(dǎo)入ANSYS中劃分網(wǎng)格，然后在采用secwrite命令自定義截面。
兩個(gè)截面的外觀尺寸完全一致，唯一不同的是內(nèi)部空心 形狀不一致！
截面一形式如下：
截面二形式如下：
導(dǎo)入ANSYS，劃分網(wǎng)格后，并打開單元形狀，截面如下：
從截圖中可看到，兩者截面交匯處有明顯的截面錯(cuò)位，放大如下所示：
有的同學(xué)會認(rèn)為兩者截面外部尺寸完全一樣，理論上應(yīng)該重合才是，可為啥還有這種情況出現(xiàn)呢？
原因如下：
在ANSYS的梁單元截面定義中，ANSYS默認(rèn)梁單元中心線(單元坐標(biāo)系X軸)位于截面形心處，當(dāng)用戶用secplot繪制截面形狀時(shí)所出現(xiàn)的Centroid Y和Centroid Z即為截面形心相當(dāng)于截面定義原點(diǎn)的坐標(biāo)。如果兩個(gè)截面的這兩個(gè)坐標(biāo)不一致，就會出現(xiàn)類似上圖中的錯(cuò)位現(xiàn)象！
單元坐標(biāo)系X軸以截面形心位置為準(zhǔn)
那么截面原點(diǎn)位于哪個(gè)地方呢？自帶截面庫對于雙邊對稱的情況（例如矩形，圓形），原點(diǎn)一般位于截面對稱中心處，而對于單邊對稱的情況（例如槽型截面），原點(diǎn)一般位于左下角原點(diǎn)。如果用戶采用了自定義截面，則原點(diǎn)位于用戶自定義截面時(shí)的坐標(biāo)原點(diǎn)（0,0）處。
例如此處我們在cad中繪制截面時(shí)，坐標(biāo)（0,0）位于頂部中心處，那么這個(gè)點(diǎn)就是我們截面的原點(diǎn)。
此處注意坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，雖然我們在cad中是X、Y坐標(biāo)，但換到ANSYS截面定義中，x坐標(biāo)代表單元坐標(biāo)系Y軸，y坐標(biāo)系代表單元坐標(biāo)系Z軸。
展開 
CAESES與ANSYS耦合形狀優(yōu)化
在ANSYS中進(jìn)行形狀優(yōu)化
為了能夠在ANSYS Workbench中實(shí)現(xiàn)CAESES動態(tài)變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴(kuò)展）。并通過CAESES組件更新并下載“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
在ANSYS Workbench中的CAESES組件更新后，其幾何設(shè)計(jì)變量會自動顯示在參數(shù)設(shè)置中。之后，就可手動或是通過優(yōu)化工具（ANSYS的內(nèi)置策略、optiSLang等）來改變這些變量參數(shù)設(shè)計(jì)得到新方案。
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展開 ANSYS中不同形狀的波函數(shù)書寫方法
以下為excel的圖像表達(dá)
函數(shù).zip
作者文章.7z
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
在ANSYS中以CAESES進(jìn)行形狀優(yōu)化
CAESES中參數(shù)化幾何模型的設(shè)置
在ANSYS中進(jìn)行形狀優(yōu)化
為了能夠在ANSYS Workbench中實(shí)現(xiàn)CAESES動態(tài)變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴(kuò)展）。并通過CAESES組件下載并更新“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
使用CAESES-ANSYS自動生成幾何
導(dǎo)出的文件為ACIS(*.sat)格式，其中包含了大量的識別不同幾何部分的額外信息。在CAESES中，您可以為各個(gè)面自定義不同的顏色，它們會在ANSYS Workbench中轉(zhuǎn)化為標(biāo)識符。在自動生成網(wǎng)格的過程中，您需要通過“命名選擇”來識別模型不同的顏色。您可以在處理好的幾何模型中找到更多的關(guān)于顏色的信息。
各個(gè)面的顏色標(biāo)識
當(dāng)更新好ANSYS Workbench組件后，幾何模型的設(shè)計(jì)變量就會自動顯示在參數(shù)設(shè)定區(qū)域。通過手動或優(yōu)化工具改變這些參數(shù)，來生成新的設(shè)計(jì)方案。無論您需要解決何種CAE任務(wù)（如計(jì)算流體力學(xué)或結(jié)構(gòu)分析），無論您使用何種求解器（如ANSYS Fluent，ANSYS CFX和ANSYS Mechanical），這一新的連接都可以為您提供完美的服務(wù)。
在ANSYS Workbench中進(jìn)行自動形狀優(yōu)化，并比較不同形狀幾何的性能
ACT應(yīng)用開發(fā)
為了CAESES 和ANSYS Workbench之間的耦合連接，CAESES與CADFEM公司開展了緊密的合作。
在第一階段，為了解ANSYS中的ACT技術(shù)，CAESES工程師在CADFEM進(jìn)行了系統(tǒng)的交流和培訓(xùn)。
展開 Ansys | 基于熱效應(yīng)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(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)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(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。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(dǎo)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(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進(jìn)行網(wǎng)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(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)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(shí)，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(fā)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(fā)生主要的相變，計(jì)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(fù)發(fā)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(yùn)行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 ANSYS Workbench中如何提取截面內(nèi)力 ￥3.9
