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ANSYS在结构中 的仿真模拟与分析

ANSYS在结构中 的仿真模拟与分析

1楼层浇筑过程仿真分析/PREP7!定义单元类型、实常数、截面参数ET,1,BEAM188ET,2,SHELL63MP,EX,1,3.25E10 !定义C40混泥土材料属性MP,PRXY,1,0.17MP,DENS,1,2800MP,EX,2,3.0E10 !定义C30混泥土材料属性MP,PRXY,2,0.17MP,DENS,2,2800MP,EX,3,3.0E10MP,PRXY,3,0.167MP,DENS,3,2800SECTYPE,1,BEAM,RECT !框架柱截面特性,设定为矩形截面梁SECDATE,1,1 !梁宽1,高1SECTYPE,2,BEAM,RECT !外框架梁截面特性SECDATA,0.3,0.5SECTYPE,3,BEAM,RECT !内框架梁截面特性SECDATA,0.4,0.7SECTYPE,4,BEAM,RECT !次梁截面特性SECDATE,0.2,0.4R,2,0.2 !定义楼板及外墙厚度R,3,0.3 !定义筒体单元实常数!建模K,3000,22,8,72k,4000,1000K,,KFILL,1,12KGEN,5,1,12,,,4 KGEN,11,1,60,,,,3!建立框架柱模型*DO,I,1,541,60L,I,I+60*ENDDOLGEN,3,1,10,1,8,,,2 LGEN,2,1,30,1,,16,,48 LGEN,2,1,10,1,,8,,24 LGEN,2,21,30,1,,8,,24 LGEN,2,1,80,1,28,,,7 LATT,1,,1,,4000,,1 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL!建立外环梁模型L,61,65L,65,89L,89,92L,92,68L,68,72L,72,120L,120,109L,109,61LGEN,10,161,168,1,,,3,60 LATT,1,,1,,4000,,2 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL!建立内框架梁模型L,63,111L,85,89L,89,113L,70,118L,92,96L,92,116LGEN,10,241,246,1,,,3,60 LATT,1,,1,,3000,,3 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLLSEL,U,,,ALL!建立次梁模型L,62,110L,64,112L,69,117L,97,108L,73,77L,80,84L,90,102L,91,103LGEN,10,301,309,1,,,3,60 LATT1,,1,,3000,,4 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALLALLS!建立楼层板模型*DO,I,61,64A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,1,4,1,,4,,12*DO,I,68,71,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,17,20,1,,4,,12*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,10,1,35,1,,,3,60 A,653,656,644,641 AATT,2,2,2AESIZE,ALL,2AMESH,ALLASEL,U,,,ALL!建立外墙模型并划分网格*DO,I,61,64,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,68,71,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,109,112,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,116,119,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,61,97,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,65,77,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,68,80,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDO*DO,I,72,108,12A,I,I+12,I+72,I+60*ENDDOAGEN,9,352,382,,,,3,60 AATT,3,2,2AESIZE,ALL,2 AMESH,ALLASEL,U,,,ALL!建立筒体模型A,53,56,656,653A,41,44,644,641AATT,1,3,2ESIZE,1,0MSHAPE,0,2DMSHKEY,1AMESH,ALLASEL,U,,,1A,41,53,653,641A,44,56,656,644AATT,1,3,2ESIZE,1,0MSHAPE,0,2DMSHKEY,1AMESH,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLALLSELSA VEFINISH!