ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】
高耀东编著《ANSYS18_2有限元分析与应用实例》
用ANSYS软件提取单元及结构刚度矩阵
用SOLID185单元分析悬臂梁的剪切闭锁
厚壁圆筒的体积闭锁分析
观察沙漏
平面桁架的受力分析
关键点和线的创建实例——正弦曲线
一些特殊线的创建。包括:过一个已知关键点作一个已知圆弧的切线、作两条圆弧的公切线、作一组折线、按函数关系作曲线——正弦曲线、圆锥阿基米德螺旋线、圆锥对数螺旋线和创建椭圆线
圆柱面的创建
按函数关系作曲面——双曲抛物面
体的创建及工作平面的应用实例——相交圆柱体
复杂形状实体的创建实例——螺栓
斜齿圆柱齿轮的创建
直齿锥齿轮齿廓曲面的创建
几何模型的单元划分实例——面
回转体、底座、直齿圆柱齿轮轮齿、容器接管
LINK11单元的应用
BEAM188、BEAM189单元的应用——基本应用、约束扭转、创建渐变截面梁、自定义梁截面——双金属片
PLANE182、PLANE183单元的应用——平面应力问题、轴对称问题
循环对称结构在离心力作用下的应力和变形分析
SHELL181单元的应用——基本应用、用绑定接触创建有限元模型
实例
受压薄板
受压薄板
对称性应用实例——作用任意载荷的对称结构
均匀分布的压力载荷、线性分布的压力载荷
在容器中施加静水压力
用表格数组进行函数加载——静水压力
用函数编辑器定义表面载荷
转矩的施加
在单个螺栓联接施加预紧力载荷、汽缸缸体和端盖间螺纹联接的受力分析
作刚架的弯矩图
计算实体单元某个面上的剪力、弯矩等内力
展成法加工齿轮模拟
圆轴扭转分析
复杂静定桁架的内力计算
悬臂梁的静力学分析
空间桁架桥的静力学分析
连续梁的内力计算
用自由度释放创建梁单元的铰接连接
薄板弯曲问题的理论解和有限元解的对比
壳单元结果与其他类型单元结果的对比—简支梁
平面问题的求解实例—厚壁圆筒问题
空间问题的求解实例—扳手的受力分析
用实体单元计算转轴的应力
在连杆上施加轴承载荷
均匀直杆的固有频率分析
斜齿圆柱齿轮的固有频率分析
有预应力模态分析实例—弦的横向振动
循环对称结构模态分析实例——转子的固有频率分析
完全法分析实例——单自由度系统的受迫振动
模态叠加法分析实例——悬臂梁的受迫振动
瞬态动力学分析实例——凸轮机构
施加初始条件——将单自由度系统的质点从平衡位置拨开
施加初始条件实例——抛物运动
瞬态动力学分析实例——连杆机构的运动学分析
瞬态动力学分析实例——车辆通过桥梁
谱分析实例——地震谱作用下的结构响应分析
结构非线性分析——盘形弹簧载荷和变形关系分析
特征值屈曲分析实例——压杆稳定性问题
非线性屈曲分析实例——悬臂梁
材料非线性分析实例——自增强厚壁圆筒承载能力研究
材料蠕变分析实例——受拉平板
接触分析实例——平行圆柱体承受法向载荷时的接触应力分析
接触分析实例——组合厚壁圆筒
非线性分析实例——将钢板卷制成圆筒(柔体-柔体接触)
非线性分析实例——将钢板卷制成圆筒(刚体-柔体接触)
接触分析实例——斜齿圆柱齿轮传动分析
利用MPC技术对SOLID-SHELL单元进行连接实例——简支梁
单元生死技术应用——厚壁圆筒自增强后精加工
单元生死技术应用——焊接模拟
单元生死技术应用——隧道开挖
水箱
在结构上直接施加温度载荷进行热应力计算——双金属片
用直接法计算热应力实例——液体管路
用多物理场求解器(MFS方案)计算热应力——液体管路
运用CFX软件分析冷热水混合三通管
运用单向流固耦合分析水流通过变径管
用表格型数组施加载荷——施加随位置变化的压力载荷
用表格型数组施加载荷实例——施加随时间变化的力载荷
简谐响应的迭加——结构同时作用多个正弦载荷时的响应分析
宏的创建实例——计算实体的体积、面积、长度
优化设计实例——液压支架四连杆机构尺寸优化
一、实验目的
1、测试ANSYS workbench进行板杆有限元模型建模相关功能的可行性;
