ansys自重變形的案例
ANSYS地震時程分析如何考慮結(jié)構(gòu)自重的影響
很多朋友在用ANSYS做地震時程分析時，一直苦于如何在地震時程分析中考慮結(jié)構(gòu)的恒載。
目前兩種比較典型的錯誤做法是：
一、先做靜力恒載工況分析，打開預(yù)應(yīng)力pstres開關(guān)；然后轉(zhuǎn)到時程分析
結(jié)果：該做法結(jié)構(gòu)恒載對后續(xù)時程分析毫無作用，結(jié)構(gòu)時程分析的初始狀態(tài)依然是0。
二、直接將重力加速度加在地震波上，例如，acel,9.8+aceq(i)
結(jié)果：該做法相當(dāng)于將重力加速度帶入了積分，相當(dāng)于放大了地震波。
正確做法：在地震時程計算前，通過關(guān)閉與打開時間積分效應(yīng)，來模擬結(jié)構(gòu)恒載對地震時程分析的影響，一個典型的考慮結(jié)構(gòu)恒載的地震時程分析步驟如下：
/solu
antype,trans
trnopt,full
timint,off !關(guān)閉時間積分效應(yīng)
time,1e-6 !設(shè)置極小的時間荷載步
acel,,9.8 !施加重力加速度
solve !恒載求解
kbc,1 !階躍荷載
timint,on !打開時間積分效應(yīng)
!==========
!讀取地震波
!==========
alphad,a
betad,b !阻尼定義
nsubst,1 !子步數(shù)定義
*do,i,1,N
time,0.02*i !時間點
acel,,aceq(i)
solve
*enddo
!========
save
展開 ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
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ANSYS Workbench——大變形和塑性變形
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Ansys Workbench 膠粘凝固過程，變形等效仿真 ￥15
問題：
最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結(jié)構(gòu)仿真工程師，關(guān)于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，似乎和結(jié)構(gòu)仿真沒什么關(guān)系，自己也不知道如何進(jìn)行計算。所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經(jīng)針對該問題設(shè)計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎！）
然后就查詢了一些關(guān)于膠粘過程的論文，其中“車身制造用鋁合金-鋼膠接接頭固化變形及固化失效機理研究-朱曉搏”寫的比較詳細(xì)，指出膠粘過程大致階段如下，詳細(xì)內(nèi)容請參考原文。
? 第一階段：從開始加熱起始直至溫度升高到膠層的凝膠點結(jié)束。在這一階段中，膠層為粘流態(tài)，表現(xiàn)為高粘度的流體。
? 第二階段從膠粘劑凝膠開始，經(jīng)歷整個保溫階段至溫度下降到玻璃化溫度為止。整個階段，膠層處于高彈態(tài)。這一階段是整個固化過程中膠層屬性最為復(fù)雜的階段。包括膠層固化反應(yīng)收縮和溫度、膠層狀態(tài)等多方面因素共同影響。
? 第三階段由玻璃化溫度開始直至膠層溫度冷卻至室溫。在此階段中，膠層完全固化，處在玻璃態(tài)，其物理屬性只與溫度相關(guān)。在此狀態(tài)下，膠層的鏈段被凍結(jié)，變形能力很小，具有較高的模量。
這里結(jié)合當(dāng)前工作需求和實際狀態(tài)，以上述論文中的膠粘凝固過程為基礎(chǔ)，嘗試了一個偷懶的仿真方式。其中論文中的第一階段，膠層為流體狀態(tài)，結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力，不予考慮；論文中的第二階段，這里只考慮膠層的固化反應(yīng)體積收縮，其余不考慮。同時該階段膠層材料的物理屬性由固化后屬性按比例衰減估計；論文中的第三階段則為降溫體積收縮過程。所以，本文針對膠粘固化過程的仿真變?yōu)閮蓚€階段。
展開 
Ansys Workbench 估計圓柱面受力變形后的圓柱度 ￥10
利用matlab的自動優(yōu)化求解極值的強大計算能力，構(gòu)建圓柱度目標(biāo)函數(shù)，評估原始圓柱面和變形后圓柱面的，圓柱度。
1、 打開matlab后將工作目錄選擇到附件的matlabProcess文件夾，選擇mainProcess.m右鍵“運行”。
2、 運行程序后彈出txt文件選擇框，選取仿真求解后處理生成的cyFace1.txt文件，即可。
3、 稍等片刻即可在命令欄內(nèi)顯示圓柱度評估結(jié)果。Output值共兩行，第一行為初始圓柱面在變形前評估的圓柱度結(jié)果。第二行為cyFace面在受力變形后評估的圓柱度結(jié)果。并且顯示兩個散點圖，左側(cè)圖為初始圓柱面（紅色和綠色線表示選定A/B點）；右側(cè)圖為變形后的圓柱面，中心黑色線，為程序估計的圓柱面中心軸線。
附錄1：Command命令，在結(jié)果后處理中，提取cyFace#面的每個節(jié)點的原始坐標(biāo)和變形量。（每次APDL命令內(nèi)容無需更改，計算完成后會在對應(yīng)的目錄文件夾下生產(chǎn)cyFace#.txt文檔）
!*******選擇圓柱面組******導(dǎo)出節(jié)點編號，坐標(biāo)位置，變形量，變形后的節(jié)點位置
!*******圓柱面組命名規(guī)則cyFace(NUM)*******
!*******設(shè)定face面的個數(shù)faceCount
*set,faceCount,ARG1 !由屬性欄參數(shù)定義監(jiān)測面的個數(shù)
!*set,faceCount,2
!*******main process
finish
/post1
set,last
*do,iFace,1,faceCount
*set,surfaceName,'cyFace%iFace%'
!*set,surfaceName,'face1'
allsel
cmsel,s,%surfaceName% !
