ansys 薄膜應力的案例
奇怪：線性化后的薄膜+彎曲應力值竟然大于最大總應力值？
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問：采用有限元計算一個模型，計算出來的最大總應力值是250Mpa，而通過此最大應力點定義路徑提取出線性化后的計算結果發現薄膜+彎曲應力的值=260Mpa＞最大總應力值250Mpa。理論上是不可能的啊，軟件計算是不是有問題啊，是不是計算有誤？
答：理論上來說，薄膜+彎曲應力值確實是不應該＞總應力值的；在力學模型、邊界條件和載荷條件均施加正確的前提下，軟件計算出現這種情況是正常的，那么為什么線性化后的結果會出現這種奇怪的現象呢？問題又出在哪里呢？
展開 薄膜閥結構應力分析！！！
螺栓
反鐵磁LaMnO3薄膜中應力調控的交換偏置現象
交換偏置現象被發現出現在位于具有壓應力的襯底上生長的(La,Sr)MnO3單晶薄膜中，但是還未在具有拉應力的單錳礦薄膜中出現過. 人們曾經在LaMnO3晶體中發現基態的反鐵磁現象，而其中的本征鐵磁現象仍然存在較大的爭議。
山西師范大學許小紅教授課題組用脈沖激光沉積系統外延生長了LaMnO3(LMO)薄膜，研究了拉應力和壓應力對薄膜磁學性質的影響，發現在拉應力和壓應力的襯底上，外延生長這種A型反鐵磁LMO薄膜，均可出現交換偏置現象。
圖1 具有反鐵磁性(a)與鐵磁性(b)的MnO6的LMO結構；生長在LSAO襯底上的LMO薄膜的磁滯回線(c)
這是因為外應力導致襯底與薄膜界面處的MnO6氧八面體發生轉動，從而使臨近襯底的LMO薄膜下層出現了凈磁矩表現鐵磁性；而那些遠離襯底的LMO薄膜上層則由于外應力的釋放，仍保持原有的反鐵磁性。因此，LMO薄膜中自發的交換偏置現象，源于鐵磁性與反鐵磁性之間的交換耦合作用。這種在單一LMO薄膜中實現交換偏置的現象，為自旋閥器件的優化設計提供了一種新方法。
該研究成果最近發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9387-0。
展開 Ansys Lumerical | 薄膜鈮酸鋰電光相位調制器
最近在制備技術方面的發展使薄膜鈮酸鋰平臺成為超緊湊和高性能集成光子元件的極佳選擇。
在本文中，我們展示了如何使用我們的有限元集成開發環境（IDE）來仿真鈮酸鋰薄膜光波導中的電光調制。本工作中進行的模擬包括兩個主要階段：電學和光學。下面是所模擬的調制器的示意圖。
步驟1：電學仿真
在步驟1中，我們使用CHARGE求解器來仿真施加電壓偏置后鈮酸鋰（LN）脊波導中的電場分布。通過金電極以地-信號-地的配置施加電壓偏置。信號電極上施加從0V到5V的電壓，間隔為0.5V。地電極上施加的電壓保持固定在0V。所得電場結果將被用于通過Pockels效應計算LN材料中的折射率擾動。
在電學仿真中我們將得到以下結果：
靜電結果：靜電場數據集提供了許多數值，包括CHARGE模擬的重要結果，即電場（E場）在電容板之間的數值。
電光折射率擾動：使用電場（E場）數值，經計算可以得到施加電場后的的空間矢量折射率和所加電場導致的折射率差值，其中折射率的變化dn如下圖所示。這兩個值將用于后續的光學仿真
步驟2：光學模擬
根據步驟1中進行的折射率擾動計算，創建了一個擾動nk材料模型，并將其應用到LN波導結構中。然后，使用FEEM求解器來計算波長為1.55微米時波導中的模式。這些操作在一個for循環內執行，其中每次迭代對應一個電壓點。我們通過掃描TE基模，并繪制有效折射率隨施加電壓的變化。我們還計算相關的損耗（以dB/cm為單位）和不同電壓下的電壓-長度乘積 VπL。
首先，通過FEEM求解器，我們得到了在0-5V電壓下，LN脊波導的TE基模。根據TE基模的模式輪廓，發現在金屬電極下方出現了延伸的耗散尾巴。需要注意的是，x-cut 的鈮酸鋰易于發生模式混合，因為模式平面經歷了兩種不同的折射率[2]。
展開 
ANSYS后處理中的應力與屈服準則！
ansys后處理該看的那些應力
01
應力
材料發生形變時，內部產生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內力在一點的集度稱為應力 (Stress)，應力與微面積的乘積即微內力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。我們分析后查看應力，目的就是在于確定該結構的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說，我們在ANSYS計算中得到的應力，總是要和單軸破壞試驗得到的結果進行比對的。所以，當有限元模型本身是一維或二維結構時，通過查看某一個方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實體結構中，應力分布要復雜得多，不能僅用單一方向上的應力來代表結構此處的確切應力值——就出現了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