2、通过与ANSYS APDL的计算结果进行对比,验证仿真计算结果的正确性。
二、算例说明
1、单元类型
点击Type 1 MASS21->Options,将K3更改为3-D w/o rot iner。如下图所示。
点击Type 4 MPC184->Options,将K1更改为Rigid Beam。如下图所示。
2、实常数设置
选择MASS21单元,设置质点的重量为0.01kg。如下图所示。
3、材料属性设置
这里我们使用两种材料,这两种材料的弹性模量均为2E11Pa,泊松比均为0.3,而材料1的密度设置为7850kg/m³,材料2的密度设置为0 kg/m³。材料2用于MPC单元,其余单元均使用材料1。设置如下图所示。
4、截面形状设置
梁单元的截面形状为实心圆,半径为0.05米,SHELL单元的厚度为0.02米。
5、几何建模
6、网格划分
首先对几何元素赋单元类型、材料和截面形状等属性。之后对质点对应的两个KeyPoint绘制网格,然后对梁和面绘制网格(每条线上均为6个单元),网格划分结果如下图所示。
划分好网格之后,还需要定义梁和两个面的MPC,在Modeling->Creat->Contact Pair中创建。在Basic选项卡中的Contact algorithm设置为MPC algorithm。
7、定义边界条件
约束左下方端点的所有自由度。
8、求解设置
Solution->Analysis->New Analysis中更改为Modal。
Solution->Analysis->Analysis Options中设置求解的模态的数量。
点击Solve->Current LS进行求解。
9、计算结果
加入MPC无法计算,去除MPC之后的结算结果为:
模态振型:
将质点的重量改为10时的计算结果为:
三、基于ANSYS workbench的计算
计算结果:
模态振型:
将质点的重量改为10时的计算结果为:
可以看出ANSYS workbench的计算结果与APDL吻合得很好。
1、线与面有相交的地方不同的处理方式(共用节点和建立接触)对最后模态分析的频率结果有不小的影响,尤其是刚体模态的频率。所以最好采用共用节点的方式,具体操作时Mesh Edit->Node Merge,在进行这一步操作之前可能需要Node Move功能将面上一个节点移动到很接近线端点的位置。
2、对于质点的问题,需要注意的是质点依附于的几何元素最好是点,所以在进行几何建模的时候应该提前预留端点用于质点的定义。
其余结论:还可以尝试使用Finite element modeler模块来引入其他软件的有限元模型来作为结构分析的输入,但是我使用CDB文件进行输入MPC被忽略了,并且ANSYS 2019R1中移除了该模块。该模块还支持bdf文件的输入,具体效果如何未进行试验。
2用ansys建造实体模型,这部分很重要,可以买本书参考一下。
3进行网格化分,可以大一些,运算会快很多。
4选用模态命令对其进行分析。
ps:1最好用ansys本体建造模型,不要用proe或者其他模型导入,点面不能完全导入,这对结果影响很大。
2你最好买一本相关的教材参照一下,自己摸索很难,祝你好运!
设定材料。要事先将各部件材料设定完,在分析前才能分配给零部件。
这里,可以在DM模块中导入数模,这个也是比较常用的做法。今天,我们做一个简单的例子,就做个长条件,来演示。
几何体建完,我们关掉DM模块,出来更新一下项目(Update Project)。
给体系中的零部件赋材料。之后是处理接触,因为这里是个简单的一个零件,所以这步就省略了。
划分网格。
设定模态分析阶数。我们想计算几阶,系统会默认计算前六阶。但是自由模态的时候,前六阶会非常接近于零,因为是刚体的三个平动跟三个转动,属于刚体位移。
添加一个位移的计算选项,在这里可以改变想要看到的第几阶模态。
计算,可以看看结果。
当然,可以求解固定约束模态。
结果与之前明显不同。