展開 ANSYS增材制造的變形補償
ANSYS exaSIM? 是一系列金屬增材制造（AM）仿真工具，有助于深入了解關(guān)于激光粉末熔融的復(fù)雜物理現(xiàn)象。exaSIM 能針對殘余應(yīng)力、變形和構(gòu)造失敗生成實用的解決方案，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)部件容差，避免構(gòu)造失敗，同時盡可能減少試錯試驗和應(yīng)力消除熱處理。STL 文件能自動進(jìn)行變形補償，以抵消部件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變形。
本案例研究展示了如何使用 exaSIM 變形補償功能，根據(jù)制造過程中預(yù)測的應(yīng)變對部件的 STL 文件進(jìn)行反向變形。當(dāng)使用補償后的 STL 文件生產(chǎn)部件時，在構(gòu)建過程中部件會逐步變形成正確的形狀。
精確的基于路徑的關(guān)鍵路徑時序
當(dāng)采用激光熔融金屬粉末時，收縮應(yīng)變會隨著每個位置的熔融和冷卻而積累。這些應(yīng)變會產(chǎn)生應(yīng)力，使部件變形與預(yù)期的形狀背離。變形的大小取決于幾何結(jié)構(gòu)、過程參數(shù)和材料。exaSIM 能仿真構(gòu)建過程，利用逐層應(yīng)變的積累來預(yù)測變形。此信息可用來評估特定的幾何結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)如何影響組件的最終形狀。
自行車立管實例
GRM Consulting和BCIT提供了一種拓?fù)鋬?yōu)化的自行車組件：
Renishaw 在 AM250 系統(tǒng)上使用鈷鉻合金構(gòu)建了該部件。仿真顯示，減震架在從襯底上移除之后存在顯著的變形。一共構(gòu)建了兩個部件（一個有進(jìn)行補償，一個沒有進(jìn)行補償），以測試 exaSIM 的預(yù)測功能和變形補償工具。
仿真和構(gòu)建細(xì)節(jié)
研究人員利用exaSIM Advanced 和 Ultimate 中的各向異性掃描模式應(yīng)變功能預(yù)測變形。構(gòu)建參數(shù)和仿真假設(shè)如下表中所示。執(zhí)行第一次仿真時，為機器 / 材料/過程參數(shù)組合確定合適的應(yīng)變比例因子（SSF）。
展開 基于Ansys Workbench的大變形旋轉(zhuǎn)分析 ￥14.9
一 分析背景
塑料齒輪、棘輪或者卡扣結(jié)構(gòu)，往往伴隨著大變形、旋轉(zhuǎn)位移、高泊松比等情況。仿真中的難題主要有：
1.如何方便地施加旋轉(zhuǎn)位移？
2.如何處理大變形、高泊松比導(dǎo)致的網(wǎng)格畸變？（網(wǎng)格，接觸算法，非線性算法，單元類型等）
3.如何后處理？（力矩提取，應(yīng)變處理）
本案例做了以下模型（簡陋又不失細(xì)節(jié)的模型），黃色塊繞著圓柱中心轉(zhuǎn)動，綠色的齒受到擠壓。仿真計算齒能承受的最大破壞力矩，或者安全情況下所能承受的力矩。
圖一 塑料齒輪模型
二 分析過程
注意，在這個模型中，我把所有能夠提高收斂性的方法都加上了。一般情況下是不需要的。
2.1 建模及幾何設(shè)置
模型如圖一，然后設(shè)置Geometry的Element Control為Manual。
然后設(shè)置幾何體為減縮積分模型（主要針對大變形幾何）。
圖二 手動單元控制
展開 ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
ANSYS WORKBENCH大變形與彈塑性
Ansys Workbench初始變形+預(yù)應(yīng)力釋放仿真（含ACT插件） ￥20
而兩個靜力模塊可以傳遞變形后的幾何，但是不能傳遞預(yù)應(yīng)力。
問題示例大致如下：
板子初始是平板狀態(tài)，安裝后工作狀態(tài)是貼合一個弧面，并通過四個支點進(jìn)行連接固定，板子安裝后存在回彈力。
現(xiàn)在需要評估板子安裝變形預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，連接面的回彈力。
仿真思路：
仿真對象是一個有初始應(yīng)力的彎曲板，但是曲面形狀實際可能不是正常弧線而是曲面。
因此仿真步驟大致需要兩步：
第一、初始平板變形為曲面形狀，提取板子的應(yīng)力狀態(tài)；
第二、板子在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生彈性回復(fù)力，查看彈性回復(fù)力在連接位置的大小。
第一步的仿真方法：
模擬擠壓形式，在初始平板兩側(cè)使用變形后的彎曲板進(jìn)行擠壓變形。
擠壓變形
第二步的仿真方法：
