ansys改變形狀的案例
4D打印智能材料能隨溫度改變性質(zhì)形狀
基于這項技術的4D打印有一個很大的不同之處，它使用特殊材料和復雜設計來打印物體，這些物體在環(huán)境條件如溫度變化下，會隨之改變形狀。
工程師們創(chuàng)造的這種新“超材料”，經(jīng)過精心設計，具有自然界中找不到的特性，它們不同尋常甚至違反直覺。以前，超材料的性質(zhì)和形狀一旦制造出來就不可逆轉(zhuǎn)，但此次用熱量來調(diào)整特性的超材料，能在被擊打時保持剛性，或像海綿一樣變軟以吸收震動。
在室溫73華氏度（約22.8℃）和194華氏度（90℃）之間的溫度區(qū)間，剛性調(diào)節(jié)可以超過100倍，從而很好地控制減震。材料可重新成形，以用于各種目的。它們暫時變形，轉(zhuǎn)變?yōu)槿魏?em>形狀，然后在加熱時，根據(jù)需要回復其原始形狀。
這種神奇的材料，可用于提高飛機或無人機機翼性能，還可用于空間發(fā)射的坍塌輕質(zhì)結構，甚至更大結構的太空板的重建。由這種材料制成的軟機器人像章魚一樣柔韌，可根據(jù)環(huán)境和當前任務，調(diào)整靈活性或剛度。而將其插入微小裝置植入人體進行診斷或治療，可以讓介入裝置暫時變得柔軟和靈活，進入人體進行微創(chuàng)手術并減少疼痛。
展開 醫(yī)療微型機器人可根據(jù)周圍環(huán)境在人體內(nèi)自動改變形狀
但是新機器人的設計也具有一定的自主性 - 它們可以根據(jù)周圍環(huán)境改變形狀，折疊并展開自己最有效的工作形狀。例如，研究小組發(fā)現(xiàn)，管狀體等是最佳設計，可以通過低粘度液體，而螺旋形狀更適合穿過更粘稠的液體。為了讓機器人自己在兩個形狀之間進行過渡，團隊設計使其由更高的蔗糖濃度觸發(fā)。
“我們的機器人具有特殊的成分和結構，可以讓它們適應它們所流過的液體的特性，”該研究的首席研究員Selman Sakar解釋說，“例如，如果它們遇到粘度或滲透濃度的變化，它們改變自己的形狀，以保持速度和機動性，同時不失去對運動方向的控制?！? 研究人員通過設計用于模擬血管的玻璃管對機器人進行測試，測試機器人在不同粘度的液體中前行。這有助于團隊找出哪些形狀在哪些環(huán)境中更好。該團隊多年來一直在開發(fā)微型機器人，但這些看起來像迄今為止最先進的機器人。將來，這項工作可能會導致機器人將藥物直接輸送到需要的身體部位，甚至可以盡可能進行無創(chuàng)手術。
該研究發(fā)表在《科學進展》(Science Advances)雜志上。
展開 ANSYS APDL中判斷和改變奇偶性的方法
遇到的問題是需要讓變量TotalNumber為偶數(shù)，思路為如果是偶數(shù)直接TotalNumber依然是原值，如果是奇數(shù)就加1。
需要判斷變量的奇偶數(shù)問題。在C 或者matlab中非常容易判斷。但在APDL中，沒有判斷函數(shù)。搜了下，結果提示用nint(x)函數(shù)。help中說到 nint(x)就是abs,sin,cos等函數(shù)一樣可以直接用來運算。nint(x)的意思是‘Nearest interger to x’，意思是說最接近x的整數(shù)。比如nint(2.1)=2，nint(2.5)=3，就相當于四舍五入。基于此，我就用它來作為判斷奇數(shù)偶數(shù)的工具了。
實現(xiàn)的命令如下：
!change TotalNumber to even number
*if,abs(nint(TotalNumber/2)-TotalNumber/2),le,0.3,then ! 不一定是0.3， 只要是小于0.5 就可以了。
TotalNumber=TotalNumber
*else
TotalNumber=TotalNumber+1
*endif
展開 ANSYS如何在荷載步之間改變材料屬性
很多朋友在做實際工程項目分析時，可能會遇到如下情況，結構材料屬性會隨著結構荷載的變化而變化，也或者結構在加載到一定程度后，改變某些組件的材料屬性。
部分同學的想法是在計算到這種情況下直接改變材料的屬性，然而此種做法帶來的后果便是前面計算的結果根本對后續(xù)無用，那么在ANSYS中如何實現(xiàn)這種在荷載步之間改變材料屬性呢？
今日水哥以一個簡單的例子來說在荷載步之間改變材料屬性的大概思路（其實就是利用ANSYS的重啟動功能），僅供朋友們參考。
某截面尺寸為100x100的柱子，長度500，頂端受均布荷載作用，假定結構的極限位移限制為4mm，結構初始均布荷載為10MPa，分20步加載，每步加載10MPa，結構初始彈性模量為2Gpa,極限彈性模量為20Gpa,當結構位移大于極限位移的0.5倍時，材料的彈性模量會線性增加，試采用ANSYS分析此類情況。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
!初始彈性模量
FF0=10
!極限位移
ucC=4
!總共荷載步
nstnumber=20
!初始彈性模量
EX0=2.0e3
!極限彈性模量
EXU=2.0e4
!結構最大位移
UZmax=0
!==============
et,1,solid95
mp,ex,1,ex0
mp,prxy,1,0.3
blc4,,,100,100,500
esize,10
vmesh,all
!===============
/solu
!輸出Restart文件
rescontrl,define,all,-1,1
da,1,all,0
finish
save
!分步加載
*do,i,1,nstnumber
/solu
!
