ansys 軸向彈簧的案例
ANSYS經(jīng)典提取螺栓軸向載荷的方法 ￥10
Beam188軸向力的提取方法
ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（三）
對(duì)于該結(jié)構(gòu)，
σ
max=10MPa
τ
max=5MPa
二、ANSYS解法：
下面，我們用ANSYS驗(yàn)證一下材料力學(xué)解法的準(zhǔn)確性。通過該例子，學(xué)習(xí)在ANSYS中怎么提取任意截面上的應(yīng)力。
1.確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2.通過對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們需要提取任意截面上的切應(yīng)力和正應(yīng)力，所以我們使用solid單元進(jìn)行計(jì)算。
Step1：
在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
首先，我們?cè)赟CDM中建立一個(gè)橫截面是邊長10mm的正方形，長度為100mm的長方體。建立完成以后，點(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：創(chuàng)建分析流程。
將Static Structural拖入Project Schematic，并與剛才導(dǎo)入的幾何建立聯(lián)系。雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step3：
創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。
我們想提取提取任意截面上的應(yīng)力，必須先創(chuàng)建好截面，然后把結(jié)果映射在截面上。而截面的創(chuàng)建，是依靠坐標(biāo)系的xy平面，所以在創(chuàng)建截面前，應(yīng)先創(chuàng)建合適的局部坐標(biāo)系。
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮（七）
Step8：打開弱彈簧
。
分析該結(jié)構(gòu)，它在題目所給條件下是平衡的，但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，是有未約束的自由度的，計(jì)算過程中可能會(huì)因?yàn)閯傮w位移而報(bào)錯(cuò)，所以我們打開弱彈簧，防止產(chǎn)生剛體位移。點(diǎn)擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設(shè)置為On，彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能，然后求解。弱彈簧的具體使用方法及作用原理見本公眾號(hào)文章《ANSYS實(shí)用功能詳解（一）——弱彈簧》。
Step9：求解及后處理。
該例題我們主要計(jì)算A點(diǎn)和B點(diǎn)的位移。選擇Results→Deformation→Directional（如下圖一），在Details of Directional Deformation中，將Scope中的Geometry選擇為點(diǎn)A，Orientation設(shè)置為Y Axis，表示我們提取A點(diǎn)在Y方向上的位移，如下圖二所示。同樣的方法，插入點(diǎn)B的Directional Deformation。最后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結(jié)果。計(jì)算結(jié)果如下圖三。
筆者在
《
ANSYS實(shí)用功能詳解（一）——弱彈簧
》提到，若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個(gè)Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個(gè)弱彈簧對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮（四）
結(jié)論：
①材料力學(xué)方法計(jì)算結(jié)果為1.2934mm，ANSYS計(jì)算結(jié)果為1.2945mm，結(jié)果基本一致。但材料力學(xué)計(jì)算方法使用小變形假設(shè)，在作圖求位移時(shí)，也進(jìn)行了一定的簡化計(jì)算，所以ANSYS的計(jì)算結(jié)果應(yīng)較為準(zhǔn)確。
②材料力學(xué)中小變形假設(shè)，計(jì)算誤差在可接受范圍以內(nèi)，但計(jì)算效率卻得到了很大的提高。
③該題還可使用彈性體的功能原理進(jìn)行方便快捷的計(jì)算，ANSYS也可計(jì)算結(jié)構(gòu)中的應(yīng)變能，該方法將在下一篇文章中為大家講解。
歡迎大家評(píng)論轉(zhuǎn)發(fā)支持！掃描二維碼關(guān)注公眾號(hào)，一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮（五）
根據(jù)推導(dǎo)出的應(yīng)變能計(jì)算公式，該結(jié)構(gòu)中總的應(yīng)變能為：
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據(jù)彈性體的功能原理，載荷P做的功數(shù)值上等于結(jié)構(gòu)總的應(yīng)變能，即：
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法：
該題的ANSYS解法，只需在上篇文章的ANSYS結(jié)果基礎(chǔ)上，提取一個(gè)應(yīng)變能結(jié)果。
Step1：求解設(shè)置。
提取應(yīng)變能結(jié)果，需要打開Beam Section Results，方法是：點(diǎn)擊Solution，在Details of Solution的Post Processing中，將Beam Section Results設(shè)置為Yes。
Step2：提取應(yīng)變能結(jié)果。
選擇Results→Energy→Strain Energy，然后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結(jié)果。計(jì)算結(jié)果如下圖二。
結(jié)論：
①材料力學(xué)方法計(jì)算的總應(yīng)變能為64.74J，ANSYS計(jì)算的總應(yīng)變能結(jié)果為64.723J，兩者基本一致。
②使用彈性體的功能原理求解該題，更加方便快捷，這種方法也稱為能量法。
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展開 ANSYS workbench 彈簧靜力學(xué)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)彈簧三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)靜力學(xué)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)靜力學(xué)分析的邊界條件的施加
4、學(xué)習(xí)靜力學(xué)分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 彈簧靜力學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
?
hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機(jī)是空調(diào)主要的振動(dòng)元器件，壓縮機(jī)主體通過底部的若干個(gè)橡膠腳墊安裝在壓縮機(jī)安裝框架上，壓縮機(jī)的振動(dòng)主要通過兩個(gè)路徑傳遞給空調(diào)框架：1.通過橡膠墊傳遞給壓縮機(jī)安裝架然后進(jìn)一步傳遞給整機(jī)；2.通過壓縮機(jī)的吸排氣管傳遞給整機(jī)。需要平衡兩個(gè)路徑，來平衡整機(jī)振動(dòng)和管路振動(dòng)，傳遞給管路振動(dòng)能力較多時(shí)會(huì)增加管路泄漏的概率。
Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設(shè)定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運(yùn)動(dòng)位移。
計(jì)算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動(dòng)自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時(shí)插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計(jì)算結(jié)果，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運(yùn)動(dòng)。
建議：
? 同一個(gè)連接區(qū)域不建議使用兩個(gè)重復(fù)的連接關(guān)系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個(gè)區(qū)域。
? 本文對(duì)配合區(qū)域進(jìn)行分段處理，中間為spring連接，兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點(diǎn)創(chuàng)建連接，需要打開Beta選項(xiàng)。
? 這種等效方式并不能良好的反應(yīng)間隙配合位置的應(yīng)力狀態(tài)，需要校核配合區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還是需要使用接觸連接。
展開 ANSYS Workbench中批量建立螺栓的方法+批量建立彈簧的方法
相同的方法可以批量生成彈簧，如圖所示
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2021~2023大龍貓文章經(jīng)驗(yàn)總結(jié)統(tǒng)計(jì).pdf
2023~2025大龍貓文章經(jīng)驗(yàn)總結(jié)統(tǒng)計(jì).pdf
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展開 ansys workbench中非線性彈簧的定義
大家好，我是做可傾瓦軸承的，現(xiàn)在我需要在模型里面添加非線性彈簧，請(qǐng)問大家有會(huì)的嗎？可以指導(dǎo)我一下嗎？我的qq是2298755080，可不可以幫我一下呢
【實(shí)用功能】ANSYS中的弱彈簧應(yīng)該怎么用？
下面介紹兩種方法：
方法一：弱彈簧Weak Springs。
求解前，點(diǎn)擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設(shè)置為On，彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能。然后求解。
求解過程中出現(xiàn)了一個(gè)警告：大體意思是物體可能會(huì)產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)，軟件把弱彈簧加上了。這樣，求解順利完成，觀察求解結(jié)果，應(yīng)力為1MPa，正確。
弱彈簧的作用原理是什么呢？我們觀察Solution Information的Geometry，發(fā)現(xiàn)軟件在端面的節(jié)點(diǎn)上，添加了Spring，分布在端面的8個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)頂點(diǎn)3個(gè)，來約束每個(gè)頂點(diǎn)上節(jié)點(diǎn)的3個(gè)自由度。我們觀察Solution Information的Worksheet，發(fā)現(xiàn)求解過程中多了24個(gè)彈簧單元Combine14，證實(shí)了軟件在計(jì)算過程中，自動(dòng)添加了彈簧單元完成了計(jì)算。
在Analysis Settings，我們將彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，軟件會(huì)將彈簧剛度設(shè)置為多少呢？我們將結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到ANSYS經(jīng)典，在彈簧單元的實(shí)常數(shù)中，我們發(fā)現(xiàn)彈簧單元的剛度為0.00040000000000005N/mm，確實(shí)很弱，這樣來說，不僅解決了剛體運(yùn)動(dòng)的問題，而且不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果造成實(shí)質(zhì)的影響。
