軸對(duì)稱
關(guān)注創(chuàng)建者：球球說 創(chuàng)建時(shí)間：2018-12-24
軸對(duì)稱的視頻教程
Maxwell-workbench 2D軸對(duì)稱電磁感應(yīng)加熱仿真
如何對(duì)2D軸對(duì)稱模型進(jìn)行處理導(dǎo)入workbench 5. 改變耦合參數(shù)，改變熱源的大小 6. 2D軸對(duì)稱后處理通過旋轉(zhuǎn)查看3D效果 7. 后處理查看電流密度、熱源、磁力線分布、溫度，溫度變化曲線 8. 通過改變材料屬性參數(shù)或邊界條件，獲得所需的溫度分布
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軸對(duì)稱的實(shí)例教程
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，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(duì)稱模型作為實(shí)例，介紹在SolidWorks里的軸對(duì)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(duì)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?jí)。為了簡(jiǎn)化為軸對(duì)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(duì)稱模型進(jìn)行初步評(píng)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(duì)稱模型默認(rèn)以縱軸作為對(duì)稱軸，截面圖應(yīng)位于對(duì)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(duì)稱模型，按照?qǐng)D2，在對(duì)稱軸右邊繪制6個(gè)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(duì)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 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。
展開 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(jiǎn)化，不僅可以簡(jiǎn)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 今天為大家貢獻(xiàn)一個(gè)自己制作的二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)計(jì)算視頻，為大家提供參考。 模型也比較簡(jiǎn)單，初入門的朋友們可以用來學(xué)習(xí)。希望大家可以提出寶貴的批評(píng)意見。(其實(shí)本人對(duì)于經(jīng)典模塊較為熟悉，但是由于本人只會(huì)APDL不用GUI，導(dǎo)致了無法錄制視頻。所以只能貼一個(gè)WB版本的了。)
1 模型：
模型為來自于靜電除塵中裝置中的帶電部分。結(jié)構(gòu)上為內(nèi)外雙層金屬圓環(huán)，內(nèi)層的環(huán)為1000V高電位，外層環(huán)為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結(jié)構(gòu)“
由于模型軸對(duì)稱，載荷軸對(duì)稱，因此可以簡(jiǎn)化為二維軸對(duì)稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡(jiǎn)化。三維計(jì)算中由于網(wǎng)格不一定嚴(yán)格規(guī)整，計(jì)算精度也許會(huì)降低。
模型是用AutoCAD建立，然后生成面域，輸出為SAT格式的文件。
然后打開workbench，把Electrica模塊拖拽過來，導(dǎo)入之前的sat文件。
在導(dǎo)入workbench中之后進(jìn)行了簡(jiǎn)單的處理。二維軸對(duì)稱計(jì)算的時(shí)候一定要注意，模型對(duì)稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時(shí)，由于金屬是等電位的，內(nèi)部沒有電流流過，所以可以不建立實(shí)體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實(shí)就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當(dāng)初隨手畫的。電場(chǎng)計(jì)算的時(shí)候空氣域一定要建立的足夠大才可以保證電場(chǎng)的精度的，本人一般建立為5-8倍的最大外徑，當(dāng)然，這個(gè)具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗(yàn)證一下的。
2 材料參數(shù)：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網(wǎng)格
圓環(huán)的部分，尤其是內(nèi)層圓環(huán)的部分網(wǎng)格要平滑，因?yàn)楦唠娢坏募饨切螤顣?huì)造成電場(chǎng)集中。
圖片見2樓”網(wǎng)格“
4 邊界
內(nèi)環(huán)高電位，外環(huán)低電位，最外層空氣0電位。
展開 圖4
