ansys多工况组合
拓扑优化简介及在ansys软件中的实现

经常出现多孔材料、棋盘格现象、网格依赖性和局部极值问
题等数值计算问题
ANSYS TRAINING
拓扑优化概述
依赖于单元的伪密度来决定材料 去留,0 (去掉) 、1 (保留)
可用来解决以下问题:
(1) 体积约束下的最大刚度设计:以柔顺度为目标函数,体积为 约束函数;
(2) 刚度约束下的最小体积优化:以体积为目标函数,刚度为约 束函数;
节点集合的建立
ANSYS TRAINING
实例讲解
6.求解
(1)指定体积减少量
Topological Opt > -Set Up- Basic Opt
(2)开始优化
Topological Opt > Run (输入迭代数)
7.查看求解结果
• General Post Proc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu Nodal Solution > Topological Optimization Densities • Topological Opt >Plot Densities
TYPE 1 elements
ansys多工况组合

ANSYS荷载工况组合计算实例•1相关命令• 1.1 LCDEF• 1.2LCFACT• 1.3SUMTYPE• 1.4LCOPER• 1.5LCASE1• 1.6LCWRITE• 1.7其他命令•2实例在实际工程计算中,往往需要分析多种不同荷载组合总用下的结构响应,比如恒载、活荷载、风荷载等的组合,有些是荷载位置不同,有些则是荷载大小差异。
ANSYS做不同荷载工况组合分析,要么是每一种工况用单独的APDL进行运算,每个工况一套文件;要么就是利用分析结果,在一个计算文件中,用不同的荷载步定义荷载组合,再用工况组合功能来实现我们的分析目标。
下面总结一下实现荷载工况组合的方法1.相关命令1.1. LCDEFLCDEF, LCNO, LSTEP, SBSTEP, KIMG 从结果文件中创建一个工况其中常用参数为:LCNO工况编号,是1~99之间的一个数字,作为指针,将工况与计算文件中的荷载步和荷载子步联系起来LSTEP用于定义工况的荷载步SBSTEP用于定义工况的荷载子步,默认为荷载步的最后一个子步KIMG用于复数分析,0-用实部;1-用虚部1.2.LCFACTLCFACT, LCNO, FACT 定义工况的分项系数其中,Lcno为工况编号,fact为分项系数1.3.SUMTYPESUMTYPE, Label 为工况组合设置数据组合类型Lable参数有两个选项,分别为•COMP—Combine element component stresses only. Stresses such as average nodal stresses, principal stresses, equivalent stresses, and stress intensities are derived from the combinedelement component stresses. Default. 此选项为只将单元应力进行组合,节点平均应力、主应力、等效应力等则从组合后的单元应力中求解(不知道这样理解是否合适呢。
不同工况下采煤机摇臂壳体静力学的分析

引言采煤机是进行煤矿综采的重要设备,我国有大量的煤矿采用采煤机进行自动化作业,采煤机工作的稳定性对我国煤炭开采的效率和产量均具有重要的影响。
由于采煤机在井下作业环境的复杂性,对于采煤机的设计使用往往采用较大的冗余度来保证采煤机的可靠性,这种方式容易造成采煤机的结构过于笨重,造成了采煤机生产成本的增加及资源的浪费[1]。
随着计算机技术的不断发展,采用CAE 技术进行采煤机等各类采煤机械的设计成为主流。
采用CAE 技术对采煤机的结构进行仿真分析,可以提高采煤机设计的稳定性,同时,针对采煤机的结构进行特定的分析,可以优化采煤机的结构,避免资源的浪费,降低采煤机的制造成本。
1采煤机摇臂壳体的建模采煤机进行作业时,由摇臂和滚筒组成截割机构,截割机构通过滚筒的旋转实现对煤层的切割,而摇臂依据煤层的不同对滚筒的位置进行调节,改变滚筒的姿态,最大程度地提升截割的效率。
采煤机摇臂对滚筒的调节通过安装在摇臂壳体上的减速器及传动机构实现,摇臂壳体作为主要的承载部件,同时对减速器、传动系统及密封件等进行支撑。
摇臂壳体的性能对于摇臂的调节作用具有重要的影响[2],是采煤机的关键零部件,并且由于壳体的承载较大,是采煤机的易损零部件,因此,在设计过程中,对于摇臂壳体常采用较大的安全系数来保证壳体的稳定性。
由于采煤机摇臂壳体的结构对采煤机截割机构的截割效率及性能具有重要的影响,因此,对于摇臂壳体的受力进行仿真分析[3],并对壳体的结构进行优化设计十分必要。
摇臂壳体采用主体和板件焊接而成,对壳体的结构进行建模分析,由于摇臂壳体的结构较为复杂,在建模过程中,要对壳体的结构进行一定的简化。
由于焊缝处的强度和板件一致,在建模过程中,忽略焊缝的影响,并对于壳体的细小结构进行简化处理,采用SolidWorks 进行壳体三维模型的建立,得到摇臂壳体的模型如图1所示。
建立摇臂壳体的三维模型之后,将其导入到有限元分析软件ANSYS Workbench 中进行静力学分析。
基于ANSYS中随动橡胶圈的有限元分析