展開 
ANSYS在荷載步之間改變材料屬性例子
ANSYS在荷載步之間改變材料屬性例子
! Example of modify material between load steps in ANSYS
! 材料泊松比隨荷載增加而逐步增大
! 作者：陸新征 清華大學土木系
! Author: Lu Xinzheng Dept. Civil Engrg. of Tsinghua University
[Money=50]
FINISH
/CLEAR
/PREP7
FORCE=1. !初始荷載
FC=30. !極限荷載
NSTEP=30 !加載步數(shù)
EMU0=0.2 !初始泊松比為0.2
EMUU=0.499 !最終泊松比為0.499
SVM=0. !VON MISES應力
!*
ET,1,SOLID45
!*
!*
MP,EX,1,30E3
MP,NUXY,1,EMU0
!建立模型
BLC4,0,0,100,100,100
ESIZE,100,0,
VMESH,ALL
/SOLU
!輸出RESTART文件
RESCONTRL,DEFINE,ALL,-1,1
NLGEOM,1
D,2,ALL
D,4,UY
D,5,UY
D,6,UY
D,5,UX
FINISH
SAVE
!分步加載
*DO,I,1,NSTEP
FINISH
/SOLU
!使用重啟動功能
*IF,I,GT,1,THEN
ANTYPE,,REST,
PARRES, CHANGE , PARAM, TXT,
*ENDIF
! 如果荷載超過強度的50%，則線性提高泊松比
*IF,SVM,GE,FC*0.5,THEN
MP,EX,1,30E3
MP,NUXY,1,EMU0+(EMUU-EMU0)*(SVM/FC-0.5)/0.5
*ENDIF
!得到下一步荷載
FORCE=FORCE+1
!
展開 CAESES與ANSYS耦合形狀優(yōu)化
在ANSYS中進行形狀優(yōu)化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現(xiàn)CAESES動態(tài)變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。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，其幾何設計變量會自動顯示在參數(shù)設置中。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)設計得到新方案。
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展開 Ansys榮獲Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 提名
主要亮點
Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 重點關注社會公益，旨在提升讓世界變得更美好的產(chǎn)品和概念
Ansys在軟件類別中入圍決賽，并獲得醫(yī)療類別榮譽獎
Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 獲獎名單于近日公布，以表彰在解決健康與氣候危機、社會不公或經(jīng)濟不平等方面積極參與、大力踐行創(chuàng)新事業(yè)的企業(yè)、政策、項目和概念。Ansys在軟件類別中入圍決賽，并獲得醫(yī)療類別榮譽獎。
Ansys憑借生成人類心臟的數(shù)字孿生體而獲此殊榮。Ansys通過開發(fā)患者定制的人類心臟數(shù)字孿生體，用于規(guī)劃治療并指導醫(yī)療程序，從而徹底改變潛在致命性心律不齊的治療方法。該數(shù)字孿生的關鍵組成部分是Ansys的降階模型（ROM），這是高保真模型的簡化版，能夠在加快計算速度的同時最大限度提高預測精度。仿真完整模型可能要花費數(shù)小時，而ROM可顯著加快該過程，讓心臟病專家能夠?qū)崟r查看結果。
該數(shù)字孿生體將心臟的MRI成像與基于物理的電生理學仿真相結合，這將幫助醫(yī)生可視化心臟功能的完整圖像，包括保持心臟跳動的整個電場。
展開 Ansys榮獲Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 提名
主要亮點
Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 重點關注社會公益，旨在提升讓世界變得更美好的產(chǎn)品和概念
Ansys在軟件類別中入圍決賽，并獲得醫(yī)療類別榮譽獎
Fast Company 2021年度 “改變世界創(chuàng)意大獎” 獲獎名單于近日公布，以表彰在解決健康與氣候危機、社會不公或經(jīng)濟不平等方面積極參與、大力踐行創(chuàng)新事業(yè)的企業(yè)、政策、項目和概念。Ansys在軟件類別中入圍決賽，并獲得醫(yī)療類別榮譽獎。
Ansys憑借生成人類心臟的數(shù)字孿生體而獲此殊榮。Ansys通過開發(fā)患者定制的人類心臟數(shù)字孿生體，用于規(guī)劃治療并指導醫(yī)療程序，從而徹底改變潛在致命性心律不齊的治療方法。該數(shù)字孿生的關鍵組成部分是Ansys的降階模型（ROM），這是高保真模型的簡化版，能夠在加快計算速度的同時最大限度提高預測精度。仿真完整模型可能要花費數(shù)小時，而ROM可顯著加快該過程，讓心臟病專家能夠?qū)崟r查看結果。
該數(shù)字孿生體將心臟的MRI成像與基于物理的電生理學仿真相結合，這將幫助醫(yī)生可視化心臟功能的完整圖像，包括保持心臟跳動的整個電場。
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
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進行形狀優(yōu)化
CAESES中參數(shù)化幾何模型的設置
