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登錄ansys力載荷種類
關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-08

ansys力載荷種類的實例教程
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 掌握施加位移約束和載荷的方法,特別是均布載荷的施加。熟練進行后處理,包括約束反力、內力、應力和變形,特別是剪力圖和彎矩圖與材料力學的對比,切應力和正應力云圖的提取方法。
一、問題描述
一簡支梁,總長l =0.4m,其中a= b = l/2,橫截面尺寸B = 6mm,H=10 mm,彈性模量E= 200 GPa,泊松比u = 0.3。分別受三種載荷作用:(1)受集中力F =100 N;(2)集中力偶Me= 20 N·m;(3)受均布載荷q =500 N/m。計算梁的約束反力、內力(剪力和彎矩)、應力(切應力和正應力)和變形(轉角和撓度)。
二、理論計算
參考教材:劉鴻文. 材料力學(第5版) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2011: 110-209.
三、GUI步驟
1.進入ANSYS
程序→ ANSYS → ANSYS Product Launcher → 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入:file → Run。
2.定義工作文件名及工作標題
(1)定義工作文件名:UtilityMenu > File > Change Jobname → Change Jobname → 輸入文件名file→ OK。可不用輸入,默認為file。
(2)定義工作標題:UtilityMenu > File > Change Title → Change Title → 輸入Beam→ OK。可不用輸入。
3.定義單元屬性
(1)定義單元類型:
①指定BEAM188單元:MainMenu >Preprocessor >Element Type >Add/Edit/Delete→Add→在左列表框中選擇Beam,在右列表框中選擇2node 188 →OK。
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本次直播將圍繞 Ansys Discovery 的快速拓撲優化能力展開,分享如何在設計初期基于載荷、約束和性能目標,快速生成更優結構方案。通過實時交互和高效求解,工程師能夠更早發現材料分布規律,平衡強度、剛度與重量之間的關系,為后續詳細設計提供可靠依據。無論是機械零部件、工業裝備還是消費類產品,Discovery 都能夠幫助團隊更高效地達成輕量化目標,提升產品競爭力。
FEM Loads
使用SDC Verifier中的FEM Loads工具,用戶可以為其模型部件直接分配各種集中力、分布壓力和復雜載荷(如風載荷、浮力載荷和波浪載荷)。不過,加速度和力矩必須在Ansys Mechanical中施加。
SDC Verifier提供了一個直觀的界面,可根據需要精確調整每個載荷,而預配置的標準設置有助于確保符合行業規范。
從歷屆作品中,我們還能看到仿真正在成為企業核心競爭力的一部分。在過去,仿真更多被視為研發流程中的一個輔助環節;而如今,越來越多企業已經開始將仿真能力深度融入產品創新流程。這也正是 Ansys 全球仿真大會仿真應用大賽長期關注的核心價值。
或許有用戶會覺得: “這些項目離自己很遠。”
5、分析設置與邊界條件:固定阻尼器底面,對遠程點施加 20000N 的水平力。假設工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間,將響應頻率設置為 500Hz 至 1500Hz,并添加 0.02 的阻尼系數。
6、運行仿真并查看結果:請求頂面的 X 向位移頻響曲線。
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。
科普時刻 | 什么是跌落測試?18天前
多物理場仿真
在仿真領域,人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能,并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應用耦合。這樣,便可以評估跌落產生的載荷和變形如何影響產品的性能和可靠性。
直接將反力(471N)除以位移(20mm),得到剛度 K=23.55 N/mm。
05 結語
在 Ansys Workbench 中,雖然沒有直接名為“全局方程”的模塊來求解這種“已知位移反求載荷”的問題,但通過 “位移約束 + 探針提取反力” 這一組合,我們可以更直觀地獲得等效結果。
6.2 施加載荷
饋線載荷:
Insert → Force
選擇套筒內表面 → 大小:2000 N → 方向:沿 Y 負向
螺釘預緊力(墊圈區域):
Insert → Force
選擇墊圈作用面(圓環區域) → 大小:900 N → 方向:沿 Y 負向
步驟 7:求解設置
點擊Analysis Settings
開啟Large
本次將介紹交流接觸器的電流過零時刻的保持力分析,變壓器、開關柜、電器柜相關的電弧、甲烷、氫氣爆炸,爆炸驅動的開關動作等應用仿真。
熱膨脹系數實測曲線
02
應力松弛/蠕變測試
模擬材料在恒定應變(松弛)或恒定應力(蠕變)下的長期力學行為,直接表征其應力馳豫或尺寸偏離特性,對密封件的長期保持力、緊固件的預緊力衰減預測至關重要。
測試內容:在恒定應變條件下,長時間監測材料內部應力隨時間的衰減規律,測試時長可根據需求進行長期觀測;或者在恒定應力條件下,長時間監測材料的變形隨載荷作用時間的變化規律。