加載板子的變形預(yù)應(yīng)力，按裝配狀態(tài)連接，計算連接處的彈性變形力。
但是：在第一步加載的時候就不是很容易實現(xiàn)。兩個夾層面需要設(shè)定接觸面進(jìn)行接觸非線性仿真，經(jīng)常發(fā)生接觸面穿透現(xiàn)象，需要小載荷步，多次調(diào)試。
即使擠壓方式?jīng)]有穿透，應(yīng)力分布也不是很均勻。
此處先擱置擠壓法的計算過程不提，假設(shè)已經(jīng)獲得預(yù)期的初始變形應(yīng)力。
繼續(xù)進(jìn)行第二仿真步，傳遞板子的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)；
預(yù)應(yīng)力的傳遞方法在微信公眾號文章：“ansys分析中如何考慮殘余應(yīng)力影響？”中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應(yīng)力分布的結(jié)果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。
需要注意的是：
六個方向的應(yīng)力導(dǎo)出文件需要修改節(jié)點坐標(biāo)位置，不然映射應(yīng)力會不準(zhǔn)確。
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)計算壓縮變形問題。本實例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應(yīng)的壓縮變形量和應(yīng)力分布。
關(guān)于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設(shè)置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設(shè)置對稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實現(xiàn)壓板的下移與上移
5.提取結(jié)果，查看應(yīng)力或應(yīng)變
該實例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強度的仿真有一定的指導(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設(shè)置方法和流程
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的折彎變形分析 ￥29
ANSYS Workbench 中鋼管的折彎變形分析
奔馳車漏油事件中大家關(guān)注到了汽車質(zhì)量的重要性，汽車發(fā)動機當(dāng)中有很多的油道管線，那么管線在折彎當(dāng)中會不會發(fā)生破裂，導(dǎo)致漏油的發(fā)生呢？會不會發(fā)生同樣的在奔馳車上讓你哭的情況呢？下面我們從專業(yè)的仿真方面考慮管線折彎的這么一個過程.
鋼管折彎是很常見的一種現(xiàn)象，如圖所示，那么手工折彎需要多大的力量呢，折彎過程鋼筋管線會不會變形，很多工人都是靠經(jīng)驗完成的。如果當(dāng)我們身邊沒有專業(yè)工具的生活，生活中遇到需要折彎鋼管的時候，怎么實現(xiàn)呢，下面通過一個實例來看一下手工鋼管折彎的仿真分析過程。（公眾號：CAE_ANSYS），看看管線折彎過程中的應(yīng)力分析，查看是否發(fā)生管線的破壞。
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)模擬鋼管的折彎過程問題。主要涉及到知識點如下：
模型的建立過程，
材料雙線性或非線性的設(shè)置方法
鋼管和加工折彎機的接觸設(shè)置方法，
折彎過程的設(shè)置，
鋼管的進(jìn)給設(shè)定，
鋼管折彎結(jié)果的提取，
非線性分析的收斂設(shè)定注意事項，關(guān)于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
展開 
導(dǎo)出ANSYS WORKBENCH靜態(tài)分析后的變形模型
本篇博文主要介紹如何在ANSYS WORKBENCH里面導(dǎo)出靜力學(xué)分析后的變形模型，這個問題也是有幾個CAE朋友提及到了，寫篇博文分享下，廢話不多說，馬上入正題。
1.問題描述
為了敘述如何導(dǎo)出靜力學(xué)分析后的變形模型，這里只用個簡單的懸臂梁模型進(jìn)行講解，懸臂梁尺寸為100x20x10mm，一段固定約束，上面施加10MPa均布載荷，導(dǎo)出其變形后的幾何模型。
2.分析思路
（1）先進(jìn)行靜力學(xué)分析
（2）將結(jié)果文件更新到幾何體
（3）將變形后的幾何模型傳遞到FEM中進(jìn)行模型的處理
（4）導(dǎo)出變形后的幾何體模型
3.步驟