至此,模型已经全建立完毕!进入求解模块/SOLUANtYPE,STATICDELTIM,0.1,0.05,0.2AUTOTS,ONNLGEOM,ONPRED,ONLNSRCH,ONNSEL,S,LOC,Z,0D,ALL,ALLACEL,,,10!开始施工过程的模拟ESEL,ALLEKILL,ALLESEL,ALLNSEL,ALLD,ALL,ALL!首先修建柱子和梁,同事再修建楼板!将柱、梁和楼板所属的单元激活,并删除其全部约束ESEL,S,TYPE,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,2NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSNSEL,R,LOC,Z,0D,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE!激活第二至第十层的柱、梁和楼板单元*DO,I,2,10,1ESEL,S,TYPE,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*IESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,2NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*IESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE*ENDDO!至此,梁、柱和楼板施工完毕!以下进行外墙及隔墙的施工ESEL,S,MAT,,3 NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3 ESLN,R,1 EALIVE,ALL NSLE,S DDELE,ALL,ALL ALLSESEL,S,MAT,,1 NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,0,3 ESLN,R,1 EALIVE,ALL NSLE,S DDELE,ALL,ALL ALLSNSEL,S,LOC,Z,0 DDELE,ALL,ALL NSEL,ALL ESEL,ALL SOLVE!激活第二至第十层的墙面单元*DO,I,2,10,1ESEL,S,MAT,,3NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*I ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLALLSESEL,S,MAT,,1NSLE,SNSEL,R,LOC,Z,3*(I-1),3*I ESLN,R,1EALIVE,ALLNSLE,SDDELE,ALL,ALLNSEL,ALLESEL,ALLSOLVE*ENDDOFINISH!求解过程结束!进入通用后处理器查看结果/POST1PLNSOL,U,XPLNSOL,U,yPLNSOL,U,zPLNSOL,S,XPLNSOL,S,YPLNSOL,S,Z!查看柱子和梁的轴力,剪力和弯矩ESEL,S,TYPE,,1ETABLE,IF,SMISC,1 !定义轴力单元列表1 ETABLE,JF,SMISC,7 !定义轴力单元列表2 ETABLE,II,SMISC,2 !定义剪力单元列表1 ETABLE,JI,SMISC,8 !定义剪力单元列表2 ETABLE,IM,SMISC,6 !定义弯矩单元列表1 ETABLE,JM,SMISC,12 !定义弯矩单元列表2 PLETAB,IF,NOA V !显示轴力单元列表1 PLETAB,JF,NOA V !显示轴力单元列表2 PLETAB,II,NOA V !显示剪力单元列表1 PLETAB,JI,NOA V !显示剪力单元列表2 PLETAB,IM,NOA V !显示弯矩单元列表1 PLETAB,JM,NOA V !显示弯矩单元列表2 FINISH2.斜拉桥三维仿真分析/filname,cable-stayed bridge,1 keyw,pr_struc,1/prep7!定义单元类型!定义材料属性mp,ex,1,3.5e10mp,prxy,1,0.17mp,dens,1,2500mp,ex,2,10e15mp,prxy,2,0mp,dens,2,0mp,ex,3,1.9e10mp,prxy,3,0.25mp,dens,3,1200mp,damp,3,0.5!定义实常数!定义实常数r,1,25.6,5.46,546.133,16,1.6r,2,16,29.417,15.394,3.4,4.7r,3,54,364.5,162,6,9r,4,40,213.3,83.3,5,8r,5,1,1/12,1/12,1,1r,6,0.012,0.012 !索的!创建节点和单元!建立主梁节点/view,1,1,1,1/angle,1,270,xm,0/replot*do,i,1,59 !此循环用于建立主梁的半跨节点x=-174*2+(i-1)*6 !最左端x=174*2,x=0左边的节点x坐标值,间距为6y1=-14 !桥面宽28米,故左边节点为-14y2=14 !桥面宽28米,故右边节点为-14n,3*(i-1)+1,x !建立主梁节点3*(i-1)+1为节点号n,3*(i-1)+2,x,y1 !以下两行建立桥面两边节点n,3*i,x,y2 !能想出这种建模命令的绝对是编程高手,哈哈*enddo !完全可以先建立端部的三个节点,然后用这三个节点在x 方向上复制59份,间距为6!