對稱模型
關(guān)注創(chuàng)建者：復(fù)合材料有限元分析 創(chuàng)建時間：2023-04-03
對稱模型的視頻教程
ABAQUS案例-旋轉(zhuǎn)對稱子模型分析及旋轉(zhuǎn)對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應(yīng)力位移分析與過約束檢查
旋轉(zhuǎn)對稱分析可以大大降低工作量以及計(jì)算量，本課程演示了在何種情況下以及如何采用旋轉(zhuǎn)對稱子模型進(jìn)行整結(jié)構(gòu)分析。本實(shí)例中采用了旋轉(zhuǎn)對稱子模型分析結(jié)構(gòu)在溫度場和過盈裝配下的應(yīng)力位移分布及計(jì)算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標(biāo)系下查看應(yīng)力和位移。
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CFD-POST中將周期或者對稱模型恢復(fù)成整體模型的小技巧
基于CFD-Post軟件，以周期性的風(fēng)扇為算例，詳細(xì)介紹將周期和對稱模型回復(fù)成整體模型的步驟，以便進(jìn)行后續(xù)的處理與分析； 有疑問和建議私信我，共同交流進(jìn)步！
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基于ANSYS Workbench如何實(shí)現(xiàn)對稱模型及結(jié)果的擴(kuò)展顯示仿真計(jì)算分析
基于ANSYS Workbench如何實(shí)現(xiàn)對稱模型及結(jié)果的擴(kuò)展顯示仿真計(jì)算分析
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對稱模型的實(shí)例教程
SolidWorks平面模型導(dǎo)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(qū)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(qū)域建模能力，并且可以在一個零件文件建立多個平面區(qū)域，當(dāng)導(dǎo)入到ABAQUS時，可以作為多個零件的裝配進(jìn)行導(dǎo)入（而不需要每個平面域建立單個零件去一個一個的導(dǎo)入，從而節(jié)省大量時間，由于位置關(guān)系在SolidWorks確定，這樣導(dǎo)入ABAQUS也不需要做裝配操作）。
下面以某軸對稱模型作為實(shí)例，介紹在SolidWorks里的軸對稱截面建立過程以及導(dǎo)入ABAQUS的使用過程。
圖1，是某螺栓連接方案，欲對不同預(yù)緊力工況下的螺牙應(yīng)力進(jìn)行研究，以便選擇適當(dāng)?shù)穆菟ā⒙菽感阅艿燃墶榱撕喕癁檩S對稱模型，有限元模型中的螺紋槽采用環(huán)形槽近似而不是真實(shí)的螺旋槽，可先用軸對稱模型進(jìn)行初步評估后再采用真實(shí)螺紋模型進(jìn)行校驗(yàn)。
圖1
一般而言，專業(yè)有限元軟件軸對稱模型默認(rèn)以縱軸作為對稱軸，截面圖應(yīng)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(qū)域的截面草圖。上圖2中區(qū)域?yàn)槁菟ā^(qū)域?yàn)槁菽浮^(qū)域?yàn)樯喜啃ㄐ螇|、區(qū)域?yàn)樯喜勘贿B接板、區(qū)域?yàn)橄虏勘贿B接板、區(qū)域?yàn)橄虏啃ㄐ螇|。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(fù)制粘貼到SolidWorks草圖環(huán)境。
