ansys質(zhì)量密度的案例
ansys workbench 隨機振動功率譜密度轉(zhuǎn)換公式
隨機振動功率譜密度轉(zhuǎn)換公式.pdf
ansys，熱流密度以數(shù)組形式加載的過程。
建立了數(shù)組，用GUI加載的過程
如何從Ansys APDL中提取剛度矩陣與質(zhì)量矩陣？ ￥69
1.引論
經(jīng)常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進行計算、學習的學生或工程師們都會知道在有限元分析建模與計算中剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質(zhì)，大家往往在實際使用十分成熟的商業(yè)化軟件的過程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業(yè)軟件背后的原理與方法。
這時，不管是在學習中還是在工程應用中往往都會遇到一個同樣的問題，那么就是如何將Ansys APDL運行中的產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)（例如：剛度矩陣、質(zhì)量矩陣）導出成為我們熟悉的形式或文件格式，從而為我們所用，所分析。
因此我決定寫下此篇文章來幫助很多實際工作或?qū)W習中需要用到此類技能的同學、同事們，讓大家更了解Ansys APDL背后的工作原理與數(shù)據(jù)導出方式。
當然，在社區(qū)中早就有大佬回答過了這個問題，并給大家制作了相應的提取矩陣軟件，其軟件具備了簡單、便捷的操作方式，讓很多想要提取剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的同僚們受益，那么我為什么還要寫一篇這樣的文章重新提起這樣一個話題呢？這就又回到了我開頭所說的“原理與方法”，我在此更希望面對想要進一步學習了解軟件背后機理的群體，并在此基礎上保留教學的簡潔性，提供導出矩陣與轉(zhuǎn)換、列式、求解的源代碼，使其既兼顧基本原理，又可以讓大家直接上手使用，非常的便捷，也避免了很多因為優(yōu)化不完全導致的運行bug。
2.有限元軟件導出剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的方法
在使用APDL進行求解時，每次在求解完成后都會在工作路徑下生成一個.full文件，而這個文件十分關(guān)鍵，其正是剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的所在之處。
展開 ANSYS如何提取能量結(jié)果（應變能，應變能密度，應變能時程）？ ￥100
而能量是表征物理系統(tǒng)做功的量度，是<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>重要的計算結(jié)果之一。應變能(Strain Energy)是應力和應變結(jié)果計算出來的，由于變形而儲存在結(jié)構(gòu)內(nèi)的能量，包括由于材料塑性而產(chǎn)生的塑性應變能。</p>
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>中，/POST1中觀察整個模型在指定時刻的結(jié)果，而在/POST26中，可以觀察到指定節(jié)點在整個持時范圍的響應。本文分別從這兩個方面對ANSYS中能量的提取方法進行介紹。</p>
<ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;">
<li><p> /POST1提取應變能</p></li>
</ul>
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2877" class="jsk-anchor">ANSYS APDL</a>主界面，Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table中依次定義應變能和體積，可以顯示包括每個單元的應變能和體積數(shù)據(jù)，應變能密度=應變能/體積。
展開 
ANSYS模型剛度、質(zhì)量矩陣快速提取小軟件—km_from_Ansys ￥88
=MASS：輸出質(zhì)量矩陣。可用于特征值屈曲、子結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析。
=DAMP：輸出阻尼矩陣。僅用于有阻尼的模態(tài)分析。
