ansys制作活塞
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys制作活塞的視頻教程
ansys制作活塞的實例教程
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺，相比經典界面APDL優點眾多，能解決目前出現的各種仿真問題，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秀于其它有限元軟件。該仿真平臺設置簡單，推動了仿真產品的設計。本文采用的是顯式動力學分析的模塊（Explict dynamic(LS-Dyna)。
LS-Dyna是非線性顯式分析的常用有限元軟件，具有很強的通用分析能力，能完美解決各種接觸沖擊爆炸等復雜的動力學問題，有限元程序的求解問題由LS-Dyna求解器完成。目前LS-Dyna的分析和求解功能已經非常強大，可以進行動力學，靜力學，結構-流體耦合，電磁場，溫度場，耦合場等分析，功能齊全且應用領域廣泛，可用于研究嚙合、接觸等沖擊問題的影響。本文采ANSYS-workbench和LS-Dyna軟件對鑿巖機沖擊系統進行有限元數值模擬，利用Ansys-workbench進行前處理，生成LS-Dyna程序關鍵字（keyword）文件或稱為K文件，然后調用Ansys Product launch中的LS-DYNA SOLVER求解器對K文件進行求解，生成對D3plot結果文件，并運用LS-PREPOST后處理器對結果文件進行查看。
1.1 有限元分析流程
（1）基于SolidWorks軟件進行三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺下的mesh進行沖擊系統的網格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺下的explict dynamic（LS-Dyna）模塊添加沖擊系統分析的邊界條件等。
（4）使用 UltraEdit 修改和添加 K文件的關鍵字。
展開 潛孔沖擊器工作原理:活塞上下運動，下行時沖擊鉆頭尾部，鉆頭頭部合金齒與巖石接觸，傳遞壓力至巖石，巖石被擠壓產生裂紋，鉆頭在鉆機帶動下旋轉，旋轉中有裂紋的巖石被切削下來。工作中活塞工作頻率很高，常出現早期斷裂，設計潛孔沖擊器時，大家對活塞的設計和制造倍加關注，進行沖擊器的活塞與鉆頭動力分析非常必要。
然而、活塞、鉆頭和巖石之間是沖擊波，沖擊應力計算很復雜，精確度不高，Ls-Dyna的出現給沖擊器的活塞與鉆頭動力分析帶來了方便，通過分析對活塞的設計和制造提供了理論依椐。
Ls-Dyna是功能齊全的幾何非線性、材料非線性以及摩擦和接觸分離等界面狀態的非線性程序，凡是涉及接觸碰撞、爆炸、穿甲、應力波傳播和金屬加工等問題都可以求解，
Ansys中綜合了Ls-Dyna。
Ansys/Ls-Dyna計算更為方便和精確。
進行活塞與鉆頭動力分析簡述如下:要有:活塞尺寸;鉆頭尺寸;巖石塊尺寸，活塞速度。
計算時使用APDL程序文件，該文件操作者自己編制。關鍵是編制APDL程序文件，完成編制則完成大部分工作量，其他工作由Ansys/Ls-Dyna軟件完成。
整體計算過程:
一.APDL文件:編制情況簡述:
有限元計算要有數學、力學、有限元理論、工程科學、軟件操作和工程經驗，必須對整個計算過程細節進行詳細考察，對軟件的適用范圍、計算精度、有限元模型的網絡劃分精度、材料參數、邊界條件及初始條件搞準、否則可能出錯，濫用是危險的做法，會得出錯誤的結果。
步驟如下:
1.定義工程名稱屬性和采用國際單位制。
2.定義單元類型、材料與實常數:
(1).活塞、鉆頭、巖石的單元類型都為SOLID164
.
