瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真的案例
ANSYS Workbench齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真
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總結(jié)
ANSYS Workbench對(duì)齒輪進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真是非常方便，包括接觸的設(shè)置、轉(zhuǎn)動(dòng)副的設(shè)置等都非常方便。如果計(jì)算不收斂時(shí)，主要通過(guò)調(diào)試網(wǎng)格質(zhì)量、接觸算法、載荷施加的方式等；再者就是裝配體模型一定不要有干涉。還有就是由于齒輪的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算量較大，可以仿真轉(zhuǎn)動(dòng)兩三個(gè)齒即可，為提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，可以將這兩三個(gè)齒進(jìn)行網(wǎng)格局部加密，以便更加接近真實(shí)解。
源自CAE集中營(yíng)
ANSYS Workbench連桿瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真 ￥19.89
</p><p>5 連桿瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析</p><p>5.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)基本理論</p><p>瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析是一種用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間變化的載荷作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的方法。在Ansys中，這種技術(shù)可以用來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡(jiǎn)諧載荷下的位移、應(yīng)變和應(yīng)力隨時(shí)間的變化。在進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時(shí)間的相關(guān)性有關(guān)。如果不考慮慣性力和阻尼，則可以使用靜力學(xué)分析來(lái)代替瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。對(duì)于線性結(jié)構(gòu)，它的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)平衡方程如下：</p><p><br></p><p>在Ansys有限元分析軟件中，式共有三種求解方法分別為：完全法、模態(tài)疊加法和縮減法。完全法和縮減法采用直接積分求解瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)平衡方程。而模態(tài)疊加法則使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換解耦后開(kāi)始求解。</p><p><br></p><p>5.1.1 模態(tài)疊加法</p><p>針對(duì)模態(tài)疊加法，式中的可寫(xiě)為：</p><p><br></p><p>式中：</p><p>為節(jié)點(diǎn)力隨時(shí)間變化量；</p><p>為關(guān)于矢量載荷的比例因子；</p><p>是在模態(tài)分析中的矢量載荷。</p><p>利用模態(tài)坐標(biāo)表示節(jié)點(diǎn)位移可通過(guò)下式得到：</p><p><br></p><p>式中，是第階模態(tài)振型；</p><p>是所要提取的模態(tài)數(shù)量。</p><p>根據(jù)式可得利用模態(tài)疊加法計(jì)算瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題首先需要進(jìn)行模態(tài)分析，因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)位移中包含了模態(tài)振型。
展開(kāi) Altair Radioss：瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真專家
二、核心能力：全場(chǎng)景覆蓋，解鎖多物理場(chǎng)仿真邊界
Radioss 不止于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，更構(gòu)建了多求解格式 + 多物理場(chǎng)耦合的完整能力矩陣，適配從單一沖擊到復(fù)雜耦合的全場(chǎng)景需求。
? 顯式 + 隱式雙引擎，動(dòng)靜兼修：以顯式動(dòng)力學(xué)為核心，高效處理碰撞、沖擊、跌落等毫秒級(jí)瞬態(tài)問(wèn)題；同步支持隱式分析，覆蓋準(zhǔn)靜態(tài)、疲勞、熱 - 結(jié)構(gòu)耦合等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn) “一次建模、多工況求解”。
? 多求解格式，應(yīng)對(duì)極端變形：融合 Lagrange、Euler、ALE、SPH 等求解技術(shù)，完美處理流固耦合（FSI）、爆炸沖擊波、水下迫降、鳥(niǎo)撞等大變形、多介質(zhì)交互問(wèn)題；氣囊展開(kāi)采用有限體積法（FVM），結(jié)合可逆排氣孔模型，實(shí)現(xiàn)乘員約束系統(tǒng)的高精度仿真。
? 新能源安全專項(xiàng)，護(hù)航電動(dòng)化轉(zhuǎn)型：針對(duì)動(dòng)力電池包開(kāi)發(fā)專用宏模型，可仿真擠壓、針刺、沖擊等工況下的機(jī)械損傷、電氣短路與熱失控連鎖反應(yīng)；覆蓋整車碰撞、行人保護(hù)、翻滾測(cè)試全流程，助力車企滿足 Euro NCAP、C-NCAP、FMVSS 等全球安全法規(guī)。