建立主梁单元type,1real,1mat,1*do,i,1,58,1 !以下循环建立建立桥面中线主梁单元j=3*(i-1)+1e,j,j+3*enddo!建立鱼刺刚横梁type,1real,5mat,2j2=3*ie,j,j1e,j,j2*enddo!建立半跨主塔i=59*3 !变量用于记录桥面的节点数,即至此已经建立了59*3个节点了,用于指导以后设定节点的编号n,i+1,-174,-10,-30 !以下两行记录塔脚节点n,i+2,-174,10,-30n,i+3,-174,-15 !以下两行用于建立与桥面齐高的主塔节点n,i+4,-174,15*do,j,1,5,1 !以下循环用于建立索塔在桥面以上的节点k=i+4+jn,k,-174,0,60+(j-1)*18*enddo!建立下索塔单元type,1real,4mat,1e,i+1,i+3 !以下用于建立主塔在桥面以下的两根塔柱单元e,i+2,i+4!建立中索塔单元type,1real,3mat,1e,i+3,i+5 !以下用于建立倒Y分叉点到桥面间的两根塔柱单元e,i+4,i+5!建立上索塔单元type,1real,2mat,1*do,j,1,4,1 !以下用于建立倒Y分叉点以上的塔柱单元k=i+4+je,k,k+1*enddo!建立与塔的倒Y分叉点链接的索单元type,2real,6mat,3e,i+5,89e,i+5,90!建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的索单元*do,j,1,8,1!此循环用于建立主塔倒Y分叉点以上第一个张拉点连接的所有索单元,共32个e,i+6,89+3*je,i+6,89-3*je,i+6,90+3*je,i+6,90-3*j!建立与主塔的其他三个张拉点连接的单元*do,k,1,3,1*do,j,1,7,1e,i+6+k,113+(k-1)*21+3*j !一共有28个索单元连接在每个张拉点上e,i+6+k,65-(k-1)*21-3*je,i+6+k,114+(k-1)*21+3*je,i+6+k,66-(k-1)*21-3*j*enddo*enddo!生成全桥模型节点i=i+9 !记录半跨的所有节点数nsym,x,i,all !用映射法直接建立另半跨节点esym,,i,all !用映射法直接建立另半跨单元nummrg,all !合并所有节点和单元!建立索塔连接横梁单元type,1real,5mat,2j=ii=i-9n,1000,-174e,1000,i+3e,1000,i+4n,2000,174e,2000,i+3+je,2000,i+4+j!施加主塔的四个脚上的全约束nsel,s,loc,z,-30d,all,allallsel!在左桥端施加y,z约束nsel,s,loc,x,-348 !仅给左端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyd,all,uzallsel!在右桥端施加y约束nsel,s,loc,x,348 !仅给右端主梁施加约束nsel,r,loc,y,0d,all,uyallselnumcmp,all!施加重力场acel,,,9.8!耦合节点,耦合跨中由于对称而重复的单元节点以及两主塔上塔横梁和主梁的重合节点,cpintf,uzcpintf,rotxcpintf,rotz!成桥状态的确定!静力的初步计算!直接进行静力计算/solusolvefinish!得到最大位移为1.288m,由于偏差太大需要重新计算(与事实不符)!修改实常数后重新计算:令r,6,0.012,0.012,即给索以预应变0.012/solu !为了将计算应力用于下面的动力分析,这里打开预应力和集中质量设置开关lumpm,onpstres,onsolvefinish!求得最大位移为0.0329m,说明已经达到成桥状态要求,(与事实不符)!模态分析!分析设置/soluantype,2!MODOPT,LANB,20!EQSLV,SPARMXPAND,10, , ,0LUMPM,1PSTRES,1MODOPT,LANB,20,0,100, ,OFFUPCOORD,1,ON !更新模型计算坐标,目的是为了将预应力效应准确的应用能够到模态分析上来!分析设置完毕solvefinish!激励耦合分析!恢复成桥静力计算结果RESUME, cable-stayedbridge,db, !路径:utility menu>file>resume jobname.db!生成地震激励向量,将记事本格式的地震波数据调入到工作目录下,并执行以下命令*DIM,aay1,ARRAY,2,50,1*DIM,aaz1,ARRAY,2,50,1*CREATE,ansuitmp*VREAD,aay1(1,1),'tjx','txt',' ',50(e9.3,e11.3)/INPUT,ansuitmp*CREATE,ansuitmp*VREAD,aaz1(1,1),'tjy','txt',' ',50(e9.3,e11.3)*END/INPUT,ansuitmp!输入车辆激励波,Z=1000*cos(10*t).车子跨越一个单元的时间为0.1秒(速度216公里/小时),全桥共696米,历时11.6秒,纵向共116个单元,117个节点n=117 !定义向量维数*dim,fcar,array,n !定义车载荷向量*do,i,1,n,1 !以下循环为生成车载荷数据,即向“farc”矩阵中写入数据tt=(i-1)*0.1fcar(i)=1000*cos(10*tt)*enddo!输入风载荷激励p=50*sin(1.5*t)。

