ansys應力曲線解讀
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
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ansys應力曲線解讀的實例教程
在Ansys workbench中，可以通過Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來查看收斂情況，其中，最直觀的莫過于力收斂曲線了。
Solution Output選項
力收斂曲線如下圖所示:
力收斂曲線圖
判斷收斂的方法很簡單，只要“計算的力收斂曲線”落在“力收斂準則”曲線之下，就表示該載荷步或子步收斂了。
該模型中有兩個載荷步，分析設置中時間步長設置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設置“Solution Output= Solve Output”查看計算輸出信息，從其中可以更詳細地看到收斂情況。
可以將計算輸出的信息與力收斂曲線圖對比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個載荷步中，第1個分析子步經過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。
經過4個分析子步，第1個載荷步完成加載并收斂。第2個載荷步程序自動設置的信息如下：
初始子步數量為5，載荷步的分析時間為1s，因此初始的時間步長為0.2s。
第2個載荷步的第1個分析子步，經過25次計算迭代后，還不收斂。程序進行自動二分，將時間步長除以2，變為0.1s。
自動二分是一種用于解決非線性分析過程中收斂困難的策略。當收斂失敗發生在某個子步中，程序會自動減小時間步長，通常是前一個步長的一半左右。然后，程序會從前一個成功收斂的時間子步繼續求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會繼續減小時間步長并繼續求解，直到達到收斂或達到指定的最小時間步長值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩定性和準確性。
展開 問題：
Ansys workbench進行諧響應仿真計算的后處理結果中，提供了單一頻率下的Von Mises應力查看功能和應力頻響曲線功能，但是應力頻響曲線的應力列表中沒有Von Mises應力查看項。因為Von Mises應力太常用，所以這就給我們在整個掃頻范圍內，定位Von Mises應力的最大頻率和應力值帶來一定的困難。如下所示。
需求：
希望后處理結果中可以在應力響應曲線中，有一項Von Mises應力選項。實現每個掃頻點的最大Von Mises應力和掃頻頻率的曲線圖顯示，從而一眼就看出產品在整個掃頻范圍內，哪個頻率下結構的等效應力最大。而后再通過應力云圖查看這個頻率下的Von Mises應力。
解決方法：
利用APDL命令實現。簡要流程為：首先，讀取每一個掃頻點的最大Von Mises應力值。記下應力值、頻率值和最大節點號。再統計記錄的所有掃頻點的Von Mises應力值，提取整個掃頻過程中最大應力值及其頻率。并將結果寫出到txt文件。進一步提取這個最大Von Mises應力點對應的整個掃頻范圍內的Von Mises應力曲線。
這個樣就可以在txt文檔中直接看到所有掃頻點下，結構的等效應力幅值；以及全頻段中最大Von Mises應力所在節點的等效應力掃頻曲線圖。
效果展示如下：
在結果文件夾中，會生成一個txt結果文件和一張Von Mises應力曲線圖。如此我們可以直觀注意到，在當前掃頻范圍內，結構在78.95Hz時應力最大約為17.552Mpa。
結果后處理問題示例：
Ansys workbench進可以查看某個頻率下的 Von Mises應力幅值
Ansys workbench進掃頻應力響應曲線中，應力選項卻沒有Von Mises應力選型，只能按三個方向來分別查看。
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本次研討會除了介紹 Ansys Mechanical 隨機振動分析的基礎流程與功能，還將涵蓋以下要點：1. 通過 Ansys nCode DesignLife 工具從時序載荷樣本生成 PSD 與 CSD 載荷譜；2. 在 Mechanical 中進行多點激勵加載的方法以及結果解讀；3. 阻尼設置的技巧，以及預應力疊加、疲勞分析等后處理方法。
· 國產替代加速：國際品牌（Hexagon、ANSYS、達索）仍主導市場（占比 60%-65%），但國產軟件（安世亞太、中望軟件）快速崛起；Adams 憑借技術壁壘與生態優勢，短期仍將保持領先，長期與國產軟件形成差異化競爭。
這種隨機、往復、幅度變化的風致應力會對關鍵受力構件（如焊縫、螺栓節點、支撐結構）造成累積損傷，可能導致材料在遠低于靜力強度的應力水平下發生疲勞斷裂。
疲勞仿真就是在結構響應分析（特別是基于CFD模擬得到的載荷譜）基礎上，引入材料的疲勞性能數據（S-N曲線或斷裂力學模型），對關鍵部位進行疲勞壽命評估。
</p><p><strong>（1）優化后的結構力學性能提升</strong></p><p>優化后Ansys仿真結果顯示（如圖6所示）：第7枚鏡片的徑向應力由3.86MPa降至0.046MPa，降幅達98%；后鏡框軸向補償量由0.0008mm提升至0.028mm，顯著緩解了溫度載荷下的結構變形影響。
這一轉變帶來了兩個根本性改進：
原理突破
載荷均勻施加，徹底消除了由夾持引起的局部應力集中與試樣提前破壞，能穩定實現200%以上的等雙軸應變。
等雙軸拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖
操作革新
衍生的“一鍵氣動夾持”設計，將換樣時間由小時級縮短至分鐘級，并保證了每次測試邊界條件的絕對一致，大幅提升了測試效率與數據的可復現性。
該系列參數可直接用于Abaqus、Ansys、Marc等軟件的粘彈性材料模型，準確模擬材料的長期松弛或蠕變行為。
時-溫疊加原理（TTSP）與主曲線生成：
利用不同溫度下的動態頻率掃描數據，我們通過時-溫疊加原理，將數據平移構建出跨越數十個數量級頻率的模量主曲線。
02
模型精準
我們的擬合不僅追求曲線匹配，更注重模型在外推與復雜應力狀態下的物理合理性。憑借超過200%應變的等雙軸拉伸等關鍵數據的支撐，我們的模型能更真實地預測材料在大變形下的硬化行為，顯著提升有限元仿真精度。
03
無縫銜接
擬合出的材料參數可直接導入 Ansys、Abaqus、MSC.Marc 等主流仿真軟件，無縫對接您的設計與分析流程。
工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師，3年工作經驗
本文記錄李工使用PreSys完成從CAD模型導入、幾何清理、網格劃分、材料屬性定義、邊界條件設置、Ansys求解器提交，到結果后處理與報告生成的全過程。
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關于結構疲勞評估計算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結果評估。原因是材料的應力壽命曲線是由標準試樣進行試驗測試獲得的。當零部件的特征尺寸與測試樣件不一致時，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。
涉及電磁發熱時，用Electrothermal或 Maxwell + 熱模塊；需評估熱變形 / 應力時，添加熱 - 結構耦合。
3. 電子散熱優先用IcePak提高效率；復雜工業流體（如燃燒、多相流）必須用Fluent。
以上來源于網絡總結，個人總結起來就一句話：
優化對流散熱用CFD，優化熱傳導用ANSYS Mechanical
