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對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實(shí)際應(yīng)用。在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數(shù)據(jù)表格，其本質(zhì)上采用是LINK8單元進(jìn)行模擬，而不是非線性彈簧combin39。

問題：工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)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(shè)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(yùn)動(dòng)位移。計(jì)算步驟：1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動(dòng)自由度。2.

軸的兩端為軸承支撐，垂直面上兩個(gè)方向的支撐剛度分別為8E6N/m和3E6N/m，暫不考慮阻尼的影響。求該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)渦動(dòng)頻率、振型、臨界轉(zhuǎn)速。2 彈簧單元（COMBIN14）COMBIN14單元可以模擬線性彈簧支撐，可考慮剛度和阻尼，但不能考慮變剛度和變阻尼的情況，并且不能考慮兩個(gè)支撐方向的交叉影響。

3.軸承添加設(shè)置好遠(yuǎn)端點(diǎn)之后，進(jìn)行支撐軸承的添加，在接觸中右鍵插入軸承Bearing。在以前的版本中在沒有軸承支撐的情況下采用三個(gè)方向的彈簧設(shè)置就行，workbench中的彈簧方便了軸承剛度的設(shè)置，在新的workbench中可以采用bearing添加，只要設(shè)置剛度即可，設(shè)置選項(xiàng)如下所示。主要為轉(zhuǎn)動(dòng)平面Y-Z，各個(gè)方向的彈簧剛度。彈簧剛度表水平方向，豎直方向和夾角方向，如圖所示.

近期對(duì)于ANSYS Workbench進(jìn)行了學(xué)習(xí)，本文將對(duì)ANSYS Workbench 各類單元技術(shù)做一個(gè)筆記總結(jié)，便于為減隔震元件分析提供理論基礎(chǔ)。（畢竟Workbench大部分時(shí)候會(huì)自動(dòng)匹配相應(yīng)所需技術(shù)） B-bar方法完全積分 Workbench中的B-bar方法是一種常用于處理低階單元完全積分的技術(shù)，也被稱為選擇性減積分策略。

一般使用一維模型計(jì)算，比如轉(zhuǎn)子使用BEAM188梁單元，軸承使用combi214。也可使用三維單元計(jì)算，但因計(jì)算量巨大，一般不選用3D模型。近年來發(fā)展起來的二維軸對(duì)稱諧波單元可以說比較好的兼顧了模型的精度和計(jì)算速度。之前的ANSYS版本一般都是在經(jīng)典版本中使用二維軸對(duì)稱諧波單元，ANSYS WORKBENCH中也可使用二維軸對(duì)稱諧波單元，需要命令行來輔助完成，操作性不好。

(a) 粗網(wǎng)格表示 (b) 單元長(zhǎng)度為 1 mm 的細(xì)網(wǎng)格表示 4.2 . 偏置軸承靜力分析 在 Ansys Workbench 中對(duì)變形圖和應(yīng)力圖進(jìn)行靜態(tài)分析。圖4、圖5、圖6和圖7所示的結(jié)果是粗網(wǎng)格的結(jié)果，而圖8、圖9、圖10和圖11所示的結(jié)果是四種不同的細(xì)網(wǎng)格的結(jié)果材料。

舵系統(tǒng)有限元模型見圖1和圖2，舵面采用實(shí)體單元建模，保證舵面質(zhì)量質(zhì)心與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)一致，采用彈簧單元模擬舵機(jī)和傳動(dòng)部件的剛度。上軸承和下軸承采用MPC單元和BUSH單元模擬，其中BUSH單元只提供X、Y、Z三個(gè)方向的支撐剛度。舵機(jī)采用BUSH單元模擬，其中BUSH單元只提供X方向的支撐剛度。搖臂采用梁單元模擬。

使用限制 1.建模限制 （1）僅支持線性和二次四面體單元（SOLID285和SOLID187）； （2）不支持具有線性和二次單元混合的多實(shí)體零件或多實(shí)體組件； （3）不支持使用收斂（convergence）對(duì)象； （4）不兼容以下邊界條件 -循環(huán)對(duì)稱 -基于梁的接觸算法 -接觸行為為自動(dòng)非對(duì)稱 -點(diǎn)質(zhì)量、梁連接、鉸接、彈簧和軸承連接