在Analysis Settings，彈簧剛度設(shè)置方法除了Program Controlled，還有Factor和Mmanual兩種。
Factor：設(shè)置因子。其值等于Program Controlled標(biāo)準(zhǔn)值乘以你在Factor輸入的值。
展開 
ANSYS在片彈簧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
ANSYS在片簧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
問題：設(shè)一種復(fù)雜形狀的片彈簧，t=0.3，h=0.5，選用鈹青銅片，彈性模量為1.33e5，泊松比0.3；一端固定，另一端作鉸鏈?zhǔn)焦潭ǎ?em>彈簧的長度為60，中心受2N的力，求其變形圖及最大彎曲應(yīng)力。
詳見附件
ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬
ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬
在前面幾期的文章中，本人介紹了在ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)彈性地基的模擬，其中既使用了本身可以設(shè)置彈性地基剛度的特殊單元，也采用了彈簧單元來間接實(shí)現(xiàn)。然而一個(gè)不可避免的現(xiàn)象便是在實(shí)際中，其實(shí)有很多情況下地基是既受拉又受壓的，如果繼續(xù)采用特殊單元，則不能考慮這點(diǎn)。也即是這些特殊的單元無法考慮單向受壓的情況，例如在隧道二次襯砌分析中，外部等效圍巖就不能使用這些特殊單元。
在前面一期中也介紹了如何使用combin39單元來實(shí)現(xiàn)彈性地基的模擬，使用該單元的一個(gè)好處便是可以考慮單向作用。本文就簡單介紹如何使用該單元實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬。
要利用該單元實(shí)現(xiàn)單向彈簧，首先要讀懂該單元各個(gè)單元關(guān)鍵項(xiàng)的意思，該單元有很多關(guān)鍵項(xiàng)，不同的設(shè)置會(huì)有不同的單元表現(xiàn)。該單元一共有八種單元表現(xiàn)，羅列如下：
從上述單元表現(xiàn)可見，第B種和第e種情況可實(shí)現(xiàn)單向彈簧的功能，這兩者的主要區(qū)別在于一個(gè)是卸載路徑與原加載路徑相同，一種是卸載路徑與加載路勁的原點(diǎn)段平行。
細(xì)心的同學(xué)可以發(fā)現(xiàn)，這兒combin39所謂的單向是指受拉單向，也即是該單元只提供單向受拉的功能，如果要實(shí)現(xiàn)我們口中所謂的單向受壓，則需要一定的建模技巧。
為驗(yàn)證該單元的單向功能，下面我們做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
et,1,combin39
!Z方向的單向彈簧
keyopt,1,4,0
keyopt,1,3,3
keyopt,1,1,0
keyopt,1,2,1
n,1
n,2,0,0,1.0
!彈簧的初始彈性模量為100
r,1,0.1,100*0.1
e,1,2
d,1,all,0
allsel,all
!
展開 ANSYS中非線性彈簧單元39
考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時(shí)，通常在鋼筋和混凝土的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)之間設(shè)置聯(lián)結(jié)單元，為準(zhǔn)確地反映混凝土構(gòu)件的受力特性，可以采用ANSYS中三維非線性彈簧單元Combin39作為鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結(jié)滑移關(guān)系。Combin39單元是一個(gè)具有非線性功能的彈簧單元，可對(duì)此單元輸入廣義的力-變形曲線以定義它的非線性行為。該單元包含2個(gè)節(jié)點(diǎn)，可用于一維、二維或三維的分析中，如圖1所示。鋼筋和混凝土的接觸面之間的相對(duì)移動(dòng)有法向、縱向切向和橫向切向三個(gè)方向，為全面考慮鋼筋混凝土連接面上的相互作用，在鋼筋和混凝土連接面上在每一對(duì)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間均分別建立三個(gè)非線性彈簧單元來模擬鋼筋與混凝土之間三個(gè)方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之彈簧單元1
圖10 建立左側(cè)節(jié)點(diǎn)約束
圖11 建立右側(cè)節(jié)點(diǎn)約束
完成上述過程之后就建立了x方向單自由度彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，下面輸出ANSYS求解器的CDB文件，導(dǎo)入ANSYS-APDL進(jìn)行求解模態(tài)，因?yàn)橹挥衳方向自由度，所以只有一階固有頻率，通過理論計(jì)算公式可知固有頻率f=(k/m)^0.5/2π=15.915.
導(dǎo)入ANSYS求解發(fā)現(xiàn)求解得到的固有頻率與理論值一樣。
圖12 ANSYS固有頻率求解結(jié)果
