ansys扭轉彈簧的案例
ANSYS與材料力學之扭轉（二）
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ANSYS與材料力學之扭轉（一）尋找。
Step6：求解及后處理
因為要提取最大剪應力，所以在求解時要
打開梁截面結果：
1. 切應力
我們在后處理中插入
Maximum Shear Stress（最大切應力）結果，顯示如下：
2. 應變能
要查看應變能，需要使用后處理中的
Probe工具然后選擇
Energy，應變能結果顯示如下：
03
結論
材料力學方法計算的最大切應力為65.58MPa，總應變能為492 J；ANSYS計算的最大切應力為65.714MPa，總應變能為492.86 J，兩者基本一致。
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下載本案例源文件，提取碼為835f。源文件版本為ANSYS2020R2。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之扭轉（一）
前面的幾篇文章中，我們介紹完了材料力學的第二章——材料拉伸與壓縮方面的內容以及相應的ANSYS解法，今天我們正式開始學習材料力學第三章——扭轉。
工程中，當直桿受到的外力是作用在垂直于桿軸線的平面內的力偶，桿將會發生扭轉變形。單純發生扭轉的桿件不多，但以扭轉為主要變形的卻不少，如傳動軸，鉆桿等。對于這種結構我們可以直接用扭轉變形對其進行強度和剛度校核。
桿的扭轉和桿的拉壓可以
對比學習：桿受到拉（壓）時，產生拉（壓）應力和拉（壓）應變，桿受到扭轉時，產生切應力τ和切應變γ；拉壓時，在比例極限范圍內，拉應力和拉應變成正比，扭轉時，在比例極限范圍內，切應力和切應變成正比。
τ=Gγ
當我們研究桿件軸力與截面位置的關系時，需要繪制軸力圖；同樣，當我們研究桿件扭矩與截面位置的關系時，需要繪制
扭矩圖。與繪制軸力圖的方法一樣，繪制扭矩圖也用到
截面法來計算扭矩。下面討論例題3-1的材料力學解法和AMSYS解法。
一、材料力學解法：
Step1：分析受力，并計算外力偶矩。受力計算簡圖如下圖所示：
Step2：由軸的計算簡圖，使用截面法計算各軸段的扭矩。
Step3：根據計算結果，繪制扭矩圖如下圖所示：
根據扭矩圖可以看出，最大扭矩Tmax發生在CA段，其值為9.56kN·m。
二、ANSYS解法：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1.
展開 ANSYS分析 vs 理論解 | 矩形截面梁的扭轉效應
扭轉角rad
PLNSOL, S,XY, 0,1.0 !切應力
來源：ANSYS學習與應用
Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個零部件之間經常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，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，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計算結果，當運動至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運動。
建議：
? 同一個連接區域不建議使用兩個重復的連接關系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區域。
? 本文對配合區域進行分段處理，中間為spring連接，兩側為jiont連接
? 使用Remote Point點創建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應間隙配合位置的應力狀態，需要校核配合區域的應力狀態還是需要使用接觸連接。
展開 
ANSYS workbench 彈簧靜力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習彈簧三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 彈簧靜力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
?
【實用功能】ANSYS中的弱彈簧應該怎么用？
下面介紹兩種方法：
方法一：弱彈簧Weak Springs。
求解前，點擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設置為On，彈簧剛度設置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能。然后求解。
求解過程中出現了一個警告：大體意思是物體可能會產生剛體運動，軟件把弱彈簧加上了。這樣，求解順利完成，觀察求解結果，應力為1MPa，正確。
弱彈簧的作用原理是什么呢？我們觀察Solution Information的Geometry，發現軟件在端面的節點上，添加了Spring，分布在端面的8個頂點上，每個頂點3個，來約束每個頂點上節點的3個自由度。我們觀察Solution Information的Worksheet，發現求解過程中多了24個彈簧單元Combine14，證實了軟件在計算過程中，自動添加了彈簧單元完成了計算。
在Analysis Settings，我們將彈簧剛度設置為Program Controlled，軟件會將彈簧剛度設置為多少呢？我們將結構導入到ANSYS經典，在彈簧單元的實常數中，我們發現彈簧單元的剛度為0.00040000000000005N/mm，確實很弱，這樣來說，不僅解決了剛體運動的問題，而且不會對結構的應力應變結果造成實質的影響。
在Analysis Settings，彈簧剛度設置方法除了Program Controlled，還有Factor和Mmanual兩種。
Factor：設置因子。其值等于Program Controlled標準值乘以你在Factor輸入的值。
展開 hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元2 ￥1
