ansys載荷識(shí)別的案例
設(shè)計(jì)仿真 | Actran聲源識(shí)別方法連載（一）：結(jié)構(gòu)載荷識(shí)別
圖 3 等效點(diǎn)聲源識(shí)別
以上各種聲源識(shí)別方法都能幫助仿真工程師構(gòu)建從聲源定義到振動(dòng)噪聲傳播路徑模擬再到響應(yīng)計(jì)算的完整流程。上述流程中，也可以使用仿真得到的振動(dòng)或者噪聲結(jié)果進(jìn)行等效聲源的推導(dǎo)。
基于振動(dòng)測(cè)試結(jié)果反推結(jié)構(gòu)載荷
這一期，我們將介紹第一種振動(dòng)識(shí)別方法：基于振動(dòng)測(cè)試結(jié)果反推結(jié)構(gòu)載荷。其他識(shí)別方法將在后續(xù)的文章中加以介紹。
當(dāng)我們遇到產(chǎn)品振動(dòng)或輻射噪聲超標(biāo)，需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，在載荷未知而只有結(jié)構(gòu)有限元模型的情況下，很難定量的評(píng)估結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果。如果能夠獲得實(shí)際的載荷，并用于新的設(shè)計(jì)方案的仿真分析和驗(yàn)算，是非常有工程意義的。
自Actran 2023.2版本以來(lái)，新增了Equivalent BC analysis分析功能，旨在根據(jù)振動(dòng)或噪聲的測(cè)量值求解結(jié)構(gòu)力或聲源載荷強(qiáng)度。這種分析包括兩個(gè)步驟，整合了Actran常規(guī)分析功能與載荷反推功能：
（1）提取每一種載荷（contributor）對(duì)目標(biāo)測(cè)點(diǎn)響應(yīng)的傳遞函數(shù)。
（2）根據(jù)目標(biāo)測(cè)點(diǎn)響應(yīng)的輸入值，利用反推算法基于上述傳遞函數(shù)計(jì)算等效載荷的幅值和相位信息。
因此，在使用這一種振動(dòng)識(shí)別方法時(shí)，需要已知結(jié)構(gòu)的有限元模型或模態(tài)，并能準(zhǔn)確的定義結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的載荷形式（集中力/分布力/壓力等），但載荷大小未知。通過結(jié)構(gòu)振動(dòng)表面的測(cè)試結(jié)果反推載荷強(qiáng)度。反推出的載荷可用于進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和噪聲評(píng)估。
詳細(xì)的流程如下：
（1）獲得實(shí)驗(yàn)測(cè)試的加速度數(shù)據(jù)。
（2）基于振動(dòng)有限元模型定義(Equivalent BC)等效載荷反推模型，為每個(gè)結(jié)構(gòu)載荷設(shè)定一個(gè)“假”的數(shù)值并添加至對(duì)應(yīng)的contributor中。
（3）Actran將計(jì)算每一個(gè)contributor到加速度測(cè)點(diǎn)之間的傳遞函數(shù)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)貢獻(xiàn)者的載荷強(qiáng)度，同時(shí)輸出所有結(jié)構(gòu)單元的振動(dòng)響應(yīng)及模態(tài)參與因子。
展開 從不收斂的結(jié)果中識(shí)別正確塑性極限載荷
在某一載荷下結(jié)構(gòu)進(jìn)入整體或局部區(qū)域的全域屈服后，變形將無(wú)限制地增大，結(jié)構(gòu)達(dá)到了它的極限承載能力，這種狀態(tài)即為塑性失效的極限狀態(tài)，這一載荷即為塑性失效時(shí)的極限載荷。
一、問題描述
軸的直徑為D = 10 mm，長(zhǎng)度L = 40 mm。假設(shè)材料為理想彈塑性材料，扭轉(zhuǎn)剪切屈服強(qiáng)度200 MPa，彈性模量E = 200 GPa，泊松比μ = 0.3。計(jì)算圓軸扭轉(zhuǎn)的極限扭矩。
二、塑性極限扭矩的解析解
參考文獻(xiàn)：劉鴻文. 材料力學(xué) II (第6版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2017: 241-244.