使用Ansys进行工程仿真分析

使用Ansys进行工程仿真分析

使用Ansys进行工程仿真分析第一章:Ansys软件的介绍1.1 Ansys软件的背景和起源1.2 Ansys软件的版本和功能特点1.3 Ansys软件的应用范围和行业地位第二章:Ansys工程仿真分析的基本原理2.1 有限元法的基本概念和原理2.2 Ansys软件的有限元分析流程2.3 Ansys软件中的材料模型和加载条件第三章:结构力学仿真分析3.1 结构静力学分析3.1.1 静力学基本方程和边界条件3.1.2 结构应力和应变分析3.1.3 结构变形和位移分析3.2 结构动力学分析3.2.1 结构模态分析3.2.2 结构响应分析3.2.3 结构疲劳分析第四章:流体力学仿真分析4.1 流体静力学分析4.1.1 流体压力和速度场分析4.1.2 流体力学基本方程和边界条件4.1.3 流体流动和压力分析4.2 流体动力学分析4.2.1 流体的稳态和非稳态流动分析4.2.2 流体的湍流模拟和分析4.2.3 流体的热力学和传热分析第五章:热力学仿真分析5.1 热传导分析5.1.1 热传导基本方程和边界条件5.1.2 热传导的定常状态和非定常状态分析5.1.3 热传导的温度场和热通量分析5.2 热辐射分析5.2.1 热辐射的辐射传输方程和边界条件5.2.2 热辐射的辐射通量和辐射能流分析5.2.3 热辐射的温度分布和热辐射热量分析第六章:电磁场仿真分析6.1 静电场分析6.1.1 静电场的基本方程和边界条件6.1.2 静电场的电场强度和电势分布分析6.1.3 静电场的电场力和电场能量分析6.2 磁场分析6.2.1 磁场的基本方程和边界条件6.2.2 磁场的磁感应强度和磁通量密度分析6.2.3 磁场的磁场力和磁场能量分析第七章:Ansys的优势和应用案例7.1 Ansys与传统仿真方法的对比7.2 Ansys在工程领域的应用案例(如航空航天、汽车、电子等)第八章:Ansys的使用技巧和注意事项8.1 Ansys的建模技巧和模型优化方法8.2 Ansys的参数化设计和模型自动化方法8.3 Ansys的结果分析和后处理技巧第九章:Ansys的研发方向和未来发展趋势9.1 Ansys的新功能和技术路线9.2 Ansys的人工智能和大数据分析应用9.3 Ansys在云计算和物联网领域的进展结语:经过对Ansys软件的介绍,结构力学仿真分析、流体力学仿真分析、热力学仿真分析和电磁场仿真分析的详细阐述,以及Ansys 的优势和应用案例、使用技巧和注意事项以及研发方向和未来发展趋势的探讨,我们可以看到Ansys作为一款强大的工程仿真分析软件,在各个领域的工程设计和优化中起到了重要作用,并且具有广阔的市场前景和发展潜力。

学会使用ANSYS进行工程仿真分析

学会使用ANSYS进行工程仿真分析

学会使用ANSYS进行工程仿真分析第一章:ANSYS工程仿真分析的基础知识ANSYS是目前世界上广泛使用的一种工程仿真分析软件,它可以用于各种不同领域的工程分析和设计。