rhs---右邊項輸出控制（右邊項指用矩陣所表示方程的等號右端矢量，這里可為節(jié)點荷載向量），如rhs=YES則輸出，如rhs=NO則不輸出。
模態(tài)分析時，因僅LANB和QR法可生成完整的質(zhì)量矩陣，因此也僅采用這兩種方法時才可使用HBMAT命令得到質(zhì)量矩陣文件。
這個是Ansys幫助文件中對HBMAT命令的解釋，在Ansys分析中，會在根目錄下形成.full的二進制文件，里面存儲的就是已經(jīng)組合好的剛度和質(zhì)量矩陣，只是是以二進制文件的形式存在，通過HBMAT命令可以將二進制文件轉(zhuǎn)換為可以使用的十進制文件，十進制文件是以txt的形式存放在根目錄下。
打開生成的十進制文件，發(fā)現(xiàn)并沒有得到我們所想象的剛度、質(zhì)量矩陣的形式，而是一長串的數(shù)字。這是因為，Ansys中的矩陣文件是以稀疏矩陣的形式存儲的，得到的十進制文件，只是給出了矩陣中元素對應的位置和值，我們需要對這一串數(shù)字進行整理才能得到原始的矩陣形式。這就需要明確十進制文件中數(shù)字的排列規(guī)律。
文件基本格式是前面有4或5行描述數(shù)據(jù)，其后為單列矩陣元素值，說明如下：
第1行：格式（A72），為文件頭的字符型解釋，如剛度矩陣或質(zhì)量矩陣等標題。
第2行：格式（5I14），分別表示該文件的總行數(shù)（不包括文件頭）、矩陣列指針的總行數(shù)、矩陣行索引的總行數(shù)、矩陣元素數(shù)值的總行數(shù)、右邊項總行數(shù)。
第3行：格式（A3,11X,4I14），分別為矩陣類型、矩陣行數(shù)、矩陣列數(shù)、矩陣行索引數(shù)（對組裝后的矩陣，該值等于矩陣行索引數(shù)）、單元元素數(shù)（對組裝后的矩陣此值為0）。
展開 ANSYS知識普及1——如何提取模態(tài)質(zhì)量（ANSYS專家編輯，非原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)摘）
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。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ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
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聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識產(chǎn)權(quán)，請聯(lián)系ANSYS專家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時間刪除。
下面是《ANSYS Verification Manual》中VM89.DAT稍加修改后提取模態(tài)質(zhì)量的例子：
/PREP7
/TITLE, VM89, NATURAL FREQUENCIES OF A TWO-MASS-SPRING SYSTEM
C*** VIBRATION THEORY AND APPLICATIONS, THOMSON, 2ND PRINTING, PAGE 163,EX 6.2-2
ET,1,COMBIN14,,,2
ET,2,MASS21,,,4
R,1,200 ! SPRING CONSTANT = 200
R,2,800 ! SPRING CONSTANT = 800
R,3,.5 ! MASS = .5
R,4,1 ! MASS = 1
N,1
N,4,1
FILL
E,1,2 ! SPRING ELEMENT (TYPE,1) AND K = 200 (REAL,1)
TYPE,2
REAL,3
E,2 ! MASS ELEMENT (TYPE,2) AND MASS = .5 (REAL,3)
TYPE,1
REAL,2
E,2,3 !
展開 ANSYS如何獲取結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量
結(jié)構(gòu)質(zhì)量
*status,MASS
!=================
MASS顯示如下：
理論求解：
（0.6*0.6*3.3*2+0.3*0.6*3.6）*2*2600=15724.8 Kg
可見兩者并無差別，這個小技能你GET到了嗎？
關(guān)注公眾號：ANSYS結(jié)構(gòu)院 很有必要
