軸對(duì)稱建模
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-01
軸對(duì)稱建模的視頻教程
基于Lsdyna的SHPB動(dòng)態(tài)壓縮二維軸對(duì)稱模型有限元仿真以及數(shù)據(jù)處理
? ?對(duì)SHPB動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了系統(tǒng)的講解，并且使用lsdyna軟件對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了模擬，為了節(jié)約時(shí)間成本提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用二維軸對(duì)稱建模，通過LSPP對(duì)有限元模擬的結(jié)果進(jìn)行了后處理，通過二波法對(duì)提取出的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終得到了試樣的部分動(dòng)態(tài)力學(xué)性能參數(shù)，后續(xù)還會(huì)對(duì)處理得到的結(jié)果進(jìn)行更深層次的分析。
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軸對(duì)稱建模的實(shí)例教程
總結(jié)</h1><p>本實(shí)驗(yàn)對(duì)一個(gè)典型的軸對(duì)稱問題進(jìn)行了建模、分析計(jì)算，我知道了對(duì)于一些有對(duì)稱軸的問題，不僅是軸對(duì)稱、也可以是某一個(gè)對(duì)稱平面，可以利用對(duì)稱軸對(duì)問題進(jìn)行簡化，不僅可以簡化建模流程，還可以提高后處理的速度。</p><p>同時(shí)對(duì)比了兩種不同階數(shù)單元的計(jì)算結(jié)果，知道了使用縮減積分單元時(shí)的一些注意事項(xiàng)。了解了剪力自鎖和沙漏現(xiàn)象，知道了使用高階縮減積分單元或者完全積分單元可以減少剪力自鎖現(xiàn)象。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
展開 結(jié)構(gòu)力學(xué)分析：
靜力學(xué)和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)、 線性和非線性
? 模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析
? 各向同性與各向異性材料
? 3D、 平面應(yīng)力/應(yīng)變及軸對(duì)稱建模
? 實(shí)體、薄膜、殼、桿、梁、集中質(zhì)量單元
? 大變形
? 預(yù)應(yīng)力模態(tài)
? 熱、電、磁性、流體、光學(xué)、聲學(xué)領(lǐng)域與結(jié)構(gòu)耦合
熱分析：
穩(wěn)/瞬態(tài)熱分析
? 線性與非線性
? 熱輻射
? 結(jié)構(gòu)、流體與熱的耦合分析
? 3D、 2D 平面及軸對(duì)稱建模
? 熱載荷、熱接觸
電分析：
? 穩(wěn)/瞬態(tài)
? 線性/非線性
? 有限元法/邊界元法耦合
? 介質(zhì)材料
? 相同節(jié)點(diǎn),完美/不完美電氣粘合
? RLC 電偶極子元素
? 兩種方式耦合結(jié)構(gòu)和溫度場(chǎng)
擋風(fēng)玻璃自動(dòng)除雪裝置的電勢(shì)分布、溫度分布
聲學(xué)分析：
? 模態(tài)和諧波響應(yīng)
? 有限元/邊界元耦合： 聲波表面，聲波瑞利表面
? 粘性、結(jié)構(gòu)阻尼、完美匹配層(PML)
? 帶有導(dǎo)納和阻抗隨頻率變化的吸音板
? 平面波激勵(lì)、點(diǎn)聲源
? 預(yù)法向位移、速度、加速度
? 耦合結(jié)構(gòu)場(chǎng)
流體分析：
? 3D、 2D 平面及軸對(duì)稱建模
? 穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性
? 熱彈性各向同性、各向異性材料
? 材料屬性與溫度曲線
? 流體材料庫
? 對(duì)稱平面
? 流固耦合界面， 流固不匹配網(wǎng)格粘接
機(jī)翼流體分析
仿真優(yōu)化：
? 參數(shù)優(yōu)化
? 設(shè)計(jì)優(yōu)化
? 響應(yīng)面優(yōu)化
? 拓?fù)鋬?yōu)化
鏡架拓?fù)鋬?yōu)化
流體-結(jié)構(gòu)耦合分析：
? 3D、 2D 平面及軸對(duì)稱建模
展開 模型如圖，在頂端施加一個(gè)水平往復(fù)位移，現(xiàn)在我打打算用軸對(duì)稱來建模，但是不知道對(duì)稱面的約束如何施加？
Abaqus有非常豐富的單元庫，其中就有軸對(duì)稱單元，比如CAX4（I/R/H/T），當(dāng)一個(gè)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有某種載荷對(duì)稱性時(shí)，可以用它將三維模型縮減為軸對(duì)稱模型來分析，能減少大量的內(nèi)存和分析時(shí)間，而同樣的模型規(guī)模，3D實(shí)體單元要更耗費(fèi)計(jì)算資源。
那么，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)受到側(cè)向彎曲或軸向扭轉(zhuǎn)的載荷時(shí)，有沒有類似的單元可以用呢？
橡膠阻尼器的內(nèi)摩擦生熱分析-節(jié)點(diǎn)溫度云圖