01
最大拉應力強度理論
該理論認為，材料破壞的主要因素是最大拉應力，無論何種狀態，只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力，則材料斷裂。其中，某點的最大拉應力數值，就是其第一主應力數值。
展開 ANSYS workbench泵殼熱應力分析 ￥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、學習泵殼的三維模型處理
2、學習線性熱結構耦合分析步的建立
3、學習泵殼熱結構耦合分析的載荷施加
4、學習泵殼熱結構耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 泵殼熱結構耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ansys中的節點應力
我想知道ansys中的節點應力是如何得到的？因為理論上講應力應該是針對微元體來講的，單純的節點是不存在應力的，那么ansys中結果所提供的節點應力是怎樣得到的？與單元表所顯示的應力往往存在較大差別，那實際進行強度分析的時候應該以哪個為準呢？
ANSYS如何提取某一節點的應力時程 ￥100
首先明確ANSYS的節點附加在單元上，可以通過選擇單元上節點的方法提取節點應力。
1 確定節點所在單元，顯示節點編號。
例單元號8560，節點號8678。
2 進入TimeHist Postpro, 定義變量。
3變量顯示。
付費內容為相關命令流。
ANSYS workbench中的應力到底對應什么（一）
在 ANSYS Workbench 中，“應力”（Stress）是結構力學分析中最核心的結果，它對應物體內部因外力、約束或溫度變化等因素產生的內力分布強度，具體反映了材料抵抗破壞變形的程度。
1. 應力的物理本質
從力學角度，應力是物體內部某一點處 “內力” 與 “受力面積” 的比值，數學表達式為：
σ = F / A（σ 為應力，F 為內力，A 為受力面積）
當物體受到外部載荷（如拉力、壓力、扭矩等）或約束限制時，內部會產生抵抗變形的內力，應力就是這種內力在微觀層面的 “強度體現”。
例如：一根鋼桿受拉力時，內部原子間會產生吸引力抵抗拉伸，應力越大，意味著原子間的 “拉扯力度” 越強。
2.
展開 ANSYS workbench中的剪切應力到底是什么（三）
在 ANSYS Workbench 中，剪切應力（Shear Stress） 是指物體內部平行于截面方向的應力分量，反映材料在平行于受力面方向上的 “錯動趨勢” 或 “剪切變形阻力”。它與正應力（垂直于截面的應力）共同構成了材料內部的應力狀態。
正應力 σx：表示X方向的正向應力
切應力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向沿Y方向的切應力
1.剪切應力的物理意義
從力學本質上看，剪切應力是由于物體受到平行于表面的力（剪切力）作用而產生的：
? 當外力試圖讓材料的兩部分沿平行方向相對滑動時（如剪刀剪斷物體），材料內部會產生抵抗這種滑動的內力，單位面積上的這種內力就是剪切應力。
? 單位為帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa），與正應力單位一致。
2.Workbench 中剪切應力的表現形式
在 Workbench 的結構分析（如靜力學分析）中，剪切應力如何表達，通過以下案例來理解。設置一個橫梁受到上面力的作用，則截面會產生剪切效果，計算后查看結果
那么根據理解，剪切應力最大的應該發生在平行于ZY平面的截面上，那么提取結果應該看YZ的剪切應力，提取結果如下
發現YZ結果并非理解的剪切應力的云圖，經過研究發現，剪切應力的大小遵循材料力學定義的方向，如下圖所示
結果提取Txy之后的應力可以發現結果和理解的相同.
切應力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向向Y方向的切應力，以X的正方向來截取左側的截面為參考
τ_xy：平行于 XY 平面，方向沿 x 軸在 y 方向的錯動（或 y 軸在 x 方向的錯動）；
（分量符號的第一個下標表示應力作用面的法線方向，第二個下標表示應力方向。例如 τ_xy 表示：作用在法線沿 x 軸的截面上，方向沿 y 軸的切應力。）
展開 Ansys Workbench應力線性化過程
首先，要進行應力線性化，必須定義適當的路徑，在model標簽上右鍵插入Construction Geometry，如下圖：
2. 選擇后，Outline中出現Construction Geometry選項，在選項上右鍵插入path，如下圖：
3.
