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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。

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.

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。

對于實際應用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應用。在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數據表格，其本質上采用是LINK8單元進行模擬，而不是非線性彈簧combin39。

相同的方法可以批量生成彈簧，如圖所示------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------歡迎關注微信公眾號：CAE_ANSYS 歡迎關注我的頁面大龍貓??-技術鄰 (jishulink.com

本期云講堂我們邀請到了李安民博士來為大家分享ANSYS彈簧單元的應用與建模過程。李安民博士：結構工程專業高校教師，在讀博士研究生。從2009年開始從事有限元的應用和教學，在國家科技支撐計劃、多項國家自然科學基金面上項目以及大量橫向課題中廣泛使用有限元進行仿真分析。長期進行有限元分析的咨詢工作。擅長土木方面的建筑物、構筑物的結構分析與教學。

4 異型彈簧制作技巧1）為了求交叉曲線，三角形或者矩形草圖的大小一定要小于螺旋面的大小，所以，第一步制作螺旋面的時候，草圖直線定義長度或者螺旋線的基圓直徑，取值要超過異型截面草圖大小。2）以直線為引導線產生螺旋面時，直線的高度即為彈簧的高度，后續彈簧節距值和圈數的乘積等于這個高度值。3）以螺旋線作為引導線時，掃描螺旋面時，應選擇雙向掃描。

八、彈簧預防措施 在實際工作中，壓簧即使受到超出材料彈性限以外的力，也應能維持它的工作長度。因此，成品簧的長度應等于彈簧的計算長度加初壓縮量，可避免簧不到位，以免簧圈并緊時發生危險應力，導致彈簧示性線發生異常而不到位。

f0：零位移時的彈簧力，正數表示彈簧的壓縮力[N]。x0：活塞零位移時的腔體長度[mm]。dp : 活塞直徑[mm]。dr : 活塞桿直徑[mm]。如果沒有活塞桿，將活塞桿直徑設為零。彈簧預緊（f0）和零位移時的彈簧壓縮（xs0）可以獨立設置。對于彈簧剛度的定義，這里有三種方法： 數值：彈簧剛度是恒定的。

2.行程S:是指該型號氮氣彈簧的工作行程,這些行程可以充分被利用,但是為了防止在模具更換或調試中出現氮氣彈簧超出行程而過載的突發事件,因此推薦在設計中保留≤5mm或10%S的空余行程. 3.總長L:是指該型號氮氣彈簧的制造長度,即在自然狀態時的最大長度,必須滿足:總長L≥基長J+2X行程S 4.工作壽命：在正確安裝和正確使用下，氮氣彈簧的工作壽命（行程≤50mm）為一百萬次以上

ANSYS中并沒有特定的隔震單元，但提供了一系列的彈簧-阻尼器單元，可以通過組合單元模擬隔震支座的力學特性。采用COMBIN14單元模擬隔震支座的豎向剛度，COMBIN14又稱彈簧-阻尼器單元，具有1D、2D和3D的軸向或扭轉能力。軸向彈簧-阻尼器為單軸拉壓行為，每個單元有2個節點，每個節點有3個自由度，即沿著X、Y和Z方向的三個平動或轉動位移。

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下圖展示了這些材料在設計中的裝配位置： 圖 2：Ansys材料定義 設置機械連接方式和生成網格 指定材料以后，就可以在模型中設定連接方式。每個反射鏡通過彈簧螺栓和固定擋塊的組合來安裝固定。彈簧螺栓會擠壓反射鏡使其與另一側的固定擋塊保持接觸。每個反射鏡使用 3 個這樣的設置來限制 3 個維度的移動。

但在實際工程中，往往遇到相反的情況：我們知道彈簧需要壓縮多少（比如 2cm），但想知道需要多大的力。01 案例概述物理場景：一個四圈半的鋼制彈簧，一端固定，另一端需要拉伸（或壓縮）2cm。核心目標：求解彈簧達到該變形量時，端部需要施加的載荷大小。02 軟件設置與詳細步驟第一步：項目建立與幾何導入 打開 Ansys Workbench。

（1）驅動鎖芯與彈子的建立 如下圖，首先建立鎖殼，然后建立四個驅動銷以及不同長度的彈子，并在驅動鎖銷與鎖殼之間建立彈簧。由于在初始狀態下(無鑰匙進入時)，彈簧處于壓縮狀態，所以四個彈簧都有初始的預載。為確保驅動鎖銷的水平運動，在鎖銷與鎖殼之間建立水平的移動副。最后彈子與驅動銷之間建立接觸關系(可不添加摩擦)。

因此對位置重合的鋼筋和混凝土節點，在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可。 其中，非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結滑移關系（注意要乘以單元長度）。這個粘結滑移關系有大量可供參考的規范和文獻，可按需取用。

ansys中實現支座僅受壓行為的方式有很多，最常用的有兩種：通過接觸，通過僅受壓彈簧。 彈簧單元是ANSYS中使用頻率較高的單元。正常非線性彈簧單元combin39單元可以實現僅受壓或者僅受拉功能，其單元功能較多，單元選項設置復雜，在很多方面都有其獨特的運用。下面分享某段工程案例中的實際用到的僅受壓彈簧整套批量建模命令流。