ANSYS組合體建模
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ANSYS組合體建模的視頻教程
ANSYS組合體建模的實(shí)例教程
在WORKBENCH中用梁-板組合建模的問(wèn)題，用點(diǎn)焊和接觸都有問(wèn)題。感覺(jué)不需要用點(diǎn)焊和接觸，實(shí)際上只需要在DM中簡(jiǎn)單處理就可以了。
問(wèn)題如下，是一個(gè)H型框架，在其上鉚接兩塊板。框架的四個(gè)角點(diǎn)被固定，而在左邊一塊板上施加垂直于板面的均布載荷。現(xiàn)在要對(duì)該問(wèn)題用有限元建模并仿真。
由于這里涉及到兩類(lèi)單元，一種是梁?jiǎn)卧环N是板殼單元。在WORKBENCH中，默認(rèn)的梁?jiǎn)卧荁EAM188，而板單元是SHELL181.而 BEAM188中每個(gè)節(jié)點(diǎn)一般有6個(gè)自由度，SHELL181中每個(gè)節(jié)點(diǎn)也是6個(gè)自由度，因此二者的節(jié)點(diǎn)自由度可以無(wú)縫的耦合在一起。
下面說(shuō)明操作步驟。
1. 創(chuàng)建項(xiàng)目示意圖。
2.在DM中創(chuàng)建第一個(gè)草圖，形成H型框架。注意這里對(duì)于上下兩條長(zhǎng)邊是分成了四段。
3. 在DM中創(chuàng)建第二個(gè)草圖，只包含兩個(gè)豎直的邊。其位置與是上圖中兩個(gè)點(diǎn)的連線。
4. 先對(duì)草圖1中的直線生成線體。
得到的結(jié)果如下
5. 再對(duì)草圖2中的直線生成線體。注意此時(shí)是ADD FROZEN。
得到的結(jié)果如下
6. 從前面的邊生成面，先生成左邊的板。
得到如下圖的結(jié)果。
7. 從前面的邊生成面，再生成右邊的板。
得到如下圖的結(jié)果。
8.壓制中間兩條不需要的線體。
得到的結(jié)果如下
9.創(chuàng)建矩形截面。
10. 把該矩形截面賦予給梁的截面屬性。
得到的結(jié)果如下
11. 把一個(gè)線體，兩個(gè)面體生成一個(gè)新的PART。這一步是關(guān)鍵。它取代了點(diǎn)焊和綁定接觸。
得到的結(jié)果如下
12. 進(jìn)入到DS中劃分網(wǎng)格。
展開(kāi) 白內(nèi)障手術(shù)是當(dāng)今最常見(jiàn)的外科手術(shù)之一，在該手術(shù)中，患者的晶狀體由于光散射增加而變得渾濁，從而被人工晶狀體（IOL）取代。隨著白內(nèi)障人群越來(lái)趨于越年輕化，對(duì)優(yōu)質(zhì)鏡片的需求不斷增長(zhǎng)，以提高可實(shí)現(xiàn)的圖像質(zhì)量并解決無(wú)需眼鏡聚焦的問(wèn)題。衍射IOL通過(guò)同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)焦點(diǎn)來(lái)提供近距離和遠(yuǎn)距離的清晰視覺(jué)，從而提供了一種可行的解決方案，在本文中我們演示了如何通過(guò)使用用戶自定義表面（UDS）DLL來(lái)擴(kuò)展Zemax OpticStudio的功能，以提供衍射式人工晶狀體透鏡的真實(shí)模型。最后，我們還將討論應(yīng)用了區(qū)域分解模型相對(duì)于使用內(nèi)置衍射表面類(lèi)型的序列分解方法的優(yōu)勢(shì)。
簡(jiǎn)介
隨著白內(nèi)障患者的需求不斷增加，人工晶狀體制造商投入更多的時(shí)間和資源到高級(jí)鏡片的研究和精密設(shè)計(jì)中。為了在很寬的物體距離范圍內(nèi)提供良好的圖像質(zhì)量，最終的目標(biāo)是再現(xiàn)原始晶狀體的調(diào)節(jié)能力。用人造元件直接模仿人眼的自然過(guò)程面臨著幾個(gè)挑戰(zhàn)，因此這仍然是一個(gè)尚未解決的問(wèn)題。然而，衍射人工晶狀體可以同時(shí)為多個(gè)觀察距離提供一個(gè)易于使用的解決方案。本文展示了如何使用光線追蹤和衍射分析來(lái)實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)表面形狀的浮雕型衍射透鏡的真實(shí)模型，并展示了該模型在全面評(píng)估系統(tǒng)性方面的優(yōu)勢(shì)。
基本設(shè)計(jì)概念
1.階次分解
OpticStudio序列模式下的內(nèi)置衍射表面模型依賴于階次分解，在此方法中，需要選擇單個(gè)衍射順序，然后衍射光焦度( Diffractive Power )由額外的相位貢獻(xiàn)代表，與折射率和表面矢高無(wú)關(guān)。使用這種方法，階次傳播可以通過(guò)從物體到圖像的光線或通過(guò)出射瞳孔的標(biāo)量衍射來(lái)建模。這種方法提供了分析單個(gè)階次的簡(jiǎn)單解決方案，對(duì)于使用單個(gè)目標(biāo)衍射階的應(yīng)用特別有益。
