ansys水箱應力分析的案例
基于Meshfree和ANSYS Mechanical的水箱流道的變形仿真分析
1.問題描述及仿真模型
為同時滿足自動掃地和拖地的功能，某品牌掃地機器人配備了電控水箱，通過蠕動泵將水箱內(nèi)的水帶入到流道中，最終通過流道的出水孔均勻的流出至地面。由于流道是緊密裝配在機構中，受到了一定的約束和力的作用導致其發(fā)生了一定的變形，而變形后的流道會影響各出水口的出水效果，各出水口流量分配不均勻?qū)е峦系匦Ч缓谩Ｒ虼耍瑴p小流道的變形幅度在流道設計中是一個很重要的問題。本文分別通過Meshfree和ANSYS Mechanical軟件計算同樣約束條件和載荷條件下流道的變形，比較兩款軟件計算結果的精確性與一致性。
仿真模型如圖1所示。
圖1 水箱流道仿真模型
2.Meshfree計算分析
新建一個線性靜力分析，導入建立好的CAD模型。
圖2 建立仿真模型
新建材料ABS，具體材料參數(shù)見圖3，并將ABS材料賦予導入的幾何模型。
圖3 定義ABS材料的參數(shù)
在流道的進水口和兩個出水口的內(nèi)壁面施加自由約束，如圖4所示。
圖4 施加約束
在流道的上表面施加向下的均布載荷力5N，如圖5所示。
展開 基于Ansys的水箱有限元靜力學分析
1.1 軟件簡介
ANSYS有限元軟件是當前比較流行的產(chǎn)品設計分析高級CAE工具之一，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其技術涵蓋各個學科領域，與同類軟件比較，ANSYS在很多方面有這獨一無二的優(yōu)勢，如統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，強大的二次開發(fā)功能，良好的界面，豐富的CAD軟件數(shù)據(jù)接口等。
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺，相比經(jīng)典界面APDL優(yōu)點眾多，能解決目前出現(xiàn)的各種仿真問題，該平臺提供了強大的功能和較好的用戶界面，包括集成的項目視圖和無縫集成的參數(shù)管理，可以采用拖拽的方式完成多物理場的分析流程，并且在前處理方面優(yōu)秀于其它有限元軟件。該仿真平臺設置簡單，推動了仿真產(chǎn)品的設計。本文采用的是結構靜力學分析的模塊（static structual)。
1.2 基于Ansys-workbench的水箱靜力學分析
1.2.1 有限元分析流程
從上述流程圖可知分析步驟為：
（1）基于SolidWorks軟件進行水箱三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺下的mesh進行水箱系統(tǒng)的網(wǎng)格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺下的static structual模塊添加水箱的邊界條件和約束等設置。
（4）求解并分析。
1.2.2 水箱系統(tǒng)有限元建模
水箱系統(tǒng)是洗碗機的重要核心零部件，水箱系統(tǒng)由水箱上片，水箱下片，浮子系統(tǒng)，放水閥，水管道等組成，在洗碗機正常工作過程中，水箱需要自動進水或手動進水，進水約5L左右后，觸發(fā)浮子接通信號，會發(fā)出進水已滿的報警聲之后進行正常洗滌過程。
展開 吊艙掛載應力分析SW和ansys分析對比
吊艙掛載應力分析
吊艙掛載方式細節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應力分析
吊艙掛載后的吊艙架應力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運行應力分析得下圖結果。紅色處為最大形變量結果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強度足夠。
ANSYS靜應力分析結果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 ansys18.2焊接過程分析瞬態(tài)熱分析熱應力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實現(xiàn)
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分析VS理論解 | 簡單托架應力和變形分析（桿單元實例）
(4) 查看各單元應力：
①定義軸向應力單元表：Main
Menu >General Postproc >Element Table>Define
Table，→Lab：輸入Stress_I →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“1”→OK
→Apply →Lab：輸入Stress_J →Item：選擇By sequence num →Comb：選擇LS，在LS后面輸入“2”→OK
→Close。
③軸力列表顯示：Main Menu >General Postproc >Element Table>List Element Table→選擇FN→OK→記錄各個單元的軸力→File →Close。