插入路徑后，顯示如下圖所示路徑的Detail選項卡，黃色區域是對路徑的定義區域【默認的，face模式，則取點為面中心，
edge模式，取點為其中點，vertex模式，取點為模型上存在的點，坐標模式，取點為鼠標點擊的模型表面任一點，選中的點都可以Detail項中的x，y，z坐標值進行調整】
4. 定義好的路徑如下圖所示
5. 定義好路徑后，在標簽【Solution】上右鍵插入應力線性化選項，或者點中【Solution】后，在快捷欄選擇一種應力線性化，效果是一樣的，如下圖所示
6. 插入應力線性化選項后，出現如下圖所示的Detail選項卡，黃色為預選的路徑
定義好的路徑會在這里顯示，選擇一個作為當前線性化路徑
7. 線性化的結果示例。
展開 
Ansys 查看高斯點上的應力
許多時候我們需要在ANSYS中查看高斯點上的應或者和應變，然而我們看到的節點上的應力或者應變通常是由高斯點上的應力或者應變外插而來，這時候我們就需要用到ERESX這個命令了。
ERESX命令使用格式：ERESX，Key(GUI: Main>solution > Load Step Opts > Output Ctrls > Integration Pt或Main Menu > Preprocessor > Loads > Load
Step Opts > Output
Ctrls > Integration Pt)
Key為外插法控制鍵，有DEFA,YES和NO三個選項，分別對應著三種情況：
DEFA(默認設置)：除了具有塑性、蠕變或膨脹等非線性特性的單元意外，將積分點的結果進行外插擴展到所有單元的節點上。
YES: 將積分點的結果進行外插擴展到所有單元的節點上，僅將線性結果數據通過外插法擴展到這些具有塑性、蠕變或膨脹非線性特性的單元上。
NO: 將積分點上的結果復制(不是外插)到所有單元的節點上。
顯然，當我們不確定ANSYS是如何外推的，想直接查看高斯點上的應力、應變或其它結果的時候，我們就可以直接使用ERESX,no這個命令來查看了。
注意：對于非線性的數據ANSYS總是采用復制的方式擴展到節點上，而不是外推法,當 然，你也可以用ERESX,yes來采用外推法；這個命令同樣可以在prep7中使用；
轉載來源于
http://blog.sina.com.cn/s/blog_934e096a0102wkyb.html
展開 ANSYS在壓力容器行業的應用-應力強度分析
通過
一次薄膜+一次彎曲應力強度SⅢ
205.4
1.5KSm =247
通過
1-8
一次局部薄膜應力強度SⅡ
75.12
1.5KSm =247
通過
1-9
一次局部薄膜應力強度SⅡ
177.8
1.5KSm =217
通過
1-10
一次局部薄膜應力強度SⅡ
77.81
1.5KSm =217
通過
1-11
一次局部薄膜應力強度SⅡ
179.5
1.5KSm =217
通過
1-12
一次局部薄膜應力強度SⅡ
183.7
1.5KSm =217
通過
1-13
一次局部薄膜應力強度SⅡ
86.11
1.5KSm =217
通過
1-14
一次局部薄膜應力強度SⅡ
179.2
1.5KSm =217
通過
1-15
一次局部薄膜應力強度SⅡ
195.1
1.5KSm =217
通過
1-16
一次局部薄膜應力強度SⅡ
52.33
1.5KSm =217
展開 ANSYS后處理中的應力與屈服準則
ansys后處理該看的那些應力
01
應力
材料發生形變時，內部產生了大小相等但方向相反的反作用力，抵抗外力把分布內力在一點的集度稱為應力 (Stress)，應力與微面積的乘積即微內力或物體由于外因（受力、濕度變化等）而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。我們分析后查看應力，目的就是在于確定該結構的承載能力是否足夠。那么承載能力是如何定義的呢？比如混凝土、鋼材，應該就是用萬能壓力機進行的單軸破壞試驗吧。也就是說，我們在ANSYS計算中得到的應力，總是要和單軸破壞試驗得到的結果進行比對的。所以，當有限元模型本身是一維或二維結構時，通過查看某一個方向，如plnsol,s,x 等，是有意義的。但三維實體結構中，應力分布要復雜得多，不能僅用單一方向上的應力來代表結構此處的確切應力值——就出現了強度理論學說。
材料力學中的四種強度理論
01
最大拉應力強度理論
該理論認為，材料破壞的主要因素是最大拉應力，無論何種狀態，只要最大拉應力達到材料的單向拉伸斷裂時的最大拉應力，則材料斷裂。
展開 應力集中問題與ANSYS驗證
在工程上，應力集中的程度用局部最大應力σmax與該截面上的名義應力σnom的比值來表示，即
Ktσ=σmax/σnom
Ktσ稱為理論應力集中系數。下面，我們將通過一個典型應力集中問題——帶孔平板，使用ANSYS軟件求出最大應力和應力分布圖，并與彈性理論計算的結果進行比較：
根據彈性力學知識，孔邊環向正應力的大小是無孔時的3倍，隨著遠離孔邊而極速趨近于q。
ANSYS求解：
Step1：在SCDM中創建平面模型。
由于我們使用平面應力模型計算，所以建模時必須要將橫截面建立在xy平面上。建立一個邊長為20mm×10mm的平面模型，中間孔的直徑為2mm。我們將模型分為四部分，方便在每部分的邊界上設置Path，從而繪制應力曲線。由于該模型同時關于X軸和Y軸對稱，我們也可以使用四分之一模型建模。此處筆者使用完整模型。建立完成以后，使用share命令共享拓撲，然后點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入Workbench。
Step2：設置分析類型（2D）。
在Project Schematic中的空白處點擊右鍵，選擇Properties，打開Properties of Project Schematic。單擊項目中的A3（Geometry）欄，在Propertiesof Project Schematic A3: Geometry中將AnalysisType切換為2D。（若Analysis Type為3D，則導入平面幾何后軟件將使用殼單元計算。）
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