4、粘結(jié)滑移的模擬，鋼筋采用link單元，混凝土采用solid185單元，在梁截面的兩個(gè)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，難度在于本構(gòu)。在普通的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結(jié)-滑移作用本身就是重點(diǎn)或者參數(shù)之一，可以試試這種建模思路。

Mode-4Mode-5Solid272單元014572171344616550103Solid186單元014620172154618150200將圓盤厚度以及軸承剛度參數(shù)化，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)為一階正進(jìn)動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速值Seek Target=17000，得到圓盤厚度、軸承剛度與臨界轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖如下

不平衡響應(yīng)分析在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性分析中非常重要，它提供給我們兩個(gè)信息，一個(gè)是峰值轉(zhuǎn)速的大小，也稱作臨界轉(zhuǎn)速，另一個(gè)信息是過臨界時(shí)轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)響應(yīng)。對(duì)于基于一維梁單元的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進(jìn)行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實(shí)現(xiàn)的。

●軸承建模● ? COMBI214單元用于模擬軸承 ? COMBI214在二維應(yīng)用中具有縱向和交叉耦合功能 ? 它是一個(gè)拉伸壓縮單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)自由度

首先，鋼平臺(tái)采用beam單元，吊繩采用link/truss單元（可以選擇受力形式，對(duì)于柔性吊繩，則不考慮受壓）。簡(jiǎn)化考慮，吊繩和鋼平臺(tái)的材料屬性均采用結(jié)構(gòu)鋼。劃分網(wǎng)格，注意對(duì)于link/truss單元，只需兩端兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，無需劃分網(wǎng)格，新版的workbench已經(jīng)自動(dòng)略去該網(wǎng)格劃分。

二、軟件功能有限元模型轉(zhuǎn)換軟件FEMTransfer的現(xiàn)有功能：1）實(shí)現(xiàn)Patran/Nastran/Femap、Abaqus、Ansys/Workbench、Sesam(Genie/Patranpre)、盈建科/PKPM、Sacs、LsDyna等仿真分析軟件的有限元模型相互轉(zhuǎn)換，保證了板單元、梁單元、實(shí)體單元、質(zhì)量點(diǎn)單元、彈簧單元的完美轉(zhuǎn)換，尤其著重關(guān)注和完美解決了梁單元的朝向和偏移保持和輸入模型一致

APDL結(jié)果Workbench結(jié)果3 APDL模擬過程當(dāng)軸承的動(dòng)力特性隨轉(zhuǎn)速變化時(shí)，必須采用COMBI214單元來模擬軸承，COMBI214單元的實(shí)常數(shù)采用表數(shù)組定義，注意定義表數(shù)組的變量名項(xiàng)（VAR1）需為“OMEGS”，以表明數(shù)組隨著轉(zhuǎn)速而改變。

應(yīng)用彈簧、質(zhì)量單元簡(jiǎn)化模型時(shí)，要正確指定相關(guān)實(shí)常數(shù)。不同單元之間的連接，如實(shí)體與彈簧之間、實(shí)體與殼體之間的連接方式的處理等，這些都需要注意。各種單元都有其局限性和應(yīng)用的條件，具體選擇何種單元，要根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)來選擇。比如，剪力墻結(jié)構(gòu)中間的連梁，如果用梁單元來分析是否總是合理呢？只有懂原理，才能夠在建模過程中做到有理有據(jù)、心中有數(shù)。

建模 柔性轉(zhuǎn)子部件的3D建模 3D模型由SOLID187單元劃分網(wǎng)格，如下圖，使用SOLID187單元的默認(rèn)設(shè)置。 從三維幾何進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)子部件的軸對(duì)稱建模 下列過程使用ANSYS Workbench從3D幾何中提取2D軸對(duì)稱幾何： 1. 冰凍下列模型的高亮部分 2.