? 安全仿真全鏈路，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工具集：集成 THUMS、WorldSID、ES-2re 等高精度假人模型，搭配完整障礙物與沖擊器庫(kù)；與 Humanetics、MADYMO 深度協(xié)同，提供從假人建模到約束系統(tǒng)優(yōu)化的一站式解決方案，成為汽車安全仿真的行業(yè)標(biāo)配。
三、行業(yè)價(jià)值：以仿真驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，降本增效提質(zhì)
Radioss 的價(jià)值，在于將物理測(cè)試數(shù)字化，幫助企業(yè)在研發(fā)全流程中實(shí)現(xiàn) “早驗(yàn)證、多迭代、優(yōu)設(shè)計(jì)”。
? 汽車與新能源：整車碰撞仿真替代 70% 以上物理試驗(yàn)，縮短安全開(kāi)發(fā)周期 50%；電池包仿真提前識(shí)別熱失控風(fēng)險(xiǎn)，降低召回與安全事故概率；車身輕量化與耐撞性協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)減重與安全的雙重目標(biāo)。
展開(kāi) AnsysWB-易拉罐壓碎瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真 ￥10
汽水易拉罐壓碎仿真模擬
某組件盒體的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真分析
本文對(duì)某系列組件盒體進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，依據(jù)軍用設(shè)備瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，用時(shí)域瞬態(tài)分析法，結(jié)合國(guó)軍標(biāo)設(shè)計(jì)顛震和沖擊輸入譜,對(duì)其進(jìn)行了抗顛震和抗沖擊分析，仿真分析結(jié)果表明：盒體的最大應(yīng)力在盒體材料的抗拉強(qiáng)度范圍之內(nèi)，即盒體的抗沖擊、抗顛震性能滿足艦載設(shè)備的考核要求，該仿真結(jié)果可為組件盒體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞：雷達(dá)；組件盒體；動(dòng)力學(xué)仿真；瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)
0 引言
艦船在服役期間，不可避免面臨各種復(fù)雜的工作環(huán)境，不僅要遭受惡劣海況下波浪的沖擊作用，在戰(zhàn)斗過(guò)程中還將遭受遠(yuǎn)距離或近距離爆炸引起的海水脈動(dòng)沖擊作用。組件盒體是有源相控陣?yán)走_(dá)天線的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，其性能在很大程度上決定了雷達(dá)的性能，且其生產(chǎn)成本也很大程度上決定了有源相控陣?yán)走_(dá)的推廣應(yīng)用前景[1]，因此質(zhì)量合格、設(shè)計(jì)合理的組件盒體抗沖擊能力對(duì)保障艦船戰(zhàn)斗力和生命力具有重要意義，因此必然要對(duì)其通過(guò)高強(qiáng)度瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)（如顛震、沖擊試驗(yàn)）的考核和評(píng)估，才能成為有源相控陣?yán)走_(dá)的理想部件。
考慮到瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)，且對(duì)試驗(yàn)件造成損壞的可能性較大，故從節(jié)約成本、時(shí)間的角度考慮出發(fā)，基于時(shí)域模擬法對(duì)某系列組件盒體進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，并將其仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，分析結(jié)果表明：組件盒體材料的最大承受應(yīng)力在盒體的抗拉強(qiáng)度范圍之內(nèi)，說(shuō)明該系列組件盒體滿足抗顛震、沖擊的試驗(yàn)要求；和已通過(guò)瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)的12通道組件盒體進(jìn)行對(duì)比，6通道組件盒體的最大應(yīng)力變形響應(yīng)均小于12通道，說(shuō)明6通道組件盒體在剛強(qiáng)度性能上優(yōu)于12通道的組件盒體，因此6通道組件盒體可以通過(guò)瞬態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)的考核。
1 振動(dòng)數(shù)學(xué)模型
在NX軟件中對(duì)組件盒體進(jìn)行三維建模，忽略螺紋孔，倒角，密封槽等對(duì)算例結(jié)果影響微小的細(xì)節(jié)特征[2]，對(duì)導(dǎo)向銷位置進(jìn)行垂直方向的位移約束，對(duì)底面螺紋孔進(jìn)行固定約束。
展開(kāi) 深溝球軸承高速瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)CAE仿真 ￥15
ANSYS Workbench仿真源文件
2025R1版本
圓錐滾子軸承高速瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)CAE仿真 ￥20
[圖片]
深溝球軸承瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)高速仿真CAE模型 ￥10
ANSYS Workbench仿真源文件
2025R1版本
深溝球軸承(帶保持架)高速瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)CAE仿真 ￥20
ANSYS Workbench仿真源文件
2025R1版本
【JY】結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)初步-單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
02
紐馬克β法：
為了方便大家理解，小編此處僅羅列紐馬克β法的步驟，詳情可以翻閱《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》
