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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。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

將模型導入ANSYS仿真軟件中，利用ANSYS中的共享拓撲特征對從動活塞進行進一步劃分。共享拓撲操作的目標是保證鏈接的實體具有共享的面，這使得創建共形網格變得更加容易。彈簧端粘合到支撐件上，并且從動件支架使用固定支撐件命令進行固定，因為它為彈簧提供了阻力。（表1） 表 1 .

在以前的版本中在沒有軸承支撐的情況下采用三個方向的彈簧設置就行，workbench中的彈簧方便了軸承剛度的設置，在新的workbench中可以采用bearing添加，只要設置剛度即可，設置選項如下所示。主要為轉動平面Y-Z，各個方向的彈簧剛度。彈簧剛度表水平方向，豎直方向和夾角方向，如圖所示. 右側軸承的設置方法同上，結果如下圖所示，會形成一個圓環表示。

控制點對軸向彈簧幾何形狀的局部影響取決于NURBS曲率（見圖4）。 圖4：uv平面中螺旋的產生和變化 05 仿真模型使用螺旋彈簧的參數化有限元模型進行數值仿真。利用AnsysMechanicalAPDL(Ansys參數化設計語言)進行仿真。本案例中，我們采用二次單元以及線彈性模型，進行靜力、幾何非線性的計算。

圖1壓縮機是空調主要的振動元器件，壓縮機主體通過底部的若干個橡膠腳墊安裝在壓縮機安裝框架上，壓縮機的振動主要通過兩個路徑傳遞給空調框架：1.通過橡膠墊傳遞給壓縮機安裝架然后進一步傳遞給整機；2.通過壓縮機的吸排氣管傳遞給整機。需要平衡兩個路徑，來平衡整機振動和管路振動，傳遞給管路振動能力較多時會增加管路泄漏的概率。

作動器的結構形式有很多，但工作原理都是相同的，且大都包含鐵心、線圈、銜鐵和彈簧等基本組成部分。

大多數CAE軟件（如ANSYS、ABAQUS、Nastran）中，彈簧單元通常僅支持實數剛度（彈性部分），而阻尼特性需通過附加阻尼單元或材料模型實現。具體實現方式如下： 儲能剛度 K′：直接作為彈簧單元的剛度值。