（1）對懸臂梁模型進(jìn)行靜力學(xué)分析
（2）查看其變形，如下圖所示
（3）選中模型樹的Geometry，右鍵，從結(jié)果文件中更新幾何體，打開其結(jié)果文件，如下圖所示。
（4）完成幾何體更新之后，在模型窗口可以看到幾何體模型已經(jīng)改變成之前分析的變形模型，如下圖所示：
（5）將靜力學(xué)模塊的Model導(dǎo)出到FEM中，主要是對幾何體模型進(jìn)行處理，如下圖所示：
（6）生成蒙皮
（7）插入初始幾何體
（8）將初始幾何體轉(zhuǎn)化成Parasolid格式
（9）這時轉(zhuǎn)化成的幾何體是由6個面體組成的，而不是實體，需要增加一個Sew縫紉工具，并選擇懸臂梁的6個面體，然后生成實體模型。
（10）此時，變形后的幾何體模型已經(jīng)創(chuàng)建完成，接著導(dǎo)出即可。
以上為基于ANSYS WORKBENCH靜力學(xué)分析后導(dǎo)出變形的幾何模型的基本思路和步驟。
來源：宏鑫環(huán)宇
展開 ANSYS加載預(yù)變形的分析例子
本文檔以多層板彎曲問題為例，目的為解決下列問題：
1）2層板在某工況下產(chǎn)生預(yù)翹曲變形；
2）第3層板貼合之后，導(dǎo)入前2層板的預(yù)變形，仿真最終的變形結(jié)果。
步驟：
一、首先創(chuàng)建常規(guī)的兩層板仿真模型
二、設(shè)置邊界條件及加載條件，求解得出變形結(jié)果
三、復(fù)制工程A到工程B，并將Solution鏈接到Setup中
四、進(jìn)入B的geometry中，建立第3層板
五、進(jìn)入Setup中，利用Submodeling 導(dǎo)入前兩層板的變形結(jié)果
六、針對第3層板的邊界條件及加載條件，重新計算。
七、至此，完成。
關(guān)于ANSYS和Workbench大變形（ON/OFF)問題探討。
當(dāng)計算非線性問題時，開關(guān)大變形的結(jié)果是不一樣的，因打開大變形可以看做逐漸更新剛度矩陣，所以更接近真實情況。具體選擇開還是關(guān)，應(yīng)該視具體問題具體考慮。
ANSYS軟件是美國ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）軟件，是世界范圍內(nèi)增長最快的計算機輔助工程（CAE）軟件，能與多數(shù)計算機輔助設(shè)計（CAD，computer Aided design）軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Creo, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ANSYS功能強大，操作簡單方便，現(xiàn)在已成為國際最流行的有限元分析軟件，在歷年的FEA評比中都名列第一。目前，中國100多所理工院校采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析或者作為標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)軟件。
http://zhidao.baidu.com/link?url=WfK1Zkh_qvjpSLYLi7DRET87xVCwgbiUqfZ3qq4qcsA2jMWihcYW_JbSTUSPz9YJFdovA3zsa3J3Gp-SUNISissiccdqnkk8nWeptXDJ6Mu
關(guān)閉大變形時根據(jù)模型初始尺寸構(gòu)造剛度矩陣，然后進(jìn)行求解計算；而打開大變形后，在迭代計算時，根據(jù)前一子步的模型尺寸構(gòu)造剛度矩陣，然后進(jìn)行求解計算。
對于靜力分析而言，若是線性問題，僅需計算一次就可以了，此時開關(guān)大變形沒有區(qū)別。
當(dāng)計算非線性問題時，開關(guān)大變形的結(jié)果是不一樣的，因打開大變形可以看做逐漸更新剛度矩陣，所以更接近真實情況。具體選擇開還是關(guān)，應(yīng)該視具體問題具體考慮。
展開 ANSYS Workbench 中如何快速簡單的導(dǎo)出變形后的結(jié)果 ￥18.8
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何快速簡單的導(dǎo)出受力分析后的變形結(jié)果，作為后續(xù)的分析來使用。
1.常規(guī)方法
（1）點擊結(jié)果中的的deformation，然后右鍵Exoport導(dǎo)出stl文件
（2）將模型在FEM中打開，如圖所示
（3）插入初始的幾何模型
（4）將模型生成其他格式
（5）將生成的面縫合成一個實體
（6）選中生成的實體導(dǎo)出模型
該方法比較繁瑣，下面是在ANSYS Workbench的簡單的另外兩種方法設(shè)置方法和流程
2.Spaceclaim的簡單方法
3.Workbench中的簡單方法