ansys如何輸出高質(zhì)量的圖片
對體和面來說，ANSYS默認的結(jié)果輸出格式是云圖格式，而這種彩色云圖打印為黑白圖像時對比很不明顯，無法表達清楚，這對于發(fā)表文章來說是非常不便的。發(fā)文章所用的結(jié)果圖最好是等值線圖，并且最好是黑白的等值線圖。筆者原來進行這項工作時一般借用photoshop等第三方軟件，很麻煩，并且效果不好。現(xiàn)通過摸索，發(fā)現(xiàn)通過靈活運用ansys本身也能實現(xiàn)這項功能。現(xiàn)將步驟寫給大家，感謝caenet對我的幫助。
hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之質(zhì)量單元
質(zhì)量單元屬于0維單元，ANSYS提供了質(zhì)量單元mass21，該單元有6個自由度，3個平動自由度和3個繞軸的轉(zhuǎn)動自由度，可以分別設置不同方向上的不同質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，但是一般3個平動方向上的質(zhì)量是相同的，而3個轉(zhuǎn)動方向上的轉(zhuǎn)動慣量可能分別不同。轉(zhuǎn)動慣量可能對某些非轉(zhuǎn)動模態(tài)影響較小甚至可以忽略，但是對某些模態(tài)影響比較明顯，所以在較容易獲得部件轉(zhuǎn)動慣量的情況下盡量將部件簡化為質(zhì)量單元時輸入每個方向上的轉(zhuǎn)動慣量參數(shù)。
質(zhì)量單元的另一個功能是作為輔助單元使用，在利用hypermesh為ANSYS求解器建模前處理時，涉及到不同零部件單元之間的連接裝配，此時在一些連接單元的節(jié)點上需要安放一個單元才能在導入ANSYS計算時正常進行，下面舉實例說明。
上圖是一個板通過4個紫色的柱焊接在板的4個孔上，建模是通過CERIG單元將板與柱在焊接位置剛性連接，然后在4個柱的頂端安裝在其他部件上，這里將柱的頂端連接到同一個節(jié)點上（節(jié)點號為4417），然后在該節(jié)點上施加固定約束邊界條件。建好模型后導出CBD文件并讀入ANSYS進行模態(tài)求解，開始求解時報出如下圖錯誤。
報錯信息顯示為，約束方程1有未使用的節(jié)點4417。主要原因是hypermesh中的CERIG單元轉(zhuǎn)化到ANSYS是約束方程。在建立節(jié)點耦合時，比如將若干單元的節(jié)點自由度耦合到一個新建的節(jié)點時，這個新建節(jié)點比如依附于某個單元，否則求解時就會報出上述錯誤信息，這里的解決方案就是在節(jié)點4417處建立一個mass21單元，為了消除mass21單元對求解結(jié)果的影響需將mass21的質(zhì)量屬性設置到非常低，特別是在模態(tài)求解時，質(zhì)量會嚴重影響模態(tài)求解結(jié)果，效果如下圖。
展開 基于 MATLAB 的 ANSYS Harwell-Boeing 格式稀疏矩陣提取工具 —— 剛度矩陣與質(zhì)量矩陣 ￥30
在有限元分析中，ANSYS 可以導出大規(guī)模稀疏矩陣（如剛度矩陣、質(zhì)量矩陣），通常使用 Harwell-Boeing (HB) CCS 格式。這些矩陣對后續(xù)二次開發(fā)、動力學分析或自定義求解器非常重要，但由于其稀疏和壓縮存儲形式，直接在 MATLAB 中讀取和使用并不方便。
本文提供了 兩個 MATLAB 函數(shù)，可直接從 ANSYS 導出的 HB 矩陣文件中讀取并重構(gòu)成 MATLAB 稀疏矩陣：
1.剛度矩陣提取函數(shù)
輸入：ANSYS 導出的剛度矩陣 HB 文件（stiff.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 K，可直接用于動力學計算或驗證
支持自動對稱化，保證數(shù)值正確
2.質(zhì)量矩陣提取函數(shù)
輸入：ANSYS 導出的質(zhì)量矩陣 HB 文件（mass.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 M
使用與剛度矩陣同樣的解析邏輯，無需額外修改
案例說明：
本文以高速鐵路接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，展示了如何將 ANSYS 中導出的稀疏剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，在 MATLAB 中完整展開，并進行后續(xù)動力學分析準備。