熟练掌握ANSYS的使用方法对于工程师来说至关重要。

本章将介绍ANSYS的基础知识,包括软件的安装和启动、用户界面的介绍以及基本操作方法等。

首先,安装ANSYS软件是使用它的前提。

用户可以从ANSYS 官方网站上下载安装文件,并按照安装向导的步骤进行安装。

安装完成后,可以通过点击桌面上的图标来启动ANSYS。

启动后,会出现ANSYS的用户界面。

用户界面通常由菜单栏、工具栏、主窗口和命令窗口等组成。

菜单栏上包含了各种功能的菜单,用户可以通过点击菜单来选择所需的功能。

工具栏上则包含了一些常用的工具按钮,可以方便地进行操作。

主窗口用于显示分析结果和编辑模型等。

命令窗口则用于输入命令进行操作,这在一些高级功能中会用到。

在进行工程仿真分析之前,需要先创建一个模型。

ANSYS提供了多种建模工具,例如几何建模工具和计算网格生成工具等。

可以根据需要选择合适的建模工具,并按照提示进行操作。

在建模完成后,可以对模型进行网格生成,即将模型划分为小块,并计算各个小块上的分析参数。

第二章:结构分析结构分析是ANSYS中的一个重要模块,用于对各种结构件进行强度、刚度和模态等分析。

本章将介绍ANSYS中常用的结构分析方法和技巧。

在进行结构分析之前,需要先定义结构的边界条件和加载条件。

边界条件包括约束条件和支撑条件等,而加载条件则包括外力和内力等。

用户可以通过ANSYS提供的工具来定义这些条件,并将其应用于模型中。

在进行结构分析时,可以选择合适的分析方法。

ANSYS提供了多种分析方法,例如静力分析、动力分析和模态分析等。

用户可以根据具体的分析要求选择合适的方法,并设置相应的分析参数。

在进行结构分析时,还可以使用ANSYS的后处理功能来查看分析结果。

后处理功能可以用于绘制应力云图、位移云图和动力响应曲线等。

基于ANSYS的温度场仿真分析

基于ANSYS的温度场仿真分析

基于ANSYS的温度场仿真分析引言:在工程领域中,温度场分布的仿真分析是一项重要的工作。

温度场分布的准确预测和优化设计对于许多工业过程和产品的设计和改进至关重要。

在这里,我们将介绍一种基于ANSYS软件的温度场仿真分析方法。

一、ANSYS软件简介ANSYS是一种广泛使用的通用有限元分析(FEA)软件。

它提供了强大的功能,可以进行多种物理和工程仿真分析。

其中,温度场分布的仿真分析是ANSYS的一个主要功能之一二、温度场仿真分析的步骤1.几何建模:使用ANSYS的几何模块进行物体的几何建模。

可以通过绘制二维或三维几何形状来定义和创建模型。

2.网格划分:对几何模型进行网格划分,将其划分为小的单元,以便进行离散化计算。

网格划分的质量直接影响到仿真结果的准确性和计算速度。

3.边界条件设置:根据具体的问题,设置物体表面的边界条件。

边界条件包括固定温度、传热系数、对流换热等。

边界条件设置的准确与否对温度场的分布有重要影响。

4.材料属性定义:为物体的各个部分定义材料属性,包括热导率、热容量等。

这些属性是模型中的重要参数,直接影响到温度场的分布。

5.求解和后处理:设置求解算法和参数,开始进行仿真计算。

求解器根据网格和边界条件,通过计算方程的数值解确定温度场的分布。

计算完成后,可以进行后处理,生成温度场分布的图表和报告。

三、温度场仿真分析的应用温度场仿真分析在多个工程领域中得到广泛应用。

以下是几个示例:1.电子设备散热优化:通过温度场仿真分析,可以评估电子设备中的热量分布,优化散热设计,确保电子设备的正常运行和寿命。

2.汽车发动机冷却系统:通过温度场仿真分析,可以预测汽车发动机冷却系统中的温度分布,优化冷却器的大小和位置,提高冷却效果。

3.空调系统设计:通过温度场仿真分析,可以预测房间内的温度分布,优化空调系统的风口布置和参数设置,实现舒适的室内温度。

4.熔炼和混合过程优化:通过温度场仿真分析,可以预测熔炼和混合过程中的温度分布,优化加热和冷却控制,提高生产效率和产品质量。

ansys实验分析报告

ansys实验分析报告

ANSYS 实验分析报告1. 引言在工程设计和科学研究中,计算机仿真技术的应用越来越广泛。

ANSYS是一种常用的工程仿真软件,它可以帮助工程师和科学家分析和解决各种复杂的问题。

本文将介绍我对ANSYS进行实验分析的过程和结果。

2. 实验目标本次实验的主要目标是使用ANSYS软件对一个特定的工程问题进行仿真分析。

通过这个实验,我希望能够了解ANSYS的基本操作和功能,并在解决工程问题方面获得一定的经验。

3. 实验步骤步骤一:导入模型首先,我需要将要分析的模型导入到ANSYS软件中。

通过ANSYS提供的导入功能,我可以将CAD模型或者其他文件格式的模型导入到软件中进行后续操作。

步骤二:设置边界条件在进行仿真分析之前,我需要设置边界条件。

这些边界条件可以包括约束条件、初始条件和加载条件等。

通过设置边界条件,我可以模拟出真实工程问题中的各种情况。

步骤三:选择分析类型ANSYS提供了多种不同的分析类型,包括结构分析、流体力学分析、热传导分析等。

根据实际情况,我需要选择适合的分析类型来解决我的工程问题。

步骤四:运行仿真设置好边界条件和选择好分析类型后,我可以开始运行仿真了。

ANSYS会根据我所设置的条件,在计算机中进行仿真计算,并生成相应的结果。

步骤五:分析结果仿真计算完成后,我可以对生成的结果进行分析。

通过对结果的分析,我可以得出一些关键的工程参数,如应力分布、温度分布等。

这些参数可以帮助我评估设计的合理性和性能。

4. 实验结果在本次实验中,我成功地使用ANSYS对一个特定的工程问题进行了仿真分析。

通过分析结果,我得出了一些有价值的结论和数据。

这些数据对于进一步改进设计和解决工程问题非常有帮助。