比如，假設(shè)上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉(zhuǎn)體，且發(fā)生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對(duì)稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對(duì)稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標(biāo)識(shí)的那種類型，能夠在分析時(shí)充分考慮回轉(zhuǎn)體的整體扭轉(zhuǎn)變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環(huán)形塊狀阻尼器的回轉(zhuǎn)截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網(wǎng)格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構(gòu)采用的是超彈性模型，應(yīng)變能描述形式為Neo Hooke，再結(jié)合時(shí)域黏彈性Prony參數(shù)與非彈性變形能耗散比，來計(jì)算阻尼器周期性扭轉(zhuǎn)過程中的材料內(nèi)摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個(gè)端面的節(jié)點(diǎn)分別使用位于回轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)參考點(diǎn)來耦合，固定下端面參考點(diǎn)，并在上端面參考點(diǎn)施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格-單元
雖然建模時(shí)只考慮了回轉(zhuǎn)截面，但是帶扭曲的軸對(duì)稱單元可以將回轉(zhuǎn)體發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)的整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)考慮在內(nèi)，這是因?yàn)檫@種單元多了一個(gè)扭轉(zhuǎn)自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節(jié)點(diǎn)具有1、2、5和11四個(gè)自由度。
展開 本次分享內(nèi)容為軸對(duì)稱可調(diào)進(jìn)氣道的參數(shù)化建模及仿真優(yōu)化，主要包括CAESES參數(shù)化建模、自動(dòng)化仿真流程搭建、喉道方案AIPOD自動(dòng)尋優(yōu)、完整進(jìn)氣道性能驗(yàn)證四個(gè)部分，希望能在進(jìn)排氣設(shè)計(jì)方面為大家?guī)砀玫乃悸贰Ｒ訫3+軸對(duì)稱進(jìn)氣道設(shè)計(jì)為例（如圖1所示，案例來源于文獻(xiàn)《軸對(duì)稱變幾何進(jìn)氣道初步研究》），該進(jìn)氣道類型為混壓式，出口為亞聲速流動(dòng)，對(duì)接亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。中心錐可前后移動(dòng)以適應(yīng)不同的飛行馬赫數(shù)。當(dāng)達(dá)到最高飛行馬赫數(shù)3.5時(shí)（如圖2所示），錐頂點(diǎn)形成的馬赫線剛好與唇口相交。考慮到是軸對(duì)稱流場(chǎng)，唇口又采用扇形壓縮面，無法直接通過氣動(dòng)關(guān)系式換算得到最佳波系配置。因此，本文采用了參數(shù)化建模和仿真優(yōu)化相結(jié)合的方法，最終實(shí)現(xiàn)了基于總壓恢復(fù)系數(shù)的快速尋優(yōu)。
圖1 變幾何進(jìn)氣道物理模型（來源于文獻(xiàn)）
圖2 軸對(duì)稱進(jìn)氣道氣動(dòng)原理
在混壓式進(jìn)氣道設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮進(jìn)氣道的起動(dòng)性能。在CFD計(jì)算時(shí)，如喉道面積過小或者背壓過大，都會(huì)因無法吸入指定流量引起進(jìn)口倒流，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)算發(fā)散，此狀態(tài)便無法得到計(jì)算結(jié)果。所以在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，對(duì)方案的起動(dòng)性能驗(yàn)證提出了要求。待進(jìn)氣道能正常起動(dòng)后，其出口總壓性能則跟喉道后的正激波位置息息相關(guān)，在擴(kuò)張段中正激波越靠近喉道位置，進(jìn)氣道的出口總壓越高。在仿真計(jì)算時(shí)，需要逐漸調(diào)高進(jìn)氣道出口背壓，才能獲取接近臨界狀態(tài)的最高出口總壓性能。
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軸對(duì)稱建模的最新內(nèi)容
目標(biāo)
探究超彈性材料的特性
加深對(duì)大型非線性變形的理解
了解軸對(duì)稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創(chuàng)建一個(gè)靜力結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)。
2、定義超彈性材料。
3、導(dǎo)入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進(jìn)行，然后通過旋轉(zhuǎn)得到三維結(jié)果。O型圈與設(shè)備的橫截面如圖1所示。
圖 1.