展開(kāi) 圖14 建立連桿數(shù)字孿生體模型
圖15 可執(zhí)行SDK文件夾生成
圖16 運(yùn)行中的可執(zhí)行程序SDK文件夾
圖17 SDK文件夾運(yùn)行輸出的連桿應(yīng)力結(jié)果
六、總結(jié)
本文介紹了聯(lián)合利用Ansys Mechanical、True-Load、Ansys Twin Builder和Ansys Deployer軟件進(jìn)行連桿數(shù)字孿生體模型建立的操作過(guò)程及注意事項(xiàng)。
1）載荷識(shí)別的操作過(guò)程中，包括單位載荷的結(jié)果文件計(jì)算、應(yīng)變片的預(yù)分析、載荷識(shí)別及結(jié)果導(dǎo)出等，實(shí)現(xiàn)了由實(shí)測(cè)應(yīng)變數(shù)據(jù)識(shí)別出連桿的真實(shí)載荷歷程，為實(shí)現(xiàn)連桿數(shù)字孿生體模型的建立提供了載荷輸入；
2）連桿降階模型的生成過(guò)程中，包括利用響應(yīng)面法(RSM)生成載荷識(shí)別ROM，利用DOE試驗(yàn)生成多組連桿訓(xùn)練數(shù)據(jù)，利用奇異值分解法(SVD)和響應(yīng)面法(RSM)生成連桿應(yīng)力/變形Static ROM等；
3）在連桿數(shù)字孿生體模型搭建及部署過(guò)程中，集成了連桿響應(yīng)面ROM和Static ROM，并封裝、編譯生成twin文件模型，最后生成可執(zhí)行程序SDK文件夾，即連桿數(shù)字孿生體模型的最終形式。該可執(zhí)行程序能夠完全脫離有限元仿真環(huán)境，在不同操作系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行部署后，就可以根據(jù)連桿的實(shí)測(cè)應(yīng)變，進(jìn)行應(yīng)力與變形結(jié)果的快速計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)了連桿結(jié)構(gòu)數(shù)字孿生體的建立和應(yīng)用。
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白內(nèi)障手術(shù)是當(dāng)今最常見(jiàn)的外科手術(shù)之一，在該手術(shù)中，患者的晶狀體由于光散射增加而變得渾濁，從而被人工晶狀體（IOL）取代。隨著白內(nèi)障人群越來(lái)趨于越年輕化，對(duì)優(yōu)質(zhì)鏡片的需求不斷增長(zhǎng)，以提高可實(shí)現(xiàn)的圖像質(zhì)量并解決無(wú)需眼鏡聚焦的問(wèn)題。衍射IOL通過(guò)同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)焦點(diǎn)來(lái)提供近距離和遠(yuǎn)距離的清晰視覺(jué)，從而提供了一種可行的解決方案，在本文中我們演示了如何通過(guò)使用用戶自定義表面（UDS）DLL來(lái)擴(kuò)展Zemax
一、引言
數(shù)字孿生體是現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺?shí)體對(duì)象的數(shù)字模型，通過(guò)實(shí)測(cè)、仿真和數(shù)據(jù)分析來(lái)實(shí)時(shí)感知、診斷、預(yù)測(cè)物理實(shí)體對(duì)象的狀態(tài)，通過(guò)優(yōu)化和指令來(lái)調(diào)控物理實(shí)體對(duì)象的行為，通過(guò)相關(guān)數(shù)字模型間的相互學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)化自身，同時(shí)改進(jìn)利益相關(guān)方在物理實(shí)體對(duì)象生命周期內(nèi)的決策。
通過(guò)數(shù)字孿生體模型，可以實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，分析系統(tǒng)在非常規(guī)條件下的各種性能，如惡劣工作環(huán)境
在WORKBENCH中用梁-板組合建模的問(wèn)題，用點(diǎn)焊和接觸都有問(wèn)題。感覺(jué)不需要用點(diǎn)焊和接觸，實(shí)際上只需要在DM中簡(jiǎn)單處理就可以了。
問(wèn)題如下，是一個(gè)H型框架，在其上鉚接兩塊板。框架的四個(gè)角點(diǎn)被固定，而在左邊一塊板上施加垂直于板面的均布載荷。現(xiàn)在要對(duì)該問(wèn)題用有限元建模并仿真。
由于這里涉及到兩類(lèi)單元，一種是梁?jiǎn)卧环N是板殼單元。在WORKBENCH中，默認(rèn)的梁?jiǎn)卧荁EAM188