5. 总结与展望通过本次实验,我对ANSYS软件的使用有了更深入的了解,并且积累了一定的实践经验。

在未来的工程设计和科学研究中,我将更加灵活地应用ANSYS软件,以解决更加复杂和挑战性的问题。

同时,我也会继续学习和探索其他相关的仿真软件和工具,以提高自己的技术水平。

基于ANSYS的齿轮仿真分析

基于ANSYS的齿轮仿真分析

基于ANSYS的齿轮仿真分析齿轮是一种常见的机械传动元件,广泛应用于工业生产中的各种机械设备中。

齿轮的工作性能直接影响着整个传动系统的性能和可靠性。

为了确保齿轮的正常工作和延长使用寿命,需要对齿轮进行仿真分析。

本文将介绍基于ANSYS软件的齿轮仿真分析方法和流程。

首先,进行齿轮的几何建模。

使用ANSYS软件中的几何建模工具,根据实际齿轮的参数进行几何建模。

包括齿轮的齿数、模数、齿宽等参数。

建立三维模型后,对齿轮进行网格划分,生成有限元模型。

接下来,进行材料属性的定义。

根据实际齿轮的材料,定义材料属性。

包括弹性模量、泊松比、材料密度等参数。

这些参数将被用于后续的载荷和刚度分析。

然后,进行齿轮的载荷分析。

齿轮在工作过程中受到来自外界的载荷作用,主要包括径向力、切向力和轴向力等。

通过ANSYS中的载荷工具,对齿轮进行载荷加载。

可以根据实际工况设置载荷大小和方向。

进行齿轮的接触分析。

齿轮的接触是齿轮传动中的重要性能指标之一、通过ANSYS中的接触分析工具,可以计算齿轮接触面上的应力分布、接触区域和接触压力等参数。

这些参数对于齿轮的寿命和工作性能有重要影响。

进行齿轮的动力学分析。

齿轮在传动过程中会产生振动和噪声。

通过ANSYS中的动力学分析工具,可以计算齿轮的振动模态、固有频率和振动幅度等参数。

这些参数对于齿轮的运行平稳性和噪声控制有重要意义。

最后,进行疲劳分析。

齿轮在长时间使用过程中,容易出现疲劳破坏。

通过ANSYS中的疲劳分析工具,可以预测齿轮的寿命和疲劳破坏位置。

通过疲劳分析结果,可以调整齿轮的设计参数,提高其工作寿命。

综上所述,基于ANSYS的齿轮仿真分析包括几何建模、材料属性定义、载荷分析、接触分析、动力学分析和疲劳分析等步骤。

通过这些分析,可以评估齿轮的工作性能,指导齿轮的设计和改进。

同时,齿轮仿真分析可以帮助优化整个传动系统的工作性能和可靠性,提高机械设备的制造水平和整体效益。

ANSYS仿真分析作业

ANSYS仿真分析作业

ANSYS仿真分析作业ANSYS仿真分析是一种通过计算机模型和数值方法来模拟和预测物理过程的技术。

它可以帮助工程师优化设计、提高产品性能、预测产品寿命、降低成本和减少开发周期。

ANSYS仿真分析可以应用于各种工程领域,包括机械工程、电气工程、土木工程、航空航天工程等。

在机械工程中,ANSYS仿真分析可以模拟机械零件的应力、应变、变形、振动等特性。

通过这些分析,工程师可以评估零件的可靠性、确定最佳材料和设计参数,并优化零件的结构。

在电气工程中,ANSYS仿真分析可以模拟电路、电磁场、电动机、变压器等电气设备的性能。

通过这些分析,工程师可以优化电路的布局、提高电气设备的效率、解决电磁干扰问题等。

在土木工程中,ANSYS仿真分析可以模拟建筑物、桥梁、大坝等结构的应变、变形、破坏等特性。

通过这些分析,工程师可以优化结构的设计、确保结构的稳定性和安全性,以及评估结构在极端负载下的行为。

在航空航天工程中,ANSYS仿真分析可以模拟飞机、航天器、火箭等系统的气动特性、结构特性等。

通过这些分析,工程师可以优化飞行器的设计、提高飞行器的性能、降低燃料消耗等。

下面我将介绍两个案例研究,以帮助读者更好地理解ANSYS仿真分析的应用。

首先是汽车碰撞仿真。

工程师可以使用ANSYS仿真分析来模拟汽车碰撞时的应力和变形情况,以预测汽车的安全性能。

通过这些分析,工程师可以评估不同设计对碰撞能量吸收和乘员保护的影响,并优化汽车的结构,提高碰撞安全性。

另一个案例是风力发电机叶片的优化设计。

工程师可以使用ANSYS仿真分析来模拟风力发电机叶片在风载荷下的应力和变形情况,以评估叶片的性能。

通过这些分析,工程师可以优化叶片的结构和材料,提高叶片的效率和寿命。

总结起来,ANSYS仿真分析是一种强大的工程工具,可以在不同领域中应用。

它可以帮助工程师优化设计、提高产品性能、预测产品寿命、降低成本和减少开发周期。

希望这篇文章可以为读者对ANSYS仿真分析有一个初步的了解,并鼓励他们在自己的工作中应用这一技术。

基于ANSYS的压电堆执行器仿真分析

基于ANSYS的压电堆执行器仿真分析

基于ANSYS的压电堆执行器仿真分析ANSYS是一种广泛应用于工程领域的仿真分析软件,其中包括压电堆执行器仿真分析。

这篇文章将介绍如何使用ANSYS对压电堆执行器进行仿真分析。

压电堆执行器是一种能够将电能转换为机械能的设备,它利用压电效应来实现这一转换。

压电材料在某些条件下可以产生电场,这个电场的方向与施加在压电材料上的压力方向相反。

利用这个效应,可以将电能转换成机械能。

首先,在ANSYS中创建一个仿真模型。

在这个模型中,需要建立一个三维模型来表示压电堆执行器的结构。

使用ANSYS中的建模工具可以轻松地建立模型。

同时,还需要为模型指定材料属性和物理特性,这些属性直接影响到仿真结果的准确性。

接下来,将应用一些压力或电场力对压电堆执行器的模型进行初始加载。

这些加载可以用来模仿实际工作条件下的压力或电场。

在压电堆执行器的实际工作中,通常需要对其进行精确的控制,这就需要对其响应进行仿真分析。

基于加载的压力或电场,ANSYS将生成结构的初始形状。

然后,可以对这个初始形状施加额外的加载,比如在压电堆执行器上施加更强的电场或扭矩。

