ansys軸對稱平面單元的案例
Ansys 平面問題、桿問題、梁問題、空間問題、軸對稱問題
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平面問題、桿問題、梁問題、空間問題、軸對稱問題各種實例分析
桿問題實例.pdf
空間問題實例.pdf
梁問題實例.pdf
平面問題實例.pdf
軸對稱問題實例.pdf
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
作為ABAQUS端，其軸對稱模型要求外部CAD輸入為平面區域的截面，并且要求所有截面圖形放置在對稱軸右邊。
SolidWorks曲面特征工具提供了平面區域建模能力，并且可以在一個零件文件建立多個平面區域，當導入到ABAQUS時，可以作為多個零件的裝配進行導入（而不需要每個平面域建立單個零件去一個一個的導入，從而節省大量時間，由于位置關系在SolidWorks確定，這樣導入ABAQUS也不需要做裝配操作）。
下面以某軸對稱模型作為實例，介紹在SolidWorks里的軸對稱截面建立過程以及導入ABAQUS的使用過程。
圖1，是某螺栓連接方案，欲對不同預緊力工況下的螺牙應力進行研究，以便選擇適當的螺栓、螺母性能等級。為了簡化為軸對稱模型，有限元模型中的螺紋槽采用環形槽近似而不是真實的螺旋槽，可先用軸對稱模型進行初步評估后再采用真實螺紋模型進行校驗。
圖1
一般而言，專業有限元軟件軸對稱模型默認以縱軸作為對稱軸，截面圖應位于對稱軸右邊（而SolidWorks自帶的Simulation有限元軟件沒有此限制）。
圖2
欲在SolidWorks中建立軸對稱模型，按照圖2，在對稱軸右邊繪制6個部分的封閉區域的截面草圖。上圖2中區域為螺栓、區域為螺母、區域為上部楔形墊、區域為上部被連接板、區域為下部被連接板、區域為下部楔形墊。注意，螺栓軸線與對稱軸重合。
（1）如圖3所示，在SolidWorks中建立草圖，可以有兩種方式：一是利用SolidWorks本身草圖工具繪制，其使用效率也是比較高的；二是從AutoCAD以及繪制好的圖形直接復制粘貼到SolidWorks草圖環境。
展開 巧用單元提高Abaqus計算效率：帶扭曲的軸對稱單元-橡膠阻尼器內摩擦生熱分析 ￥49.99
Abaqus有非常豐富的單元庫，其中就有軸對稱單元，比如CAX4（I/R/H/T），當一個回轉結構具有某種載荷對稱性時，可以用它將三維模型縮減為軸對稱模型來分析，能減少大量的內存和分析時間，而同樣的模型規模，3D實體單元要更耗費計算資源。
那么，回轉結構受到側向彎曲或軸向扭轉的載荷時，有沒有類似的單元可以用呢？
橡膠阻尼器的內摩擦生熱分析-節點溫度云圖
比如，假設上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉體，且發生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標識的那種類型，能夠在分析時充分考慮回轉體的整體扭轉變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環形塊狀阻尼器的回轉截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節點軸對稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構采用的是超彈性模型，應變能描述形式為Neo Hooke，再結合時域黏彈性Prony參數與非彈性變形能耗散比，來計算阻尼器周期性扭轉過程中的材料內摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個端面的節點分別使用位于回轉軸上的兩個參考點來耦合，固定下端面參考點，并在上端面參考點施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉結構與網格-單元
雖然建模時只考慮了回轉截面，但是帶扭曲的軸對稱單元可以將回轉體發生扭轉時的整體結構響應考慮在內，這是因為這種單元多了一個扭轉自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節點具有1、2、5和11四個自由度。
展開 轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用 ￥39
轉子結構一般為對軸對稱結構；對于復雜結構，采用Solid186實體單元需要比較高的電腦配置而且計算耗時也比較長，此時可以考慮采用軸對稱實體單元Solid272、273單元來模擬；Solid272、273單元每個節點只有3個方向的平動自由度，只要求模型軸對稱，并不需要邊界條件軸對稱。
1問題描述
如圖所示的轉子模型，材料彈性模量為2.078E11Pa，密度為7800kg/m3，垂直面上兩個方向的軸承剛度均為4.378E+07 N/m，暫不考慮阻尼的影響。求該轉子模型的渦動頻率、振型、臨界轉速；并對其進行優化設計，將一階正進動臨界轉速值固定在17000rpm。
展開 
ANSYS Workbench 計算二維軸對稱結構電場的視頻