基于ANSY S 中随动橡胶圈的有限元分析高喜玲(河南工程技术学校,河南焦作454000)摘要:常规型井口光杆密封装置的胶皮闸门是固定件,要实现井口密封装置的随动对中,就必须解除固定胶皮闸门的约束,设计出能够实时跟踪光杆运动的随动胶皮闸门组件,通过该部分组件的作用可使密封装置密封主体能够跟踪光杆的运动,调偏自如,随着杆的移动、振动,可在任意方向内进行动态补偿,随动体是重要部件,采用的是橡胶材料,由于操作频繁,橡胶内膜成为易损件,所以随动件的性能直接影响到该装置的寿命,一旦橡胶内膜损坏,不仅会造成停工,而且容易引发事故。
所以通过有限元分析来优选橡胶材料及结构参数,就显得非常必要。
关键词:随动;建模;应力分析;有限元中图分类号:TH11711 文献标志码:A 文章编号:100320794(2008)0520079203B ased on ANSY S with Rubber Ring of Finite E lement AnalysisG AO Xi -ling(Henan Engineering T echnical School ,Jiaozuo 454000,China )Abstract :Wellhead conventional type of rod sealing device rubber gate is fixed pieces ,in order to attain the wellhead sealing device with the right dynamic ,must lift gate fixed rubber restraints ,designed to track real -time m ovement of rod with the gates of rubber com ponents ,the com ponents through the role of sealing device will be the main seal tracking rod m ovement ,offset com fortable with the shot migration ,vibration ,in any direction within the dynamic com pensation ,with the dynamic is an im portant com ponent is used in rubber materials because users frequently ,rubber endometrial become fragile pieces.With the m oving parts of a direct im pact on the life of the device once rubber endometrial damage ,it will not only cause suspension ,and could easily trigger accidents.S o by finite element analysis and structural optimization rubber material parameters ,it is very necessary.K ey w ords :following ;m odeling ;stress analysis ;finite element0 前言由于抽油机制造、安装误差及抽油机受力变形、地基下沉等原因使光杆轴线与井口装置轴线间形成固定偏移及随机偏移,造成密封装置严重偏磨。
ANSYS APDL中的求解Solution命令汇总(各工况的载荷定义与求解)

2.6。
Solution命令这类命令加载并求解模型。
命令按功能分组:表2.48:常规分析选项 (2)表2.49:非线性选项 (4)表2.50:动态选项 (5)表2.51:频谱选项 (6)表2.52:加载步骤选项 (8)表2.53:固体约束 (8)表2.54:实体模型力 (9)表2.55:固体表面载荷 (9)表2.56:固体载荷 (9)表2.57:惯性载荷 (10)表2.58:其他负载 (11)表2.59:加载步骤操作 (12)表2.60:主自由度 (12)表2.61:间隙条件 (12)表2.62:重新分区 (12)表2.63:2-D到3-D分析 (13)表2.64:生与死选项 (13)表2.65:有限元约束 (13)表2.66:有限元节点力 (14)表2.67:有限元表面载荷 (14)表2.68:有限元体载荷 (15)表2.69:海洋载荷 (15)表2.70:状态命令 (16)表2.71:光能传递 (16)表2.72:增材制造 (17)表2.48:常规分析选项这些SOLUTION命令可设置常规分析选项。
ABEXTRACT提取用于瑞利阻尼的alpha-beta阻尼乘数。
ACCOPTION指定GPU加速器功能选项。
ADAMS执行解决方案并将弹性体信息写入模态中间文件。
ANTYPE指定分析类型和重新启动状态。
ASCRES指定声散射分析的输出类型。
ASOL激活指定的声学解决方案。
BCSOPTION设置稀疏求解器的内存选项。
CECHECK检查约束方程和刚体的耦合运动。
CHECK检查当前数据库项目的完整性。
CINT定义与轮廓积分计算相关的参数。
CMATRIX执行静电场解决方案,并计算多个导体之间的自电容和互电容。
CMSOPT指定组件模式综合(CMS)分析选项。
CNCHECK提供和/或调整接触对的初始状态。
CNKMOD修改接触单元的关键选项。
CNTR将接触对信息输出到文本文件。
CUTCONTROL在非线性解决方案中控制时间步缩减。
ansys通用后处理