三、剪切強(qiáng)度與第三、第四強(qiáng)度理論的關(guān)系
四、從不收斂的結(jié)果中識(shí)別塑性極限載荷
五、操作步驟
1．進(jìn)入ANSYS
程序 → ANSYS → ANSYS ProductLauncher → 改變working directory到指定文件夾 → 在job name輸入：file → Run。
2．定義單元屬性
（1）單元類型：Main Menu >Preprocessor>Element Type >Add/Edit/Delete→Add→在左列表框中選擇Beam，在右列表框中選擇2 node 188→OK。
（2）橫截面截面：Main Menu >Preprocessor>Sections >Beam >CommonSections →ID：輸入1；Sub-Type：選擇實(shí)心圓形截面；R：輸入5；N：輸入24；T：輸入12 →Meshview →OK。單位采用mm、N和MPa。
展開 ansys Workbench螺栓載荷提取時(shí)，如何計(jì)算載荷偏心距離（VDI2230） ￥10
問題：
VDI2230關(guān)于螺栓的計(jì)算中對(duì)于螺栓載荷的提取沒有過多的涉及，本文針對(duì)偏心載荷的提取問題進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
VDI2230中，對(duì)于載荷偏心距a的定義如下，虛擬軸線到截面彎矩為0的點(diǎn)之間的距離。
對(duì)于實(shí)際螺栓連接問題，幾何結(jié)構(gòu)和載荷狀態(tài)復(fù)雜多變，使用經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)并不理想。本文介紹使用有限元仿真的方法確定載荷偏心距離。
示例：
以VDI2230中的案例5為例進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，依據(jù)案例5的幾何信息創(chuàng)建仿真模型。
約束筒體底面，在內(nèi)表面施加20Mpa壓力載荷，同時(shí)給螺栓施加約150KN的預(yù)緊力（加不加結(jié)果變化不大），連接面設(shè)定為摩擦面。
將兩個(gè)側(cè)面設(shè)定為，frictionless Support，等效對(duì)稱邊界。（這里沒有使用圓周循環(huán)對(duì)稱邊界，是因?yàn)閳A周對(duì)稱邊界不能支持截面彎矩提取）
注意，在輸出控制中 打開“Nodal Forces”，用于端蓋截面的彎矩提取。
計(jì)算完成后，在結(jié)果提取中，插入Probe——Moment Reaction——使用surface類型進(jìn)行端蓋截面彎矩載荷的提取，這里只需要關(guān)注X軸彎矩。
依次變更截面位置，就可以獲得一條彎矩隨位置變化的曲線，讀取彎矩為0位置的距離值，再進(jìn)一步處理加上螺栓偏心距Ssym，就可以換算到載荷偏心距a。
個(gè)人認(rèn)為仿真結(jié)果17.535，除了在循環(huán)對(duì)稱設(shè)置上與案例給出條件不同外，其余均能反應(yīng)案例邊界。
補(bǔ)充案例：
以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)兩端固支梁，在均布載荷下的反彎點(diǎn)計(jì)算模型為例進(jìn)行驗(yàn)證。
仿真結(jié)果
公式計(jì)算值42.2mm，仿真結(jié)果42.23mm。
展開 ANSYS+OptiSLang參數(shù)識(shí)別
本文從簡(jiǎn)易例子入手，采用ANSYS workbench+OptiSLang進(jìn)行材料的參數(shù)識(shí)別，可有效解決材料參數(shù)的確定性問題，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行其他復(fù)雜的參數(shù)識(shí)別（比如LS-DYNA中的 Mat 145，參數(shù)繁雜，不易測(cè)得），故本例僅作為一種思路。
包絡(luò)譜識(shí)別沖擊振動(dòng)在Ansys軟件中如何仿真（二） ￥5
在筆者的前一篇免費(fèi)文章《包絡(luò)譜識(shí)別沖擊振動(dòng)在Ansys軟件中如何仿真（一）》中，筆者在Ansys平臺(tái)下使用APDL對(duì)一個(gè)平板施加了連續(xù)沖擊，并且提取了平板上另外一點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)。在本篇中，作者使用開源軟件Scilab對(duì)該平板振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)分析，識(shí)別出了沖擊頻率，在仿真中證明了包絡(luò)譜法的有效性。并且筆者將展示實(shí)際工作中遇到的軸承故障問題，實(shí)踐表明，包絡(luò)譜法是識(shí)別軸承故障的有效方法。
仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產(chǎn)品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網(wǎng)格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統(tǒng)級(jí)的熱分析領(lǐng)域獲得日益廣泛的關(guān)注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導(dǎo)入兩種方式，其中模型導(dǎo)入更為常用，即將CAD模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理后導(dǎo)入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎(chǔ)的 ANSYS Icepak 模型導(dǎo)入及其處理方式，
包括模型識(shí)別與模型轉(zhuǎn)化。
模型識(shí)別是指將 CAD 模型轉(zhuǎn)為 ANSYS Icepak 認(rèn)可的三維模型，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸缀翁幚恚瑒h除產(chǎn)品上不影響散熱或發(fā)熱的零件整體或細(xì)節(jié)特征，以及一些不必要的圓角設(shè)計(jì)，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項(xiàng)卡內(nèi)的 Identify Objects（識(shí)別對(duì)象）進(jìn)行操作。
模型簡(jiǎn)化是指將無(wú)法直接識(shí)別或需簡(jiǎn)化處理的 CAD 模型進(jìn)行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對(duì)象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡(jiǎn)化）工具用于簡(jiǎn)化主體，其中簡(jiǎn)化類型分別為0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)。
展開 包絡(luò)譜識(shí)別沖擊振動(dòng)在Ansys軟件中如何仿真（一）
實(shí)際工作表明：包絡(luò)譜法是識(shí)別軸承故障的有效方法。
包絡(luò)譜法：當(dāng)結(jié)構(gòu)因?yàn)槭艿竭B續(xù)沖擊而振動(dòng)時(shí)，用包絡(luò)譜法分析它的振動(dòng)響應(yīng)，就可以得出沖擊的頻率。在軸承監(jiān)測(cè)中，軸承一旦損壞，會(huì)對(duì)軸承座產(chǎn)生周期性沖擊，采集軸承座的振動(dòng)響應(yīng)，進(jìn)行包絡(luò)分析，可以立馬得出沖擊頻率，如果這個(gè)沖擊頻率和軸承商家提供的軸承故障頻率很接近，那么很有可能是軸承已經(jīng)損壞。
筆者在Ansys軟件平臺(tái)下，使用APDL腳本語(yǔ)言：對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)沖擊激勵(lì)，然后提取結(jié)構(gòu)上某點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)，利用包絡(luò)譜法分析該振動(dòng)響應(yīng)，果然提取出了沖擊頻率。本文具有一定水準(zhǔn)。
---建模
FINISH$/CLEAR !清空
/FILNAME,THE RESPONSE !文件名字
/TITLE,SHELL181 !標(biāo)題
!UNITS,S-M-KG-N !單位制
/PREP7
!DEFINE ELEMENT TYPE AND MATERIAL
ET,1,SHELL181,,,2 !殼單元181
MP,EX,1,210E9 !彈性模量
MP,PRXY,1,0.3 !泊松比
MP,DENS,1,7850 !密度
!DEFINE SECTION
SECTYPE,1,SHELL !截面形式
SECDATA,0.004 !截面尺寸
!DEFINE GEOMETRY
K,1,0,0$K,2,0.5,0 !關(guān)鍵點(diǎn)1和2
K,3,0,0.5$K,4,0.5,0.5 !關(guān)鍵點(diǎn)3和4
L,1,2$L,2,4$L,4,3$L,3,1 !由點(diǎn)畫線
A,1,2,4,3 !由點(diǎn)畫面
AATT,1,,1,,1 !指定單元，材料，截面
LESIZE,ALL,0.1 !
展開 關(guān)于ANSYS載荷的考慮
關(guān)于ANSYS載荷的考慮，包括載荷的種類， 添加載荷應(yīng)遵循的原則還可以！
載荷考慮.rar
Ansys Workbench提取螺栓連接面載荷方法記錄 ￥10
問題：
在使用理論方法對(duì)螺栓強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要輸入螺栓所受的載荷作為計(jì)算輸入。螺栓載荷在復(fù)雜工況下，通常使用有限元仿真的方式進(jìn)行模擬。此時(shí)需要準(zhǔn)確提取螺栓位置的載荷大小用后續(xù)理論校核。
示例：
如下圖所示，兩個(gè)零件一端鉸接一端使用螺栓連接。在螺栓側(cè)端面施加2000N載荷（無(wú)螺栓預(yù)緊力）。需要提取螺栓在連接面處所受到的載荷包括：力和力矩。
載荷提取結(jié)果：
1.螺栓連接面位置作用力
2.螺栓連接面位置因載荷分布不均產(chǎn)生的彎矩
詳細(xì)步驟：
1.螺栓連接面位置的載荷提取，需要在結(jié)果輸出中打開節(jié)點(diǎn)力輸出項(xiàng)“Nodal Forces-Yes”