(2).輸入活塞、鉆頭、巖石的材料參數:彈性模數、密度、泊松比。
3.建立實體模型，將實體模型剖成為1/4計算。
展開 問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
Ansys workbench的connect創建連接非常方便，但是很多時候幾何面的區域和實際想要做連接的區域大相徑庭。這個時候一個較好的連接區域選擇方法是使用element Faces進行連接區域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩——沒有反向選擇，框選減除的功能！！！！
雖然兩種方式對計算結果沒有什么影響，但是第二個選著方式在甲方看來，仿真工程師是有認真在干活的。。。。。。。。。。
使用hypermesh的同事都知道，ansys workbench在鼠標框選這個功能上差了很多。Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
解決方案：
這里使用ansys workbench 的二次開發功能，增加一個針對單元面選擇的ACT插件。實現框選增加和框選減除的功能，雖然不能與hypermesh的右鍵反選功能相比肩，但實際應用還是可以帶來很多便捷之處，尤其使用快捷鍵操作后，有很大提升。
功能實現邏輯：
1.首先用戶自己調整到element Faces 選擇類型，程序讀取當前界面中加亮的element face單元的id號并存儲在global變量中。
2.用戶框選其它element faces單元，程序繼續讀取當前選擇單元id號。再對global中存儲的id號進行比較。
3.如果是增加操作，就合并兩次框選；如果是減除操作，就對global集合去除當前選擇的集合。
具體實現方法：
首先，創建xml文件——在mechanical界面上方創建新的按鍵。
展開 問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進行了部分更新。主要是增加了一項對實體幾何邊的element Faces轉換功能。
結果示例：
實現過程簡要如下：
? 通過選擇實體幾何邊，利用convert to 功能轉為與幾何邊相關聯的單元。
? 再將單元轉為節點（這一步界面沒有操作，但是幫組文檔有命令“NodeIdsFromElementIds”可以實現），該命令執行后可以返回，與單元相關的所有節點，包括實體內部的網格節點。
? 將這些節點，加入到NamedSelection中。
? 再利用NameSelection中的Convert to Element Face 功能，進行轉換為表面單元（這一步，在幫助文檔中沒有找到對應的命令）
將以上操作步驟，利用API命令執行，就可以實現，選擇幾何邊轉為與邊相關連的單元面的選擇。（但是程序會在NamedSelecetion 中創建兩個選擇集）
示例.avi
這里將該功能增補到了上期的 合并/刪除 等功能。已經下載上期的小伙伴可以聯系我，直接更新這個邊擴展的功能。
展開 Ansys Additive 2021R1新版本在增材所有產品組合中都提供了增強功能- Additive Prep, Additive Print, Additive Science 和 Workbench Additive -使用戶能夠進一步提高他們的增材制造能力。
01
主題/時間
Ansys 增材制作解決方案2021 R1產品更新
5月18日16：00
02
新功能
1.正式發布用于熱求解器的316L不銹鋼材料（Additive Print和Additive Science）
2.正式發布2D微觀結構（Additive Science）
3.增材向導中新增標定流程(Workbench Additive)
4.新增AM Bond接觸，并可通過向導設置（Workbench Additive）
5.創建EOS和Renishaw構建文件(Additive Prep)
6.改進的方向優化和新的分析類型 (Additive Prep)。
03
講師介紹
鄭偉巍
Ansys結構高級應用工程師。畢業于哈爾濱工業大學熱力渦輪機專業，機械結構設計專家。曾任諾基亞通信、摩托羅拉高級結構設計工程師，熟悉壓鑄件/塑料件/鈑金件設計及加工工藝，熟練使用CREO和Ansys工具，也曾有三年汽車領域碰撞及非線性有限元分析經驗。
展開 
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問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進行了部分更新。主要是增加了一項對實體幾何邊的element Faces轉換功能。
結果示例：
實現過程簡要如下：
? 通過選擇實體幾何邊，利用convert to 功能轉為與幾何邊相關聯的單元。
? 再將單元轉為節點
問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
Ansys workbench的connect創建連接非常方便，但是很多時候幾何面的區域和實際想要做連接的區域大相徑庭。這個時候一個較好的連接區域選擇方法是使用element Faces進行連接區域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩
Ansys Additive 2021R1新版本在增材所有產品組合中都提供了增強功能- Additive Prep, Additive Print, Additive Science 和 Workbench Additive -使用戶能夠進一步提高他們的增材制造能力。
01
主題/時間
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潛孔沖擊器工作原理:活塞上下運動，下行時沖擊鉆頭尾部，鉆頭頭部合金齒與巖石接觸，傳遞壓力至巖石，巖石被擠壓產生裂紋，鉆頭在鉆機帶動下旋轉，旋轉中有裂紋的巖石被切削下來。工作中活塞工作頻率很高，常出現早期斷裂，設計潛孔沖擊器時，大家對活塞的設計和制造倍加關注，進行沖擊器的活塞與鉆頭動力分析非常必要。
然而、活塞、鉆頭和巖石之間是沖擊波，沖擊應力計算很復雜，精確度不高，Ls-Dyna