ANSYS Workbench模塊中對于電場的計算現在只能計算電流傳導場。今天為大家貢獻一個自己制作的二維軸對稱結構的電場計算視頻，為大家提供參考。 模型也比較簡單，初入門的朋友們可以用來學習。希望大家可以提出寶貴的批評意見。(其實本人對于經典模塊較為熟悉，但是由于本人只會APDL不用GUI，導致了無法錄制視頻。所以只能貼一個WB版本的了。)
1 模型：
模型為來自于靜電除塵中裝置中的帶電部分。結構上為內外雙層金屬圓環，內層的環為1000V高電位，外層環為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結構“
由于模型軸對稱，載荷軸對稱，因此可以簡化為二維軸對稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡化。三維計算中由于網格不一定嚴格規整，計算精度也許會降低。
模型是用AutoCAD建立，然后生成面域，輸出為SAT格式的文件。
然后打開workbench，把Electrica模塊拖拽過來，導入之前的sat文件。
在導入workbench中之后進行了簡單的處理。二維軸對稱計算的時候一定要注意，模型對稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時，由于金屬是等電位的，內部沒有電流流過，所以可以不建立實體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當初隨手畫的。電場計算的時候空氣域一定要建立的足夠大才可以保證電場的精度的，本人一般建立為5-8倍的最大外徑，當然，這個具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗證一下的。
2 材料參數：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網格
圓環的部分，尤其是內層圓環的部分網格要平滑，因為高電位的尖角形狀會造成電場集中。
展開 hypermesh-ansys聯合仿真-2D軸對稱橡膠密封分析 ￥3
密封結構為環形軸對稱，蓋板將黑色橡膠圈壓向底部的帶槽基座上，靠橡膠變形回彈與上蓋板和下基座之間的接觸壓力（密封應力）來阻止流體穿過密封界面。蓋板和基座材質都是結構鋼，彈性模量為210000MPa，泊松比為0.3；橡膠圈材質為邵氏硬度75度的EPDM橡膠。本文采用單位制為mm，N，t，s，MPa。
通過hypermesh建立有限元模型設置求解控制輸入到ANSYS進行求解：
【原創經驗貼】利用ANSYS計算二維軸對稱結構電場
計算完檢查一下最大場強發生的位置，如果此處是一個畸形單元，那么由此產生的E不用說也是沒有意義的，而最大場強又是電場計算中比較關注的方面，所以需要注意。
加載：
電場中加載比較簡單，總體上有高電位、低電位、懸浮電位；用D命令加載即可；懸浮電位需要耦合所有節點電位自由度；
求解：
個人對于差值之類的數值問題不是甚懂，一般使用默認求解器。
下面附上一個初級的簡單小例子的命令流
模型描述：
軸對稱模型，左側為導體，右側為介質；
交流電場：工程中需要計算的交流電場均為電準靜態場，可以使用靜電場的方法來求解。求解時只需要定義材料的介電常數；
直流電場：直流電場為電流傳導場，電壓和電阻成正比，只需要定義介質電阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定義單元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
aglue,all
!網格
esize,0.05
amesh,all
alls
!加載
/solu
lsel,s,,,6
dL,all,,volt,0
lsel,s,,,2,4,2
dl,all,,volt,1
alls
!求解
solve
交流：
/finish
ET,1,plane121
MP,PREX,1,3
MP,PREX,2,2000
/solu
solve
計算后得到的直流和交流下的結果圖雖然都和第二幅圖差不多，但是兩個場域的決定因素和控制方程是不一樣的。
展開 利用ANSYS 命令流計算二維軸對稱電場（個人經驗貼）
計算完檢查一下最大場強發生的位置，如果此處是一個畸形單元，那么由此產生的E不用說也是沒有意義的，而最大場強又是電場計算中比較關注的方面，所以需要注意。
加載：
電場中加載比較簡單，總體上有高電位、低電位、懸浮電位；用D命令加載即可；懸浮電位需要耦合所有節點電位自由度；
求解：
個人對于差值之類的數值問題不是甚懂，一般使用默認求解器。
下面附上一個初級的簡單小例子的命令流
模型描述：
軸對稱模型，左側為導體，右側為介質；
交流電場：工程中需要計算的交流電場均為電準靜態場，可以使用靜電場的方法來求解。求解時只需要定義材料的介電常數；
直流電場：直流電場為電流傳導場，電壓和電阻成正比，只需要定義介質電阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定義單元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