（1）初始計(jì)算
①組成該體系的剛度矩陣[K]、質(zhì)量矩陣[M]和阻尼矩陣[C]。
基于ANSYS APDL 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模及動(dòng)力學(xué)分析，包括坎貝爾圖，瞬態(tài)分析等 ￥15
模型
坎貝爾圖
瞬態(tài)分析某點(diǎn)的軌跡圖
附件包括：轉(zhuǎn)子的建模文件zhu1，及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模態(tài)、考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動(dòng)力及瞬肪分析的命令流doc文件。
學(xué)習(xí)記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估——直齒圓柱齒輪動(dòng)力學(xué)評(píng)估
<p>今天學(xué)習(xí)的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估，該案例的難點(diǎn)是第一點(diǎn)是如何通過(guò)接觸對(duì)齒輪進(jìn)行等效模擬，第二個(gè)是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。</p><p>本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">如圖所示。
學(xué)習(xí)記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估——直齒圓柱齒輪動(dòng)力學(xué)評(píng)估
今天學(xué)習(xí)的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估，該案例的難點(diǎn)是第一點(diǎn)是如何通過(guò)接觸對(duì)齒輪進(jìn)行等效模擬，第二個(gè)是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)和接觸
1.3.3網(wǎng)格劃分
2求解
2.1載荷邊界條件
主要是兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)副。
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步，打開(kāi)大變形，時(shí)間步設(shè)50。
3.后處理
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
展開(kāi) 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（十）：不平衡激勵(lì)下的啟動(dòng)過(guò)程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析 ￥99
** generate response graphs
/post26
nsol,2,5,U,X,UXdisk
prod,3,2,2
nsol,4,5,U,Y,UYdisk
prod,5,4,4
add,6,3,5
sqrt,7,6,,,Ampl_At_Disk
/axlab,y,Displacement (m)
plvar,7
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（十）：不平衡激勵(lì)下的啟動(dòng)過(guò)程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（八）：軸對(duì)稱實(shí)體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（七）：帶支承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜轉(zhuǎn)子分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（六）：考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（四）：不同軸承單元對(duì)比（COMBIN14和COMBI214）
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（三）：不同建模單元對(duì)比（BEAM188與SOLID186）
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（二）：不平衡響應(yīng)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
展開(kāi) 基于Optistruct的動(dòng)力總成懸置瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析
以左懸置為單獨(dú)分析對(duì)象，在Hypermesh中建立直接法瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)載荷分析步Transient（direct），計(jì)算懸置支座安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)輸出，建立工況如圖2所示
圖2 左懸置支座瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析工況設(shè)置
動(dòng)力總成懸置支架瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果
在Hypermesh設(shè)置完成瞬態(tài)動(dòng)力分析工況后，提交Optistruct求解器求解，計(jì)算左懸置安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)輸出，結(jié)果如圖3所示
圖3 左懸置支座應(yīng)力結(jié)果云圖和安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)曲線
最后，有相關(guān)仿真需求，歡迎通過(guò)公眾號(hào)“320科技工作室”與我們聯(lián)系。
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