通過該方法，可以將大規(guī)模有限元矩陣快速轉(zhuǎn)化為 MATLAB 可操作形式，為自定義振動分析、模態(tài)分析及其他科研或工程應用提供基礎。
優(yōu)勢與應用：
支持大規(guī)模稀疏矩陣解析
自動對稱化，保證數(shù)值精度
適用于剛度矩陣、質(zhì)量矩陣、其他 HB 格式矩陣
可作為動力學求解器或后處理工具的基礎模塊
使用方法：
1.使用以下代碼對ansys中生成的質(zhì)量及剛度矩陣進行提取，file,5,full（5為工作目錄下full文件的文件名，例如：filename.full）。
展開 ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取
這時用編輯器打開cp.out文件，可以看到按單元寫出的質(zhì)量、剛度等矩
陣
ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取.rar
Ansys Lumerical Zemax Speos | CMOS 傳感器相機：3D 場景中的圖像質(zhì)量分析
在本例中，我們介紹了一個仿真工作流程，用于在具有不同照明條件的特定環(huán)境中，從光學系統(tǒng)和CMOS成像器的組合中分析相機系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。此示例主要涵蓋整個工作流程中的Ansys Speos部分。該光學系統(tǒng)采用Ansys Zemax OpticStudio設計，并導出到Ansys Speos進行系統(tǒng)級分析。CMOS成像器采用Ansys Lumerical設計，并導出至Ansys Speos。
下載
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概述
在相機系統(tǒng)中，CMOS（互補金屬氧化物半導體）成像器是一種電子元件，其中入射吸收的光子產(chǎn)生可以進行數(shù)字處理的光電流。在本例中，我們使用Ansys完整的光學解決方案，將Zemax OpticStudio的光學系統(tǒng)信息以及Lumerical的CMOS成像器導入Speos，在3D場景中進行完整的相機系統(tǒng)分析，并仿真成像儀生成的電子地圖。在仿真整個光學系統(tǒng)時，這種互操作性工作流程考慮了宏觀相機鏡頭與CMOS圖像傳感器微觀結(jié)構(gòu)之間的相互作用。借助 Speos 處理逼真照明和基于光度學/輻射物理場的渲染功能，用戶可以輕松優(yōu)化組件，并構(gòu)建圖像傳感器記錄的最終電子地圖的準確視圖，以設計基于應用的相機。
此虛擬解決方案需要四個主要工具
1. Zemax OpticStudio 和Speos Lens System Importer ，用于導出 Zemax OpticStudio 中設計的鏡頭模型，供 Speos 使用
2. Speos 用于在 CMOS 成像儀前生成光譜輻照度圖
3. Lumerical FDTD和CHARGE，用于計算傳感器的量子效率作為入射角和波長的函數(shù)
4.
展開 巧用Icepak參數(shù)功能獲得零件質(zhì)量(附最新ANSYS官方解決方案)
此文為本人原創(chuàng)，首發(fā)于2016年12月 ANSYS中國微信公眾號。我的個人公眾號(贏仿設計，二維碼在文末)亦有轉(zhuǎn)載。
===========分割線，以下為正文==========
1. 問題的提出
如圖所示，在ICEPAK模型樹內(nèi)右鍵單擊3D零件, 可直接獲得體積和表面積，遺憾的是不能獲得質(zhì)量。
雖然可以通過體積和材料密度間接求得質(zhì)量，但對于某些通過優(yōu)先級設置獲得的“復雜形狀”零件，如下圖，仍顯不便。
下面通過實例，演示利用參數(shù)功能獲得零件質(zhì)量。
2. 利用參數(shù)功能獲得零件質(zhì)量
(1)建模
如下圖，模型只包含2個零件，散熱器和長方block，block占用“1個翅片+部分散熱器底板”的體積。
設置block的優(yōu)先級高于散熱器，散熱器實際占用空間如圖:
散熱器底板厚度設為參數(shù)$base，block設置active參數(shù)如圖(選中active后右鍵單擊即可彈出窗口):
為減少計算量，只計算速度場，在合適位置設置溫度監(jiān)測點。
(2)參數(shù)化計算