④畫軸力圖：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Line Elem Res(見圖1.5)→LabI選擇Stress_I，LabJ選擇Stress_J→OK。
5．退出ANSYS軟件
Utility Menu >File >Exit →Quit-No Save →OK
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展開 ANSYS壓力容器應力分析報告
ANSYS壓力容器應力分析報告
一. 設計分析依據(jù)
（1）《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》
（2）JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設計標準》（2005 確認版）
1.1 設計參數(shù)
表1 設備基本設計參數(shù)
1.2 計算及評定條件
(1) 靜強度計算條件
表2 設備載荷參數(shù)
注：在計算包括二次應力強度的組合應力強度時，應選用工作載荷進行計算，本報告中分別選用設計載荷進行進行計算，故采用設計載荷進行強度分析結果是偏安全的。
(2) 材料性能參數(shù)
材料性能參數(shù)見表3，其中彈性模量取自JB4732-95 表G-5，泊松比根據(jù)JB4732-95 的公式（5-1）計算得到，設計應力強度分別根據(jù)JB4732-95 的表6-2 和表6-6 確定。
表3 材料性能參數(shù)性能
(3) 疲勞計算條件
此設備接管a、c 上存在彎矩，接管載荷數(shù)據(jù)如表4 所示。
表4 接管載荷數(shù)據(jù)表
二. 結構壁厚計算
按照靜載荷條件，根據(jù)JB4732-95 第七章（公式與圖號均為標準中的編號）確定設備各
元件壁厚，因介質(zhì)密度較小，不考慮介質(zhì)靜壓，同時忽略設備自重。
1.筒體厚度
因Pc=2.97MPa<0.4KSm=0.4×1×134.8=53.92MPa，故選用JB4732-95 公式（7-1）計算筒體厚度：
3.開孔接管
接管開孔采用16MnⅡ厚壁管，結構見總圖及零件圖，各開孔厚壁管有效尺寸如表5 所示：
表5 接管有效尺寸
三. 結構有限元分析
按照JB4732-1995 進行分析，整個計算采用ANSYS軟件，建立有限元模型，對設備進行強度應力分析。
3.1 有限元模型
(1)上封頭部分
根據(jù)上封頭的結構特點和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學模型。
展開 ANSYS課程_固體力學中的應力分析1
對于土木，機械，航空航天和許多其他學科的工程師而言，應力分析是一項非常重要的任務。盡管它被稱為應力分析，但它會在結構上同時尋找應力和應變，以便確定外部載荷下結構的狀態(tài)。應力分析可以通過不同的方式執(zhí)行，例如，實驗測試，分析解決方案或計算模擬，實驗測試或方法的組合或方法的組合。在本課程中，我們將從應力分析的目標和應用開始，并且將解決工程師在應力分析的計算仿真中的作用的重要性。
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展開 ANSYS workbench錐形透鏡瞬態(tài)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、學習錐形透鏡的三維模型處理
2、學習線瞬態(tài)熱結構耦合分析步的建立
3、學習錐形透鏡熱結構耦合分析的載荷施加
4、學習錐形透鏡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 錐形透鏡瞬態(tài)熱應力分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ANSYS在壓力容器行業(yè)的應用-應力強度分析
圖1-煤氣水分離器結構實體模型
單元選擇及網(wǎng)格劃分
分析采用ANSYS有限元分析軟件提供的SOLID185進行網(wǎng)格劃分。因SOLID185為八節(jié)點實體單元，壁厚方向至少劃分4份以保證足夠的計算精度。
不斷加密網(wǎng)格直至計算結果基本無變化，最終用于計算的有限元網(wǎng)格見圖2，模型單元數(shù)為602068，節(jié)點數(shù)為755179。
圖2-模型網(wǎng)格圖
邊界條件及載荷施加
邊界條件
各工況均在支座下表面約束環(huán)向位移和軸向位移，模型施加邊界條件見圖3。
ANSYS Workbench橢圓人孔應力分析 ￥29
分析中采用的材料參數(shù)見表1.
表1 計算參數(shù)匯總表
2 分析過程
取人孔的1/4及鍋殼建立三維分析模型。由于鍋殼直徑與人孔幾何尺寸相比很大，因此沿鍋殼環(huán)向僅取90°進行分析。鍋殼軸向取用長度為1m。由于人孔螺栓僅在預緊時起作用，隨著內(nèi)壓力的增加，螺栓的拉力下降，影響也隨之減弱，而且螺栓的橫截面積與人孔頸橫截面積相比應為小量，因此模型中予以忽略。
模型位移邊界條件容易得到。對稱面施加無摩擦約束，遠離人孔的鍋殼橫向剖面上作用有均布拉力，為-50.803MPa；同時模型承受內(nèi)壓載荷1.6MPa。