这样,将会生成一个新的形状,并在ANSYS中报告出相应结果。

当进行仿真分析时,ANSYS可以生成各种类型的图形和图像,以帮助工程师更好地理解和解释结果。

这些结果可以帮助开发人员优化设计并确认执行器的性能。

在结果处理的过程中,可以对不同方面的结果进行分析,比如力学应力、变形等。

可以运用ANSYS的高级分析工具,包括热力学和电气气动学来进一步优化设计。

综上所述,ANSYS是一种强大的分析工具,可以用于压电堆执行器仿真分析。

通过创建一个三维模型,施加加载并对结果进行分析,可以帮助工程师更好地理解执行器的性能,从而优化设计。

除了在ANSYS中进行初始建模和仿真分析外,还可以使用该软件进行优化设计。

在压电堆执行器优化设计过程中,工程师可以使用ANSYS中的优化器来寻找最佳参数组合。

通过改变不同参数,比如材料类型、厚度等,可以调整执行器的性能。

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Preprocessor > -Meshing-
Size Cntrls > -SmartSizeAdv Opts...)中提供.
您可以使用MeshTool菜单条 或采用smrt,off命令关闭智 能网格划分.
智能网格划分
资料仅供参考
使用智能网格划分:
导出MeshTool菜单条 (Preprocessor > MeshTool), 打开智能网格划分, 设置需要的尺 寸级别. 或使用 SMRT,level 命令 尺寸级别的范围从 1 (精细) 到10 (粗糙). 缺省 级别为 6.
个单元刚度的1/2,而不是取1/2的单元的全部强度
3、用对称法分析时应当使对称面不在最大应力处
材料类型
资料仅供参考
主要包括:
1、各向同性材料(材料在任意一点沿任何方向的性
能(力学、热学)均相同,包括所以金属材料)
2、各向异性材料(包括木材,合成纤维复合材料)
3、复合材料(两种或者两种以上的材料混合的到的
如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和 REAL=1作 为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和 MAT 进行网格操作.
定义属性
资料仅供参考
为实体模型指定属性
1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.
2. 然后使用 网格工具的“单元属 性” 菜单条 (Preprocessor > MeshTool):
4、局部结构:将工程中的较大零件的某个集中受力的 局部划分出来进行分析
5、对称性的利用。
资料仅供参考
结构类型所对应的几何模型形式
资料仅供参考对称分析时取载
荷的1/2
2、若对称面上存在板或者梁,则离散板和梁的单元
所有结点均位于对称面上,这时板或梁单元的刚度应取整
线尺寸 [LESIZE] 级别较高.
若指定了总体单元尺寸, 它将用于 “未给 定尺寸的” 线.
缺省的单元尺寸 [DESIZE]仅在未指定 ESIZE时用于 “未给定尺寸的” 线上.
(智能网格划分 无效.)
网格控制
资料仅供参考
总体单元尺寸
您可以为整个模型指定最大的单元边长 (或 每条线的份数):
4. 在后续的对话框,将属性设置为 “All to current.”
单元控制
资料仅供参考
指定尺寸和形状控制
这是映射网格划分3个步骤中的第2步.
选择单元形状非常简单. 在 MeshTool中, 对面的网格划分选择 Quad,对体的网格 划分选择 Hex, 点击 Map.
其中通常采用的尺寸控制和级别如下:
目可能很多.
映射网格
资料仅供参考
+ 通常包含较少的单元数量.
+ 低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较 少.
– 面和体必须形状 “规则”, 划分的网格必须满足一定的准 则.
所以并不是单元数多,单元阶次高就好。
结构处理方法
资料仅供参考
1、降维处理:将实体单元转化为二维平面单元或转化 为杆或者梁单元
2、细节简化:将 不必要的细节忽略(对整体分析影响 不大或离关键部位较远)
3、形式变换:将某些形状多样,难于进行网格划分的 实体单元进行转换为容易操作的实体类型,如将加强筋转 换为平面单元进行分析
资料仅供参考
单元形状和网格划分
.
定义属性
资料仅供参考
在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性.
在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作
中重新设置属性. 由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对
所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优
越.
清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.
您可以采用 DESIZE 命令或 Preprocessor > -MeshingSize Cntrls > -Global- Other 调节缺省的尺寸规格.
网格控制
资料仅供参考
如图所示为采用不同的 SmartSize尺寸级别进行四 面体网格划分的例子.
高级的 SmartSize 控制, 如 网格扩张和过渡系数在 SMRT 命令 (或
征是: 小变形 弹性范围内的应变和应力 没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。
应力
弹性模量 (EX)
应变
分析类型
资料仅供参考