ABAQUS三維晶體結(jié)構(gòu)柱狀晶等軸晶建模4個(gè)月前
通過ABAQUS三維晶體塑性有限元建模，深入揭示柱狀晶微觀結(jié)構(gòu)（如晶粒尺寸、取向）與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)，為鑄造、焊接工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵理論依據(jù)，顯著提升材料可靠性與使用壽命。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維晶體結(jié)構(gòu)有限元模型。
柱狀晶體模型采用CAD Voronoi V2.1插件建模，首先建立二維Voronoi模型，并在CAD內(nèi)通過拉伸命令形成三維柱狀晶體
基于流體壓力的O型圈密封仿真6個(gè)月前
探索超彈性材料的特性
? 增強(qiáng)對(duì)大非線性變形的理解
? 了解軸對(duì)稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應(yīng)用
基于軸對(duì)稱模型的超彈性O(shè)型圈壓縮仿真7個(gè)月前
基于軸對(duì)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(duì)稱2D模型生成3D模型大變形仿真
3.ANSYS Workbench 2025R1源文件
摘要：本實(shí)例展示了如何使用經(jīng)濟(jì)軸對(duì)稱模型對(duì)螺栓管法蘭連接進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，以及如何評(píng)估軸對(duì)稱模型的精度。模型中使用了多級(jí)子模型分析對(duì)比不同大小子模型對(duì)于分析結(jié)果精度的影響。結(jié)果表明，簡化的軸對(duì)稱子模型在分析精度上具有較好的保真度。
關(guān)鍵詞：接觸，螺栓載荷，局部坐標(biāo)系定義
1.幾何模型
螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)主要包含三部分：法蘭（flange）、螺栓（bolt）、墊片（gasket）。各部件的幾何形狀和尺寸取自
</p><p>Abaqus在創(chuàng)建part時(shí)，可以方便的選擇Axisymmetric進(jìn)行軸對(duì)稱建模，在打開的草圖界面有一根固定的旋轉(zhuǎn)軸，所畫的平面圖會(huì)默認(rèn)為圍繞旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成一個(gè)實(shí)體。
多孔結(jié)構(gòu)由孔隙及固相所組成，在建筑結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，多孔材料的力學(xué)性能對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要。本案例采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版建立三維多孔結(jié)構(gòu)圓柱體模型，并將模型導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)進(jìn)行力學(xué)模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。
首先采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版V1.3在AutoCAD內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)三維模型，插件可設(shè)置孔隙是否穿過模型的邊界
案例將通過SpaceClaim建立垂直軸風(fēng)力機(jī)的數(shù)值仿真模型，主要介紹通過腳本實(shí)現(xiàn)建模的過程。
1.模型介紹
垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片翼型為NACA0012，翼型數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)站http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n0012-il。
翼型弦長為325mm，葉片數(shù)量為3個(gè)，風(fēng)輪直徑為800mm；計(jì)算域按照入口在來流前方10倍的風(fēng)輪直徑
SolidWorks平面模型導(dǎo)入ABAQUS建立軸對(duì)稱模型
作為ABAQUS端，其軸對(duì)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(duì)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(gè)零件文件建立多個(gè)平面區(qū)域，當(dāng)導(dǎo)入到ABAQUS時(shí)，可以作為多個(gè)零件的裝配進(jìn)行導(dǎo)入（而不需要每個(gè)平面域建立單個(gè)零件去一個(gè)一個(gè)的導(dǎo)入，從而節(jié)省大量時(shí)間
AutoCAD圖形到COMSOL軸對(duì)稱模型的詳細(xì)解析
COMSOL有限元軟件對(duì)軸對(duì)稱模型和平面流體域分析時(shí)均可以導(dǎo)入AutoCAD的dxf文件，但不管是官方教程還是其他教程對(duì)此都是簡單提一句，對(duì)其中的選項(xiàng)設(shè)置和意義都是靠讀者自己去摸索。本文來詳細(xì)講解其中的導(dǎo)入選項(xiàng)和意義，可按此流程形成慣用操作，以提高分析效率。
COMSOL在導(dǎo)入dxf文件時(shí)的圖層選項(xiàng)如圖1所示。在導(dǎo)入設(shè)置選項(xiàng)中層選擇位置下拉選項(xiàng)有全部或選定