采用較粗糙的網(wǎng)格模量，總共11092個節(jié)點，1830個單元，最大偏度為0.59，平均偏度為0.08。
圖2 模型網(wǎng)格
圖3 邊界條件
人孔墊片在人孔組件中不僅起到密封作用，還有一個重要作用就是將人孔蓋正面的介質(zhì)壓力傳遞到人孔加強圈上。墊片材料通常采用石棉板或橡膠石棉板，但其力學性能數(shù)據(jù)很難得到，因此分析模型中將墊片做簡化處理，取很小的彈性模量，本例子取0.1MPa。
圖4給出了墊片傳遞面力的大小。如果墊片壓力為均均分布，容易計算出均布壓力理論值為8.492MPa。從圖4看，壓力分布還是比較均布的，大部分壓力值都在8.5MPa附近，負值代表墊片受力方向。
3 結果討論
圖5給出了人孔應力強度分布，可見，應力最大值位置出現(xiàn)在人孔加強圈與鍋殼相貫位置短軸端部內(nèi)側。最大應力值為240.36MPa。
圖5 應力強度云圖
在應力較大位置取4條評定線（見圖6），按照線法進行應力分解，分解及評定結果如下。
展開 
基于ANSYS Workbench的噴管熱應力分析
通過對噴管熱應力的分析，首先進行流固耦合分析，得到噴管整體結構的溫度場分析，看到噴管的溫度場在轉動板稍微向上的外殼附近存在著明顯的溫度梯度，熱應力的產(chǎn)生來源一種是結構中存在著明顯的溫度梯度，另外就是在結構約束的地方存在熱應力。一般而言，溫度梯度越大，約束越強，結構的熱應力值則越大，按照線彈性理論分析，則會出現(xiàn)有些結構部件會失效的情況，然而這與實際情況不符合，因此需要對噴管結構的熱應力分析進行彈塑性本構材料的熱應力分析，彈塑性材料的熱應力分析結果表明，噴管在溫度梯度大的地方，以及在溫度梯度較大并存在約束的地方的等效熱應力值超過了材料的屈服極限，但是小于材料的抗拉強度，說明噴管結構局部進入塑性變形區(qū)，結構并沒有發(fā)生破壞。并且分三種模型分別考慮溫度場和考慮溫度場及氣動載荷共同作用下的仿真，仿真結果表明，導流板的下移之后，噴管結構的溫度場有一定的下降，并且考慮彈塑性熱應力仿真分析表明，隨著溫度場的下降，結構的彈性等效應力下降。在原始模型和下降2mm的模型仿真后噴管在氣動載荷和溫度載荷作用下結構的最大位移出現(xiàn)在導流板上，而導流板下降4mm后的仿真表明，結構的最大位移還是受溫度場的影響明顯，出現(xiàn)在噴管外側板的頂端，導流板處的位移變形也較明顯，最大為8.5mm。由于噴管局部進行塑性區(qū)域，就需要考慮多次工作情況下，結構的疲勞壽命分析。或者對噴管承受熱應力較大的區(qū)域，設置熱防護層或者其他措施，以降低該區(qū)域的溫度梯度，從而實現(xiàn)提高噴管運行時可靠性設計的要求。
展開 ansys workbench材料退火殘余應力分析 ￥50
1. 模型
2. 結果
ANSYS課程_固體力學中的應力分析2
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基于ANSYS WORKBENCH的桿件系統(tǒng)的熱應力分析
【理論分析】
該問題來自于《材料力學》“軸向拉伸壓縮”一章中的“溫度應力”一節(jié)（P45）。（劉鴻文，《材料力學》，高等教育出版社，第四版）
設兩根桿件的內(nèi)力為基本未知數(shù)，根據(jù)熱膨脹，計算兩根桿件的伸長量與內(nèi)力的關系，然后基于變形協(xié)調(diào)關系，得到內(nèi)力的大小。
最后計算的結果是：
上述答案直接拷貝自原教材。
【仿真分析】
1. 這是一個熱應力問題。但是并不需要使用耦合系統(tǒng)。直接使用靜力學系統(tǒng)可以求解。
2. 對于材料設置，需要創(chuàng)建兩種材料：鋼和銅，并分別給定其彈性模量，泊松比和線脹系數(shù)。對于AB桿，則設置剛性很大（例如彈性模量是鋼材的千萬倍）的材料。
3.幾何建模。分別創(chuàng)建三個線體，分別代表AB,AD和BE。對于AD和BE賦予矩形截面屬性，保證其橫截面積即可。AB就使用AD的橫截面屬性。
4.屬性設置。分別設置三桿的材料屬性。
5.劃分網(wǎng)格。給定5毫米的單元長度劃分。
6.連接。所有連接處均使用轉動副連接。
7.分析設置。給定參考溫度和實際溫度。
8.后處理。在后處理中提取梁單元的內(nèi)力。
【仿真過程】
1.打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創(chuàng)建項目流程圖。
這里創(chuàng)建一個靜力學分析系統(tǒng)。
3.創(chuàng)建兩種材料，并設置其屬性。
雙擊engineering data單元格，然后創(chuàng)建兩種新材料，按照題目的數(shù)據(jù)設置其彈性模量和線脹系數(shù)。
修改默認鋼材屬性，得到本題中鋼材的屬性。
加入銅合金，并修改其屬性，得到本題中銅的屬性
創(chuàng)建一個新材料，其彈性模量是2E18,即彈性模量是鋼材的千萬倍，用于模擬剛體。
4. 創(chuàng)建幾何模型。
雙擊geometry，進入到DM中，設置長度單位是毫米。
以A點為坐標原點，水平向右為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向，建立坐標系。則各點的坐標如下。
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