打開Parameters and optimization面板，在setup面板內(nèi)選擇Parametric trials和selected values，Design variables面板內(nèi)保持初始值不變，F(xiàn)unctions面板內(nèi)如下圖為散熱器和block分別定義value為幾何體質(zhì)量的基本函數(shù)，
Trials面板內(nèi)，設置2個工況，工況1為block不存在，工況2為block存在，如圖:
單擊上圖中的Run按鈕，可直接進行參數(shù)化計算。
展開 提取ANSYS中的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣到MATLAB中進行二次開發(fā) ￥88
最近在考慮自己編寫的程序和商用軟件的驗證問題，有限元結(jié)構(gòu)分析中最關(guān)鍵的一環(huán)就是剛度矩陣的獲得，如果涉及到模態(tài)分析，還有質(zhì)量矩陣。考慮到商業(yè)軟件的成熟性，可以用ANSYS生成的剛度矩陣做參照來看自己編寫的程序是否正確，因此如何提取ANSYS中結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，并進行隨后的驗證或者二次開發(fā)是一個問題。
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1796144
受上述帖子的啟發(fā)，使用MATLAB提取ANSYS中的剛度和質(zhì)量矩陣，并進行模態(tài)分析驗證提取的矩陣的正確性。
首先，在ANSYS中使用HBMAT命令方法提取整體矩陣。
命令：HBMAT,fname,ext,--,form,matrx,rhs
其中：
Fname---輸出矩陣的路徑和文件名，缺省為當前工作路徑和當前工作文件名。
ext---輸出矩陣文件的擴展名，缺省為.matrix。
form---定義輸出矩陣文件的格式，其值可取：
=ASCII：ASCII碼格式；
=BIN：二進制格式。
matrix---定義輸出矩陣的類型，其值可取：
=STIFF：輸出剛度矩陣。可用于寫入了.FULL文件的任何類型的分析。
=MASS：輸出質(zhì)量矩陣。可用于特征值屈曲、子結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析。
=DAMP：輸出阻尼矩陣。僅用于有阻尼的模態(tài)分析。
rhs---右邊項輸出控制（右邊項指用矩陣所表示方程的等號右端矢量，這里可為節(jié)點荷載向量），如rhs=YES則輸出，如rhs=NO則不輸出。
模態(tài)分析時，因僅LANB和QR法可生成完整的質(zhì)量矩陣，因此也僅采用這兩種方法時才可使用HBMAT命令得到質(zhì)量矩陣文件。
展開 『分享』ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取
、整體剛度和質(zhì)量矩陣的提取。
該功能需要進行二次開發(fā)，由ansys形成
的二進制文件.full提取整體剛度和質(zhì)量
矩陣。
基于ansys的一個用戶開發(fā)程序例子編
了一個程序（附件中）。
開發(fā)環(huán)境：compaq fortran 6.5
運行環(huán)境：win2000。
一個主文件：self.for，
另一個文件matrixout.f90用于矩陣輸出
binlib.lib為ansys提供的庫文件，將其
引入項目中（也可直接扔進debug目錄）
.full文件由子空間迭代模態(tài)分析獲得。
運行編譯后的可執(zhí)行文件.exe
2、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取。
/DEBUG命令。詳細說明可由以下轉(zhuǎn)載文章
finish
/clear
PI=3.1415926
w1=3
w2=10
w3=6
w4=1.2
r=.8
t=0.08
/PREP7
!*
ET,1,SHELL63
R,1,t
ET,2,MASS21
R,2,500,500,500,2000,2000,2000,
!*
UIMP,1,EX, , ,2e11
UIMP,1,NUXY, , ,0.3,
UIMP,1,DAMP, , ,0.2,
UIMP,1,DENS, , ,7800,
BLC4,0,0,w2,w1
ESIZE,1.5,0,
AMESH,all
NSEL,S,LOC,X,0.0
D,all, , , , , ,ALL, , , , ,
allsel,all
SFA,all,1,PRES,12
FINISH
/OUTPUT,cp,out,, !
展開 