ansys 邊緣應力的案例
長期以來關于大開孔邊緣彎曲應力的疑惑？性質和評定究竟該如何確定？
ANSYS分析設計人—專注壓力容器分析設計的交流平臺！學貴得師，更貴得友！共同學習，共同進步！
問題來源
本文以壓力容器中最常見的圓筒體上大開孔接管為例說明，圓筒體和接管連接處應力產生的原因和性質較為復雜，不同原因引起的應力性質不同、對結構造成的危害程度和失效模式亦不同，尤其對于開孔率較大的大開孔接管，工程設計中在常規計算無法滿足的情況下，常用的一種方法是采用有限元計算，采用有限元法雖然可以較為準確的計算出開孔邊緣的應力，但長期以來關于此處彎曲應力的評定問題依然存在困惑，主要癥結在于此處彎曲應力的性質難以明確確定。應力分類法在原理和定義上是清晰明確的，但具體怎么劃類有時帶有經驗性和人為因素的影響，比如對于上述殼體大開孔接管連接處產生的薄膜應力和彎曲應力可能既有一次應力成分也有二次應力成分，但目前所有主流的有限元軟件計算等效線性化的結果僅能區分出是均勻分布的薄膜應力還是線性分布的彎曲應力，而無法進一步區分出一次或二次性質。
展開 【Ansys線上直播回看】“聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器
『點擊觀看直播回放』
本次網絡研討會中展示如何使用Ansys Lumerical的INTERCONNECT工具中行波激光模型（TWLM）來仿真Fabry-Perot、DFB、DBR等邊射型激光器以及半導體光放大器 （SOA），還會說明增益、電荷傳輸、光傳播等參數如何使用物理仿真來模擬，并將之導入光路上的緊湊模型來描述整個激光器件。重點介紹Ansys Lumerical仿真激光用的TWLM以及MQW工具，并示范如何使用Ansys Lumerical的FDE/MODE與MQW來計算光的傳播與增益特性。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 Ansys Workbench ACT插件，在表面施加邊緣區域漸變大小的力載荷 ￥30
問題：
在結構載荷施加過程中，有時會遇到某些載荷需要加載一個面，且載荷大小在面內不是均勻分布，而是中間大邊緣小的載荷形式。類似與手指或球頭橡膠等按壓表面的載荷分布形式。
Ansys Workbench本身只可以按載荷面施加均勻分布的載荷，載荷大小不能實現邊緣逐步減小的效果。導致仿真結果會在載荷邊緣出現應力集中的現象與實際不符。
解決方法：
一種比較直接的方法就是在幾何切分時，將加載區域逐層切分為多個區域；或者利用Named Selection將加載區域分割為多個加載區域。再按區域分段加載，但是每個分區的載荷大小要仔細計算。
比較應力結果和約束邊界的支持反力可知：分段加載的方法，應力分配變均勻。且分割區域越多，載荷分配越均衡，加載區域的應力結果更均衡。但是各區域的載荷大小較難控制。
上述方式可以手動實現用戶漸變載荷加載的需求，只是操作步驟多，分割區域繁復，且每個分區的載荷定義較難控制。并且通過支反力結果可知，這種分割的方式由于邊界線區域載荷大小不易控制，從而導致總載荷大小108N與目標載荷110N稍有差異。
基于上述需求和問題，本文以分割加載區域，逐步漸變施加載荷的思想為基礎。利用ansys workbench 的二次開發平臺，封裝了ACT插件，可以簡便快捷的實現上述加載方案。
將附件中的ACT插件下載至本地，并加載。
ACT插件安裝和使用：
ACT插件示例：
與上述初始方案或手工分割方案相比，不需要幾何切分，省去了Named selection的節點分組。只需要定義加載所在的幾何面和建立坐標系。并且ACT插件有WB界面友好交互，簡便易上手。
展開 Axelera AI采用Ansys提高邊緣AI平臺芯片電源及性能完整性
Ansys綜合的電源分析可降低項目風險，提高預測精度，并助力Axelera AI全新Metis AI平臺加速上市進程
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主要亮點
Axelera AI將Ansys軟件引入到一個自上而下的包含兩個步驟的流程中，以驗證平臺芯片的平面布局圖質量和IR壓降，其可應對有限資源及生產制造的時序挑戰
Ansys的產品、許可和技術支持可為Axelera AI執行未來研發計劃提供極高的靈活性
邊緣人工智能（AI）領域的強大高級解決方案供應商Axelera AI宣布選擇Ansys仿真軟件為其高性能Metis AI處理單元（AIPU）執行數字電源完整性簽核。這項工作是Axelera AI與Ansys合作的一部分，主要用于構建其近期面向邊緣計算機視覺AI推斷發布的軟硬件平臺Metis AI。該技術能夠在大幅降低當前解決方案的成本和功耗的同時，實現高級加速性能和可用性。
邏輯芯片跨各種電源及時鐘域的交互，可能會導致芯片故障。Axelera AI需要驗證其Metis AIPU，其中包含達1億個柵極或簡單開關電路，以及負責執行對數字電路至關重要的運算的不同時鐘域和電源域等。這些交互很難使用傳統工具及傳統方法分析，其不僅缺乏準確性，而且已被證明太過耗費資源、且耗時。