展開 做分析設(shè)計(jì)的時候首先需要對模型進(jìn)行分析——模型是否對稱？載荷條件是否對稱？邊界條件是否對稱？材料是否對稱？如若上述條件都是對稱的，那么我們就可以通過僅僅建立對稱的模型來進(jìn)行應(yīng)力分析求解—1/2模型，1/4模型，1/8模型，……甚至1/n模型，特別對于很大的模型，經(jīng)過對稱簡化后的模型在前處理中可以通過較少的步驟將模型建立出來，在后處理中則既可以大大縮減網(wǎng)格劃分的時間和網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量同時可較好的保證網(wǎng)格的質(zhì)量，又可以在求解過程中占用較少的電腦內(nèi)存，既能保證求解精度又大大減少了需要的計(jì)算時間。
建立的對稱模型完成求解后，計(jì)算云圖往往也僅僅顯示在所建立的模型上（如下圖），但有時候通過對稱模型的云圖并不能很直觀的看到變形的結(jié)果或變化趨勢，這時候我們往往更想通過整體模型的云圖對模型全局的變化趨勢有更直觀的了解和判斷，那么在workbench中該如何實(shí)現(xiàn)呢？
只需要兩步就能搞定如何通過建立的對稱模型顯示全局整體模型的計(jì)算云圖
第一步：在Tools菜單下，選擇Options選項(xiàng)，之后操作見下圖將Beta Options前面勾選上，然后點(diǎn)擊OK確認(rèn)；
第二步：在Mechanical中選擇model后則在工具欄中會出現(xiàn)“Symmetry”功能，然后插入此功能選項(xiàng)，在Details of Symmetry中進(jìn)行如下設(shè)置便可實(shí)現(xiàn)全局模型計(jì)算結(jié)果的云圖，同時網(wǎng)格模型也顯示出全局網(wǎng)格。
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結(jié)論
單軸壓縮矩形柱可以使用對稱模型進(jìn)行受力分析，但以下情況必須熟知：
1）完整模型并非絕對對稱，采用對稱模型會改變完整模型應(yīng)力分布。
2）對稱模型相較于完整模型剛度降低，其中1/4模型剛度降低最多，1/2模型和1/8模型剛度值較為接近。
3）1/8模型施加載荷相較于完整模型需縮小一倍。
展開 葉輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)周期對稱模型
對稱類型
鏡面對稱：幾何模型關(guān)于一個或多個正交平面對稱。 周期對稱：幾何模型關(guān)于某個旋轉(zhuǎn)軸會發(fā)生幾何重復(fù)。
l如果周期對稱模型在周期對稱面上沒有引起平面外的位移，此時可采用對稱邊界； l
如果周期對稱模型在周期對稱面上有可能會引起平面外的位移，此時則必須采用周期對稱邊界；
導(dǎo)入幾何模型
◇ADINA新版本8.9支持Parasolid模型采用中文路徑及中文名；
◇ 選擇導(dǎo)入后的長度單位為Meter；
建立2D面相關(guān)網(wǎng)格
對于周期對稱模型，相對于旋轉(zhuǎn)軸，在相同位置的重復(fù)面，其徑向、切向及軸向位移是相同的。為了模擬該行為： 1.
1.在該兩個重復(fù)面上生成2D相關(guān)網(wǎng)格，這樣以控制重復(fù)面在相同的空間位置有對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；
2.采用2D面相關(guān)網(wǎng)格以劃分3D體網(wǎng)格；
建立3D體網(wǎng)格
◇ 上圖可見兩個重復(fù)面上的2D面網(wǎng)格數(shù)量是相同的；
◇ 這樣即可利用已有的相同的2D面網(wǎng)格進(jìn)行3D體網(wǎng)格的劃分，劃分后3D體網(wǎng)格在對應(yīng)的重復(fù)面上節(jié)點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)后的空間位置上也是對應(yīng)的；
◇ 把2D面網(wǎng)格刪除掉；
計(jì)算結(jié)果
葉輪周期對稱結(jié)構(gòu)的總體位移及等效應(yīng)力云圖
附上in文件及葉片模型
葉片轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)周期對稱模型-01.rar
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這是待對稱的模型
這是對稱后的模型，會出現(xiàn)對稱線，非常影響后期出圖的效果
這個是設(shè)置后的對稱模型，效果非常好