2.需要在螺栓連接面位置創(chuàng)建局部坐標(biāo)系和虛擬結(jié)構(gòu)面
展開 ANSYS知識(shí)普及4——如何施加函數(shù)變化的表面載荷 （ANSYS專家編輯，非原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)摘）
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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小技巧：加本人關(guān)注，可以及時(shí)觀看本人發(fā)布的技術(shù)貼
ANSYS具有函數(shù)加載功能，可以很方便地在模型表面施加函數(shù)變化的各種載荷，在ANSYS中，也可以通過變通的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，其思路是：
首先選定所要施加函數(shù)變化表面載荷的表面上的節(jié)點(diǎn)，利用ANSYS的參數(shù)數(shù)組和嵌入函數(shù)知識(shí)寫一簡(jiǎn)單的命令流，定義好相應(yīng)節(jié)點(diǎn)位置的面載荷值，然后通過在節(jié)點(diǎn)上施加面載荷來(lái)完成。
下面以在一圓柱表面施加函數(shù)變化載荷為例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
展開 Ansys Wrokbench分段復(fù)雜函數(shù)載荷，加載方式記錄 ￥10
問題：
Ansys Workbench的載荷加載形式有三種，constant/table/function。Constant是在載荷步內(nèi)給定恒定值；table形式較為便捷，可以在定義每個(gè)子步的載荷大小； function形式可以輸入以time/X/Y/Z為變量的簡(jiǎn)單方程。
但是仍有某些形式的載荷較難輸入，例如分段復(fù)雜函數(shù)載荷等。
解決方法：
需要使用Ansys經(jīng)典界面的function功能編輯分段載荷獲得ADPL載荷命令；再利用Workbench中command的形式施加載荷。
操作方式：
1. Ansys經(jīng)典中function公式編輯器輸入分段函數(shù)。
在function頁(yè)卡中選著變量time，在Regime頁(yè)卡中逐個(gè)定義分段函數(shù)；
定義完成后點(diǎn)擊保存，并輸入函數(shù)名“TEST3.func”
2. 再次點(diǎn)擊標(biāo)題欄的Parameters>Functions>Read From files>找到剛才保存的TEST3.func。并在Table Parameter Name中給編輯導(dǎo)入的分段函數(shù)命名PForce。此后分段函數(shù)即被公式編輯器編譯為表格數(shù)組形式，數(shù)組的名稱為：PForce。
3. 提取分段函數(shù)數(shù)值的ADPL命令形式，用于Workbench使用。
完成分段函數(shù)導(dǎo)入和命名后，在下拉列表中的File>List>Log file中可以查看經(jīng)典界面GUI操作對(duì)應(yīng)的ADPL命令。在這里可以將上述function公式編輯器導(dǎo)入的分段函數(shù)數(shù)組對(duì)應(yīng)ADPL命令顯示出來(lái)。（有時(shí)log file顯示不及時(shí)，再重復(fù)一次即可）
4. 在Workbench內(nèi)創(chuàng)建加載remote point點(diǎn)，并設(shè)定加載點(diǎn)的ADPL name為“LoadPoint“，用于加載。
展開 
Ansys中的載荷定義
請(qǐng)問一下，在前處理中定義載荷與在求解器中定義載荷有什么不同？
各位高手對(duì)這個(gè)一定很其給出吧，指點(diǎn)一下，謝謝！
ANSYS復(fù)合材料施加軸承載荷
我用acp模塊創(chuàng)建的復(fù)材實(shí)體模型，在瞬態(tài)分析模塊里想施加軸承載荷，但是點(diǎn)選作用面后不能添加
在ansys中怎么施加對(duì)稱載荷
比如一個(gè)圓柱體如圖所示怎施加對(duì)稱載荷呢？
ANSYS WORKBENCH-多載荷步的例子-APDL
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個(gè)處理器(finish)
然后進(jìn)入到求解器中（/solve），在1,2,3,個(gè)時(shí)間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個(gè)載荷步（lssolve）。
最后退出求解器（finish）
在上述命令流中，對(duì)于頂面加載時(shí)，用到了前面定義的命名集的名字。
意味著要對(duì)頂面加載。
7.仿真以查看結(jié)果。
仿真并查看變形
可見，最大變形已經(jīng)達(dá)到22mm，這已經(jīng)是大變形了。
應(yīng)力結(jié)果
最大應(yīng)力達(dá)到近900Mpa，顯然，這個(gè)應(yīng)力較大，超過了一般鋼材所能夠承受的限度。
所以，如果這是一個(gè)實(shí)際問題的話，那么需要進(jìn)一步考慮材料非線性和幾何非線性進(jìn)行分析。
展開 