如果加载引起结构刚度的显著变化,必须进行非线性分析。引起 结构刚度显著变化的典型因素有: 应变超过弹性范围(塑性) 大变形,例如承载的鱼竿 两体之间的接触
应力
应变
线尺寸
控制线上单元尺寸:
Preprocessor > MeshTool > Size Controls: Lines [Set]
或 LESIZE 命令 或 Preprocessor > -Meshing-
Size Cntrls > -Lines不同的线可以有不同的 LESIZE. 指定尺寸可以是 “硬的” 或 “软的.” “硬的” 尺寸即使在智能网格划分
在 智能网格划分 打开时, ESIZE 充当 “向 导,” 但为了适应线的曲率或几何近似指定 的尺寸可能无效.
网格控制
资料仅供参考
缺省尺寸
如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将根
据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等.
用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格划 分也可使用.
如果施加的荷载随时间快速变化,则惯性力和阻尼力通常是重要的 因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析
如果在相对较长的时间内载荷是一个常数,请选择静态分析。 否则,选择动态分析 总之,如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3,则可以进行静 力分析。
分析类型
资料仅供参考
线性与非线性分析的区别 线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特
资料仅供参考
模型精度的保证
误差的来源:
1、 模型误差
2、 计算误差
模型误差
1、离散误差
2、边界误差
3、单元形状误差
计算误差
1、舍入误差
2、截断误差
截断误差除与计算方式有关外,还与模型的大小有关
误差的解决
资料仅供参考
提高单元的阶次 增加单元数量 划分规则的单元形状 建立与实际工况相符的边界条件 减小模型的大小 注意:当单元数和节点数增高时计算的累计误差也会增加,
打开时也将被网格划分器采用. 在 所有其它尺寸控制最优先. “软的” 尺寸在智能网格划分打开 时可能无效. 您也可以指定一个边长比例 — 最后一 个分割与第一个分割的比率. 使网格偏 向线的一端或中间.
对 “软的”选是 对 “硬的”选否
自由网格
资料仅供参考
+ 易于生成; 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体. – 体单元仅包含四面体、三角形网格, 致使单元数量较多. – 仅高阶 (10-节点) 四面体单元较满意, 因此DOF(自由度)数
Preprocessor > Meshing>Mesh Attributes... 或使用 TYPE, REAL, 和 MAT 命令 3. 仅修改使用上述设置属性的单元的属性: 使用 EMODIF,PICK 命令或选择 Preprocessor >Modeling>
Move/Modify > -Elements- Modify Attrib 拾取需要的单元
选择实体类型后按 SET键.
拾取您想要指定属性的实体.
在后续的对话框设置适当的属 性.
或 选择需要的实体,使用 VATT, AATT, LATT, 或 KATT 命令.
3. 当您为实体划分网格时, 它的属 性将自动转换到单元上.
单元属性
资料仅供参考
修改单元属性
1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2. 激活需要的TYPE, REAL, 和 MAT设置的组合:
三维壳单元和三维实体单元之间的自由度并不完全相同,这是因 为壳单元的 ROTZ自由度与平面旋转刚度有关,而此刚度是虚拟 的刚度,所以壳单元ROTZ自由度不是真实的,(SHELL43HE 和SHELL63单元(两者的KEYOPT(3)=2,AllMan的旋转自由 度被激活是是例外),因此三维梁单元和三维壳单元相连时引起 对应的自由度不协调
单元属性
资料仅供参考
您可以激活属性编号校核单元属性 :
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
网格划分
资料仅供参考
网格划分包含以下3个步骤 : 定义单元属性
(Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes → ) 指定网格的控制参数
ESIZE,SIZE
或 Preprocessor > MeshTool > “Size Controls - Global” [Set]
或 Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > -Global- Size
可单独使用或与 智能网格划分联合使用.
单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用 相同的单元尺寸对体 (或面) 划分网格.
新的材料,一般包括单层和多层)
模型的建立
资料仅供参考
注意:不能使用镜面对称技术(ARSYSM,LSYMM)来 映射圆、圆柱、圆锥或球面到对称平面的另一边,因为每 个实常数的设置不能同时赋给多个基本原型段
单元
资料仅供参考
注意:1、实体单元不能施加棱边载荷
2、轴对称单元不能施加面载荷
3、杆单元上不能施加结点力矩和扭矩
资料仅供参考
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