aglue,all
!網格
esize,0.05
amesh,all
alls
!加載
/solu
lsel,s,,,6
dL,all,,volt,0
lsel,s,,,2,4,2
dl,all,,volt,1
alls
!求解
solve
直流：
/finish
ET,1,plane121
MP,PREX,1,3
MP,PREX,2,2000
/solu
solve
計算后得到的直流和交流下的結果圖雖然都和第二幅圖差不多，但是兩個場域的決定因素和控制方程是不一樣的。
展開 【ansys電磁實例-基礎】Workbench 計算二維軸對稱結構電場的視頻
原帖子鏈接見http://forums.caenet.cn/showtopic-538877.aspx
在ANSYS 中3維坐標下的 shell structure 使用2D 平面單元劃分，應該使用哪個單元型號的單元
在ANSYS 中3維坐標下的 shell structure 使用2D 平面單元（僅考慮平面內的位移）劃分，應該使用哪個單元型號的單元？
平面三角桁架（常為屋架）ANSYS靜力分析（桿單元） ￥1.25
作者介紹： 力學碩士，有七年的結構有限元分析經驗
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在ANSYS中，桁架結構（只承受拉壓，不承受彎矩）要使用桿單元（link單元）進行分析。在新版的ANSYS中，一般都推薦使用link180單元，該單元有兩個節點，每個節點有三個平移自由度。對于本文的平面三角桁架分析，有如下注意事項：
1 link180是三維桿，分析平面問題，需要約束一個自由度，一般為Z向。
2 桁架結構的建模，可以直接從節點單元開始，因為桁架的每根桿都只劃分為一個單元。
3 link180單元的截面雖然可以用sectype和secdata來定義，但計算本質還是轉化為實常數。
4 對于桿結構，荷載都施加在節點上，桿單元不能施加線荷載。
對于線模型（桿結構，梁結構，管結構），SECTYPE和SECDATA是很重要的命令：
當命令sectype的type是link的時候，secdata定義桿截面面積。
如果讀者想詳細了解SECTYPE和SECDATA，可以輸入help, sectype或者help, secdata。如下圖：
然后按一下鍵盤的enter，軟件會跳出help文件，詳細解釋sectype。
后文目錄：
一：建模
二：求解
三：后處理
四：源文件
展開 
平面四邊形四節點單元計算程序與ANSYS結果對比
為什么要導出單元剛度矩陣
在學習有限元方法時，我們會需要編寫程序計算結構的單元剛度矩陣。此外，當我們需要做有限元軟件二次開發時，我們也需要驗證所做的開發是否正確。為了驗證程序正確性，我們可以從商業有限元軟件中導出單元剛度矩陣來驗證程序的計算結果。下面簡單介紹從ansys軟件中導出平面四邊形四節點單元的單元剛度矩陣。
平面四邊形四節點單元示例
如圖所示，計算這兩個單元組成單元剛度矩陣，并組裝成整體剛度矩陣，求解各個節點的位移。
展開 ANSYS Workbench如何獲取實體單元某截面的剪力和軸力
選擇我們需要投影的節點力，點擊worksheet,然后在表格中右鍵 create user defined results.這兒我們提取SXZ和SZ，來獲取我們Y方向剪力和Z方向軸力。
第五步，觀察應力，并計算內力。
注意提取的時候要注意選擇SURFACE。
SXZ應力分布：
SZ應力分布：
我們這個截面的最終內力也即是 該截面的平均應力乘以我們的面積。
比如：
剪力
FY=66667*0.3*0.5N=10KN
這是與理論結果較為符合的。
細心的小伙伴可能會發現，為什么這里只說了WORKBENCH獲取軸力和剪力的方法，彎矩怎么獲取呢？
因為水哥也還不知道~~~場面一度十分尷尬。有興趣的歡迎可以一起研究討論哦~~~
展開 第一篇梁單元的軸力圖 （理論計算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法） ￥10
第一篇梁單元的軸力圖
（理論計算、ABAQUS仿真、ANSYS仿真方法）
篇幅內容僅針對自我學習總結展示，并希望給軟件初學者帶來一定啟發。
結構有限元仿真中有兩種一維單元：桁架與梁
桁架單元：僅承受軸力作用；如二力桿。由于只在軸向承受拉/壓載荷，所以只需要定義截面面積；應力和變形均與截面形狀無關。ABAQUS 6.14-4中對應單元為truss T2D2；ANSYS 18.0中對應單元為link180。
梁單元：可承受軸向拉/壓載荷，具有承受扭轉和彎曲的能力。由于可承受扭轉、彎曲等組合變形，梁單元需要定義截面形狀。ABAQUS與ANSYS對應均為beam單元。
孫訓芳先生的《材料力學》例題2-1：一等直桿及其受力情況如下圖，試作桿的軸力圖。
由于桁架單元僅能承受拉/壓載荷；而梁單元可承受拉、壓、彎曲、扭轉的組合變形，梁單元可承受的載荷類型更為復雜，故此篇通篇采用梁單元作為分析。
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