圖1
壓縮機是空調主要的振動元器件，壓縮機主體通過底部的若干個橡膠腳墊安裝在壓縮機安裝框架上，壓縮機的振動主要通過兩個路徑傳遞給空調框架：1.通過橡膠墊傳遞給壓縮機安裝架然后進一步傳遞給整機；2.通過壓縮機的吸排氣管傳遞給整機。需要平衡兩個路徑，來平衡整機振動和管路振動，傳遞給管路振動能力較多時會增加管路泄漏的概率。
ANSYS在片彈簧設計中的應用
ANSYS在片簧設計中的應用.pdf
問題：設一種復雜形狀的片彈簧，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，另一端作鉸鏈式固定，片彈簧的長度為60，中心受2N的力，求其變形圖及最大彎曲應力。
詳見附件
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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展開 ANSYS中如何實現單向彈簧的模擬
ANSYS中如何實現單向彈簧的模擬
在前面幾期的文章中，本人介紹了在ANSYS中如何實現彈性地基的模擬，其中既使用了本身可以設置彈性地基剛度的特殊單元，也采用了彈簧單元來間接實現。然而一個不可避免的現象便是在實際中，其實有很多情況下地基是既受拉又受壓的，如果繼續采用特殊單元，則不能考慮這點。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單元來實現彈性地基的模擬，使用該單元的一個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現單向彈簧的模擬。
要利用該單元實現單向彈簧，首先要讀懂該單元各個單元關鍵項的意思，該單元有很多關鍵項，不同的設置會有不同的單元表現。該單元一共有八種單元表現，羅列如下：
從上述單元表現可見，第B種和第e種情況可實現單向彈簧的功能，這兩者的主要區別在于一個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段平行。
細心的同學可以發現，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，如果要實現我們口中所謂的單向受壓，則需要一定的建模技巧。
為驗證該單元的單向功能，下面我們做一個小實驗。
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滑移時，通常在鋼筋和混凝土的相應結點之間設置聯結單元，為準確地反映混凝土構件的受力特性，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單元，以模擬鋼筋-混凝土的粘結滑移關系。Combin39單元是一個具有非線性功能的彈簧單元，可對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個節點，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移動有法向、縱向切向和橫向切向三個方向，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對應節點之間均分別建立三個非線性彈簧單元來模擬鋼筋與混凝土之間三個方向的相互作用。彈簧的模型如圖2所示。
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，現在我需要在模型里面添加非線性彈簧，請問大家有會的嗎？可以指導我一下嗎？我的qq是2298755080，可不可以幫我一下呢
hypermesh-ansys聯合仿真之彈簧單元1
圖10 建立左側節點約束
圖11 建立右側節點約束
完成上述過程之后就建立了x方向單自由度彈簧質量系統，下面輸出ANSYS求解器的CDB文件，導入ANSYS-APDL進行求解模態，因為只有x方向自由度，所以只有一階固有頻率，通過理論計算公式可知固有頻率f=(k/m)^0.5/2π=15.915.
導入ANSYS求解發現求解得到的固有頻率與理論值一樣。
圖12 ANSYS固有頻率求解結果
ANSYS WORKBENCH中弱彈簧的含義
為了約束這極可能存在的剛性位移，我們需要給桿件施加弱彈簧，就是在梁的兩個端面節點和地面之間加上彈簧，該彈簧的剛度很小很小，一般只有梁單元彈性模量的百萬分之一，這樣，并不會對應力和變形計算造成實質的影響，但是卻可以防止可能存在的剛性位移。這就是ANSYS所采用的方式。
我們現在打開弱彈簧。
請查看上圖中的設置
首先，我們打開了弱彈簧。就是請ANSYS為我們加上弱彈簧。
接著，我們確定該彈簧的剛度是通過輸入因子的方式確定的。
最后，我們確定該因子是1，就是說，該彈簧的剛度是梁單元彈性模量的百萬分之一。
現在，重新計算。
計算完成后，出現了警告信息。
該警告信息與前面一致。只是說ANSYS已經為我們添加了弱彈簧。但是并沒有錯誤信息。
查看變形結果
由于是對稱的拉伸，所以一邊是正向位移，一邊是負向位移，大小均為0.0025mm,這是對的。總的變形量是0.5mm，這與前面的計算一致。
應力結果如下圖
可見，應力也完全正確。
可見，施加弱彈簧以后，結果看不出有什么影響，但是沒有出錯信息出現。這就是弱彈簧的好處，既滿足了我們的需求，又使得計算可以進行。
那么，弱彈簧的剛度變大又會如何呢？
我們下面試著把弱彈簧的剛度增加到系統默認剛度的100萬倍。
計算并查看結果
則變形是
可見，位移發生了一些改變。
應力是
在兩端面，應力有些微的改變，大概是8%左右。
仔細查看左端面
我們可以看出，每個邊的中間點處，應力集中。
至此我們可以明白，ANSYS是在每邊的中點處，施加了4根彈簧，而每根彈簧的剛度為我們所指定的剛度。對于另外一個端面也是如此，這樣,ANSYS共施加了8根彈簧。
顯然，由于施加的彈簧剛度過大，導致這里出現了應力集中，這影響了我們的計算結果，這與實際情況是不符合的。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA非線性彈簧振子仿真
生成K文件
參考文獻：
[1] 基于ANSYS的非線性彈簧振子動力學仿真
[2] ANSYS14.5/LS-DYNA非線性有限元分析實例指導教程
來源：CAE學習