Axelera AI制定了一個自上而下并受Ansys軟件支持的兩步工作流程，以了解平面布局圖質量及IR壓降。
展開 
報名 | “聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
會議主題
“聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
Focus on Lasers: Simulating Semiconductor Edge-Emitting Lasers with Ansys Lumerical
時間
1月18日（星期一），16:00-17:00
講師介紹
陳奕豪博士
陳奕豪(Yi-Hao Chen)畢業于臺灣大學電機系，后于美國密西根大學電機研究所主修光學，研究奈米光學元件取得電機博士學位。他于2019年加入臺灣Lumerical，現為臺灣Ansys Lumerical應用工程師，主要負責亞太地區技術支持、協助客戶使用Lumerical產品進行研發工作。在加入Lumerical之前，他有多年光學仿真工具使用經驗，并曾于日本IBM研究所、臺灣TSMC、荷蘭ASML等公司之研發部門任職，從事硅光元件、微影制程、以及極紫外光刻機開發。
費用
免費
點擊報名：http://event.31huiyi.com/1989408003/index?c=jishulink
展開 報名 | “聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
會議主題
“聚焦激光”——采用Ansys Lumerical進行邊緣發射半導體激光器仿真
Focus on Lasers: Simulating Semiconductor Edge-Emitting Lasers with Ansys Lumerical
時間
1月18日（星期一），16:00-17:00
講師介紹
陳奕豪博士
陳奕豪(Yi-Hao Chen)畢業于臺灣大學電機系，后于美國密西根大學電機研究所主修光學，研究奈米光學元件取得電機博士學位。他于2019年加入臺灣Lumerical，現為臺灣Ansys Lumerical應用工程師，主要負責亞太地區技術支持、協助客戶使用Lumerical產品進行研發工作。
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 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。）
展開 ANSYS正齒輪組 - 應力評估
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據工程判斷，最大應力發生在接觸點或由于
齒彎曲而導致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應力問題。
步驟 1：概述
正齒輪的齒與安裝齒輪的軸的軸線平行，在平行軸之間傳輸動力。為了保持恒定的角速度比，兩個嚙合的齒輪必須滿足齒輪傳動的基本定律：齒的形狀必須使得兩個齒接觸點的共同法線必須始終通過中心線上的固定點。接觸點稱為節點。
目的是評估扭矩傳遞過程中的最大應力。根據工程判斷，最大應力發生在接觸點或由于齒彎曲而導致的齒根處。
由于深度方向上沒有變形的限制，即齒輪可以在深度方向上自由膨脹（或收縮），因此它被建模為平面應力問題。
第 2 步：工程數據（材料模型）
本教程選定的材料是“結構鋼”，它是 ANSYS Workbench 中的默認材料。
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，而非按條目）
③網格化后，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 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 
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 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？
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應力仿真) ￥10
由于溫度場會影響應力分布，因此本示例采用了一個完全熱機械耦合模型。該模型由具有結構和熱自由度的耦合場實體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機械和熱邊界條件。模擬分三個載荷步進行，分別代表過程中的壓入、停留和移動階段。
計算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規定了一個粘結溫度，以此來模擬工具后面的焊接過程。當接觸表面的溫度超過這個粘結溫度時，接觸狀態就會轉變為粘結狀態