在ANSYS中進行形狀優(yōu)化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現(xiàn)CAESES動態(tài)變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。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，您可以為各個面自定義不同的顏色，它們會在ANSYS Workbench中轉(zhuǎn)化為標識符。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于顏色的信息。
各個面的顏色標識
當更新好ANSYS Workbench組件后，幾何模型的設計變量就會自動顯示在參數(shù)設定區(qū)域。通過手動或優(yōu)化工具改變這些參數(shù)，來生成新的設計方案。無論您需要解決何種CAE任務（如計算流體力學或結構分析），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。
在ANSYS Workbench中進行自動形狀優(yōu)化，并比較不同形狀幾何的性能
ACT應用開發(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，CAESES工程師在CADFEM進行了系統(tǒng)的交流和培訓。
展開 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(fā)生大變形后不產(chǎn)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(yī)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(chuàng)建靜力結構系統(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、定義分析設置和邊界條件。共創(chuàng)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(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(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 
ANSYS中的LTRAN命令——改變一組線的參考坐標系
NL1, NL2, NINC：需要改變線的線號。改變線號從NL1到NL2（默認等于NL1）增量為NINC（默認等于1）的所有線的坐標系。如果NL1=ALL，則忽略NL2與NINC的內(nèi)容，改變所有[LSEL]選擇線的坐標系。如果NL1=P，則激活圖形拾取功能，忽略命令的其它內(nèi)容，使用鼠標操作。當然NL1也可以為組件名，此時忽略NL2與NINC的內(nèi)容。
KINC：產(chǎn)生線上關鍵點的編號增量。如果KINC=0，則使用允許使用的最小關鍵點號。
NOELEM：是否同時產(chǎn)生節(jié)點和單元，可取如下值
0—同時生成附屬在線上的節(jié)點和單元
1—不生成附屬在線上的節(jié)點和單元
IMOVE：是否保留原來的線，有如下選項：
0—產(chǎn)生新的線，同時保留原來的線
1—移動線到新位置，且保持線上的關鍵點號不變，忽略KINC和NOELEM的值
2.操作路徑
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Move/ Modify> Transfer Coord> Lines
相應的操作提示框如圖1所示
圖1 操作提示框
3.實例
輸入命令
/prep7
K,1,1,1,1
K,2,2,3,2
K,3,1,4,3
K,4,2,2,3
LSTR,1,2
LSTR,3,4
LOCAL,11,0,10,12,15
Csys,0
LTRAN,11,1,,,10,1,0
LTRAN,11,2,,,10,1,1
則生成的線如圖2所示
圖2 生成的線
4.參考文獻
ANSYS HELP 15.0
展開 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(fā)生大變形后不產(chǎn)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(yī)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(chuàng)建靜力結構系統(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、定義分析設置和邊界條件。共創(chuàng)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(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(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 ANSYS中的ASUB命令——通過已存在面的形狀生成一個面
由已存在面的2、4、6、7角點重新生成一個面
則生成的面如圖1所示
圖1 ASUB命令的操作結果
4.參考資料
ANSYS HELP 15.0
ANSYS網(wǎng)絡研討會——利用網(wǎng)格變形技術進行空氣動力學形狀探索和優(yōu)化
本次網(wǎng)絡研討會說明了如何針對空氣動力學形狀優(yōu)化問題制定快速解決方案。在網(wǎng)絡研討會上，我們提出了用 ANSYS Workbench 作為框架、RBF 作為變形技術、 ANSYS Fluent 作為求解器且以 DesignXplorer 作為實驗設計工具部署的新方法。
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利用網(wǎng)格變形技術進行空氣動力學形狀探索和優(yōu)化