一般而言，專業(yè)有限元軟件均以縱軸作為對(duì)稱軸，截面圖應(yīng)位于對(duì)稱軸右邊。
圖5
軸對(duì)稱的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
軸對(duì)稱的最新內(nèi)容
模擬的案例如下：
初始沖壓模型如下：
使用軸對(duì)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(huì)根據(jù)變形自動(dòng)調(diào)整不同區(qū)域密度）：
第一步計(jì)算接觸時(shí)SSD分布：
第一步計(jì)算接觸時(shí)GND分布
該仿真基于二維軸對(duì)稱模型進(jìn)行求解，在查看結(jié)果時(shí)，通過對(duì)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(duì)稱分析來簡(jiǎn)化仿真過程。
ansys apdl 熱和電磁場(chǎng)分析案例1個(gè)月前
三維電磁感應(yīng)加熱---感應(yīng)加熱的激勵(lì)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(shí)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(chǎng)分析---把螺線管制動(dòng)器作為2D軸對(duì)稱模型進(jìn)行分析，計(jì)算銜鐵部分螺線管制動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部分
為軸對(duì)稱模型，并且由于坯料的中間面是一個(gè)對(duì)稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。
網(wǎng)格
分析開始時(shí)使用的網(wǎng)格如圖1所示。該有限元模型為軸對(duì)稱模型，并且由于坯料的中間面是一個(gè)對(duì)稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。
在本練習(xí)中，我們首先進(jìn)行以下更改：
將系統(tǒng)波長(zhǎng)設(shè)置為 0.55 um
使用 Object Space NA = 0.2 定義系統(tǒng)孔徑
并設(shè)置切趾因子 G = 4.0
源光纖和接收光纖以及本例中使用的透鏡系統(tǒng)都具有軸上的對(duì)稱性，當(dāng)系統(tǒng)在物和像空間上對(duì)稱時(shí)，可以獲得最佳耦合效率。
二維平面掃描可以是以光軸為圓心的圓形掃描，也可以是以光軸為對(duì)稱軸的矩形（正方形）的平面掃描。由于雙光楔元件的運(yùn)動(dòng)是軸對(duì)稱的因此只要在一維線性掃描的基礎(chǔ)上雙光楔一起繞光軸轉(zhuǎn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)二維圓形掃描。其實(shí)二維圓形掃描就是一維線性掃描的的擴(kuò)展，多加一個(gè)繞軸運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。
二維平面掃描可以是以光軸為圓心的圓形掃描，也可以是以光軸為對(duì)稱軸的矩形（正方形）的平面掃描。由于雙光楔元件的運(yùn)動(dòng)是軸對(duì)稱的因此只要在一維線性掃描的基礎(chǔ)上雙光楔一起繞光軸轉(zhuǎn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)二維圓形掃描。其實(shí)二維圓形掃描就是一維線性掃描的的擴(kuò)展，多加一個(gè)繞軸運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。
至于二維矩形掃描，也就是利用兩對(duì)雙光楔分別在子午和弧矢兩個(gè)方向上做線性掃描就可完成。
圓柱軸：由于VCSEL求解器支持圓柱對(duì)稱的VCSEL，因此在VCSEL求解器“Optical”選項(xiàng)卡下的“General”選項(xiàng)卡中正確設(shè)置圓柱對(duì)稱軸非常重要。模擬區(qū)域也必須正確設(shè)置，以使對(duì)稱軸與VCSEL軸相對(duì)應(yīng)。
波長(zhǎng)/頻率：執(zhí)行本征模分析時(shí)，“Optical”選項(xiàng)卡下的“Model Analysis”選項(xiàng)卡要求輸入單個(gè)波長(zhǎng)/頻率值，以及計(jì)算中需要考慮的、圍繞所選值的特征模數(shù)量。
Ansys Zemax | 如何模擬雙折射偏振器件4個(gè)月前
對(duì)于單軸材料來說，例如方解石 (Calcite)，其晶軸定義了材料的對(duì)稱軸。這類材料對(duì)光線的偏折能力隨入射光的偏振態(tài)及入射光與晶軸的夾角不同而不同。因此對(duì)于任意一束光，兩個(gè)正交的偏振態(tài)下可能存在不同的折射角。這種現(xiàn)象稱為光的雙折射。
光線在雙折射材料中的折射總是遵循斯涅耳定律 (Snell`s Law) 的，但是材料中的有效折射率與入射光的偏振態(tài)和入射方向與晶軸夾角相關(guān)。
為簡(jiǎn)單起見，我們假設(shè)孔隙沿著x軸，對(duì)稱于原點(diǎn)且處于相隔距離Δp的位置上。觀測(cè)平面內(nèi)形成的時(shí)間平均強(qiáng)度為：
其中I1和I2是在孔隙處的光強(qiáng)度，μ12是在孔隙處評(píng)估的所謂 “復(fù)雜相干因子”，φ12 = arg{μ12} [Ref. 1, Eq. 5.2-36]。
