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登錄ansys軸向固定約束
關注創建者:王靖雯 創建時間:2023-03-08

ansys軸向固定約束的實例教程
固定支撐是在結構有限元中,大家最常用的一種約束條件。如圖1所示給出了設置固定支撐操作的方法。
圖1 設置固定支撐操作方法
固定支撐約束,可以應用在點,線和面特征上。固定支撐表示被約束為位置為剛性,但是在現實工程結構中,根本不存在完全剛性的約束,因此固定支撐約束是一種理想約束。在實際計算中,用戶應該注意以下幾點:
固定約束附近的應力不準確,不能作為產品強度評估的依據
這個理論依據是圣維南原理,其實固定約束是一種等效約束,它會約束附近的應力有顯著影響,但是遠離約束位置的應力時可信的。如圖2給出了拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型,該模型的截面積1.2503e-005m^2,軸力為10N,則軸向應力7.99e5Pa。
圖2 拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型
圖3給出了軸向應力云圖,通過計算結果發現,固定約束位置的應力明顯大于理論解答,而遠離固定支撐的位置與理論解基本一致,大約為7.96e5Pa,但是目前固定支撐約束的影響范圍,目前還無法通過理論確定,因此在工程應用中,需要進行數據對比確定合理的計算結果。
圖3 軸向應力云圖
固定支撐約束附近不要進行網格細化
因為隨著網格細化,固定支撐約束位置的應力是奇異的。如圖4給出了多次細化后的軸向應力云圖,由圖可知,細化后,固定支撐約束位置的應力迅速上升。
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創建一個遠程點,剛性約束頂面的運動。使用 “多區域” 網格劃分方法對各部件劃分網格。
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。
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。
界面
雙擊Model進入分析環境
步驟 5:網格劃分
點擊Mesh
在屬性中設置:
Element Order:Quadratic
Size Function:Curvature
Relevance Center:Fine
右鍵Mesh → Generate Mesh
步驟 6:邊界條件與載荷
6.1 固定約束
本案例中,在梁的兩端施加固定約束。
圖2 邊界條件
6、對模型劃分網格并運行仿真,繪制軸向正應力云圖。
圖 3 T 型梁的軸向應力分布
四點彎曲試驗仿真 案例 2
7、復制靜態結構分析系統。
8、施加邊界條件。本案例中,在模型一端施加固定約束,另一端設置滾動支座約束。
第二步,將模型導入Ansys Workbench,劃分550438個高質量四面體網格(如圖2所示),確保應力與變形計算精度。第三步,施加溫度載荷與邊界條件:以22℃為常溫基準,分別模擬80℃(高溫極限)與?40℃(低溫極限)工況,固定后主筒端面以模擬實際裝配狀態。鏡頭各部件材料參數如表1所示,涵蓋密度、彈性模量、熱膨脹系數等關鍵指標,為精準仿真提供數據支撐。
吉他其余部件無需額外固定,因為它們已通過鉸接完成約束并固定于地面。
在葉片中心施加固定約束,如圖 2 所示。
圖 2. 固定約束
6. 施加 0.01MPa 的壓力,如圖 3 所示。
圖 3. 壓力載荷
7. 使用 5mm 的單元尺寸對模型進行網格劃分,然后求解分析。變形和應力云圖如圖 4 所示。
這是因為許多安裝方案都取決于透鏡的曲率和拋光精度光學表面,以固定透鏡的軸向位置,并防止其脫離光軸。
每個表面的高精度,使得精確定位成為可能。經過加工的邊緣或斜面的公差范圍較寬,因此不太適合用于固定透鏡。在某些設計中,適合采用彈性體或粘合劑作為透鏡和支撐硬件之間的接口。
問題示例大致如下:
板子初始是平板狀態,安裝后工作狀態是貼合一個弧面,并通過四個支點進行連接固定,板子安裝后存在回彈力。
現在需要評估板子安裝變形預應力狀態下,連接面的回彈力。
仿真思路:
仿真對象是一個有初始應力的彎曲板,但是曲面形狀實際可能不是正?;【€而是曲面。
步驟 6:定義相互作用
綁定約束: 使用“Tie”約束將彎管段與直管段的端面完全連接在一起。若用S8R5單元則只有一個零件,不需要。
對稱邊界條件: 在對稱面上定義對稱邊界條件(XSYMM)。一端全約束。
步驟 7:施加載荷與邊界條件
固定端: 約束遠離彎管的直管段末端的全部自由度(ENCASTRE)。