在土木及水利設(shè)計(jì)中，截面內(nèi)力是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中極為重要的參數(shù)，也是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要依據(jù)。本文重點(diǎn)介紹如何在Workbench平臺自定義截面并獲得相應(yīng)截面的內(nèi)力，并將其結(jié)果輸出。方法簡單，操作易上手！最終結(jié)果顯示如下：
具體步驟為：1、自定義創(chuàng)建截面，這里建議采用局部坐標(biāo)系的方法建立截面位置；
Ansys | 基于熱效應(yīng)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(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)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(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。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(dǎo)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(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進(jìn)行網(wǎng)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(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)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(shí)，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(fā)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(fā)生主要的相變，計(jì)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(fù)發(fā)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(yùn)行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 ANSYS APDL截面特性批量讀取方法 ￥199
1號截面
可以得到該截面實(shí)常數(shù)應(yīng)為：
R,1,0.859305,16.801,2.4843, , $RMORE,,2.87252
上述方法比較常規(guī)，具體操作可以訪問我在B站的建模教程：ANSYS建模經(jīng)驗(yàn)分享、ANSYS截面特性計(jì)算方法
可以發(fā)現(xiàn)，利用上述命令流并不會得到”TKZ、TKY“兩個(gè)變量，需要手動輸入，雖然這兩個(gè)變量不會對模型分析產(chǎn)生影響，但它們是檢查模型建立正確與否的兩個(gè)關(guān)鍵變量，即所謂的”大小小大，小大大小“關(guān)系。另外一個(gè)不方便之處在于當(dāng)截面非常多時(shí)（大多數(shù)情況下一個(gè)結(jié)構(gòu)具有幾十個(gè)截面），使用上述命令流比較耗時(shí)。因此，基于以上不足，小編優(yōu)化了計(jì)算方法，采用MATLAB與ANSYS APDL聯(lián)合的方法，一鍵批量計(jì)算所有截面的實(shí)常數(shù)。
展開 
ANSYS APDL BEAM 單元的截面設(shè)置
指定讀入的截面類型在后面使用中編號
secoffset,cent !指定截面在梁縱軸上的偏移量
secread,'jm2','sect',,mesh !讀入截面。如果截面保存在其他路徑，可以采用絕對路徑的方法確定
SECPLOT,1,1 !畫出截面，并顯示截面的網(wǎng)格劃分。
k,5,1,10000
k,6,1,0
k,7,1,0,5000
k,8,5000,0,0 !前兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是為了建立梁，后兩個(gè)作為方向關(guān)鍵點(diǎn)使用
l,5,6
lsel,s,line, ,1,5,1 !選擇梁單元的軸線
latt,1,,1,,7,8,1 !將材料號、截面參考號、實(shí)常數(shù)（如果有的話）、方向關(guān)鍵點(diǎn)等信息分配給
!上面已經(jīng)選擇好的還沒有劃分單元的梁軸線/
lesize,all,,,10 !指定梁縱向劃分網(wǎng)格的尺寸。由于前面已經(jīng)用LSEL命令選擇好了的線就是梁的中軸線
!所以不需要再次選擇（ANSYS里，選擇好的實(shí)體會有個(gè)標(biāo)志，除非你用命令改變了它們）
lmesh,all !劃分網(wǎng)格，好了，你可以再改變參數(shù)，增加荷載項(xiàng)并求解啦。
【附注】
把在ansys中使用梁單元的主意事項(xiàng)列于下：
1. beam188、beam189在section中設(shè)定參數(shù)；而beam3、beam4則必須在實(shí)常數(shù)中設(shè)置，其中橫截面積、彎曲慣性矩以及扭轉(zhuǎn)慣性矩是必須填入的，截面厚度（TKY、TKZ）只在圖形顯示中有用，計(jì)算的時(shí)候并不用到它，看一下梁單元?jiǎng)偠染仃嚨耐茖?dǎo)就可明白，ansys的理論手冊也有梁單元?jiǎng)偠汝囋氐脑敿?xì)介紹。
展開 ansys中梁單元截面類型
ansys中梁單元截面類型總共給了12種，如下圖
最后一種“ASEC”，即其他亞類，不需要形狀，只需輸入一些截面的數(shù)據(jù)即可。
ASEC類型有如下圖幾個(gè)參數(shù)：
如圖共有11種關(guān)于截面屬性的參數(shù)：A,Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy, CGz, SHy, SHz, TKz,
TKy
各個(gè)屬性所代表的參數(shù)的意義
A = Area of section 截面面積
Iyy = Moment of inertia about the y axis 對y軸的慣性矩
Iyz = Product of inertia 慣性積
Izz = Moment of inertia about the z axis z軸的轉(zhuǎn)動慣量
Iw = Warping constant 翹曲慣性矩
J = Torsional constant 扭轉(zhuǎn)常數(shù)
CGy = y coordinate of centroid y坐標(biāo)的重心
CGz = z coordinate of centroid z坐標(biāo)的重心
SHy = y coordinate of shear center y坐標(biāo)的剪切中心
SHz = z coordinate of shear center z坐標(biāo)的剪切中心
TKz = Thickness along Z axis (maximum height)沿Z軸厚度
TKy = Thickness along Y axis (maximum width)沿Y軸厚度
展開 ansys apdl求助（截面）
輸入命令流導(dǎo)入截面賦予到單元，但是截面旋轉(zhuǎn)了90度，如何旋轉(zhuǎn)回來？
ANSYS中的ASUB命令——通過已存在面的形狀生成一個(gè)面
由已存在面的2、4、6、7角點(diǎn)重新生成一個(gè)面
則生成的面如圖1所示
圖1 ASUB命令的操作結(jié)果
4.參考資料
ANSYS HELP 15.0