對稱模型的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
對稱模型的最新內(nèi)容
模擬的案例如下：
初始沖壓模型如下：
使用軸對稱單元可以減小模型的網(wǎng)格數(shù)量，顯著提高計(jì)算效率，因此模擬案例使用CAX4R單元，模型初始尺寸為R=0.015mm，H=0.0048mm，初始網(wǎng)格模型如下圖所示：
采用位移邊界條件加載，初始加載第一步ALE網(wǎng)格如下（網(wǎng)格會根據(jù)變形自動調(diào)整不同區(qū)域密度）：
第一步計(jì)算接觸時SSD分布：
第一步計(jì)算接觸時GND分布
該仿真基于二維軸對稱模型進(jìn)行求解，在查看結(jié)果時，通過對稱擴(kuò)展功能繞Y軸旋轉(zhuǎn)擴(kuò)展顯示為三維效果。O 型圈變形后的總位移云圖如圖 3 所示。
圖3. 總位移云圖
總結(jié)
本仿真展示了O型圈密封的過程原理。仿真中使用了超彈性材料和大變形設(shè)置。此示例還演示了如何應(yīng)用軸對稱分析來簡化仿真過程。
分析流程
① 基于3D設(shè)計(jì)模型，構(gòu)建機(jī)器人夾爪動力學(xué)模型；
② 輸入夾爪電機(jī)實(shí)際扭矩值，驗(yàn)證與數(shù)學(xué)模型的相關(guān)性；
③ 建立對稱化有限元模型，開展MFBD分析以完成應(yīng)力評估；
④ 基于MFBD分析得到的應(yīng)力結(jié)果，進(jìn)行耐久性分析；
⑤ 分析并修正缺口系數(shù)，校正異常的疲勞壽命預(yù)測結(jié)果。
三維電磁感應(yīng)加熱---感應(yīng)加熱的激勵源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法，下圖為鋼球溫度變化曲線：
二維靜態(tài)磁場分析---把螺線管制動器作為2D軸對稱模型進(jìn)行分析，計(jì)算銜鐵部分螺線管制動器的運(yùn)動部分
最后，對稱簡化使得模型幾何更加規(guī)整，有利于生成高質(zhì)量網(wǎng)格、改善求解收斂性，同時也為后續(xù)的參數(shù)化建模與自動化求解流程提供了更高的可操作性與一致性。
本文基于知識基礎(chǔ)觀理論，以兩個異質(zhì)性制造企業(yè)組成的寡頭競爭市場為研究對象，參考經(jīng)典研發(fā)競爭AJ模型和非對稱研發(fā)模型，構(gòu)建外部知識對企業(yè)流程創(chuàng)新作用機(jī)制的兩階段非合作博弈模型，采用逆向回歸法求解子博弈納什均衡解，對均衡解進(jìn)行理論分析，并進(jìn)行數(shù)值模擬。
為軸對稱模型，并且由于坯料的中間面是一個對稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。
網(wǎng)格
分析開始時使用的網(wǎng)格如圖1所示。該有限元模型為軸對稱模型，并且由于坯料的中間面是一個對稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。
鍛造過程使用與二維網(wǎng)格劃格的二維軸對稱模型進(jìn)行模擬四節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)體單元 （PLANE182）。模型表示彈塑性圓柱形塊（工件）位于剛性表面（靜態(tài)模具）。
該塊被另一個剛性表面（移動模具）變形，該表面以無限小的速度移動，使工件的最終形狀成為齒圈具有完整的模具填充。
當(dāng) 96% 的網(wǎng)格失真時，初始分析會因網(wǎng)格失真過大而發(fā)散達(dá)到總載荷 （TIME = 0.96）。
基于軸對稱模型的超彈性O(shè)型圈壓縮仿真
1.基于Mooney-Rivlin的超彈性非線性材料模型
2.基于軸對稱2D模型生成3D模型大變形仿真
3.ANSYS Workbench 2025R1源文件
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這是待對稱的模型
這是對稱后的模型，會出現(xiàn)對稱線，非常影響后期出圖的效果
這個是設(shè)置后的對稱模型，效果非常好