• 通过画出结构能误差的等值线图,可显示误差较大的区域 -- 这些区 域需要网格加密。
• 画出所有单元的应力偏差图,可给出每个单元的应力误差值。 (平均 应力和非平均应力不同)
后处理
.误差估计
• 误差估计 仅在 POST1中有效且仅适用于 : – 线性静力结构分析和线性稳态热分析 – 实体单元 (2-D 和 3-D) 和壳单元 – 全图形模式 (非 PowerGraphics) 如果这些条件不能够满足, ANSYS 会自动关闭 误差估 计计算.
为缺省值.
后处理
.路径操作
2. 将数据映射到路径上 – General Postproc > Path Operations > Map onto Path… (或 PDEF
命令) • 选定需要的量, 诸如 SX. • 为选定的量加入一个用于绘图和列表的标签.
– 如果需要,您可以显示这一路径. • General Postproc > Path Operations > Plot Paths • (或键入命令 /PBC,PATH,1 续之以 NPLOT 或 EPLOT命令)
后处理
…结果坐标系
• 将结果坐标系变成不同的坐标系统, 使 用: – General Postproc > Options for Outp… – 或 RSYS 命令
后续的等值图, 列表, 查询拾取等,将显示该坐标系下的 结果值.
缺省 方位 RSYS,0
局部柱坐标系 RSYS,11
总体柱坐标系 RSYS,1
PowerGraphics 关闭
检查网格精度
Ansys 荷载组合

Ansys 荷载组合1,几何模型(beam3和beam54)建立后,定义所需的element table,主要包括杆端力和最大应力,最小应力等。
然后保存数据库。
分别施加四种荷载的标准值(不乘分项系数),并分别存成四个load step file。
2,使用solution->from ls files,求解四种荷载3,荷载组合,命令流如下:/post1lcdef,1,1lcdef,2,2lcdef,3,3lcdef,4,4 !定义四种工况,分别为四种荷载下的计算结果lcfact,1,1.2lcfact,2,1.4lcfact,3,1.19lcfact,4,1.4 !指定各工况的组合系数lcase,1 !读入工况1,database=1sumtype,prin !指定加操作的对象lcoper,add,2 !荷载组合,database=database+2lcoper,add,4 !荷载组合,database=database+4lcoper,lprin !计算线性主应力lcwrite,11 !把database结果写到工况11,即恒荷载+活荷载+吊车荷载的结果lcase,1lcfact,2,1.19lcfact,4,1.19 !改变组合系数sumtype,prinlcoper,add,2lcoper,add,3lcoper,add,4lcoper,lprinlcwrite,12 !把database结果写到工况12,即恒荷载+活荷载+吊车荷载+风荷载的结果!... ...其他荷载组合!之后使用lcase,n 就可调入工况n,并查看它的变形和内力!可使用如下命令流得到工况11和12,13的较大者99,进而查看最大应力lcase,11lcase,min,12lcase,min,13lcwrite,98lcase 98!查看工况98的应力分布... ...lcase,11lcase,max,12lcase,max,13lcwrite,99lcase 99!查看工况99的应力分布... ...以下为定义和读取荷载工况用到的一些命令:LCDEF_从结果文件中的一列结果产生荷载工况LCDEF, LCNO, LSTEP, SBSTEP, KIMGLCNO:随意的指针数(1-99),要赋给LSTEP,SBSTEP和FILE命令指定的荷载工况。
Ansys荷载和工况组合

以特性而言,负载可分为六大类:DOF约束、力(集中 载荷)、表面载荷、体积载荷、惯性力有耦合场载荷。 DOF constraint (DOF约束)将给定某一自由度用一已知值。 例如,结构分析中约束被指定为位移和对称边界条件;在 热力学分析中指定为温度和热通量平行的边界条件。 Force(力)为施加于模型节点的集中荷。如在模型中被指定 的力和力矩。 Surface load(表面载荷)为施加于某个面的分布载荷。例如 在结构分析中为压力。 Body load(体积载荷)为体积的或场载荷。在结构分析中为 温度和fluences。 Interia loads(惯性载荷)由物体惯性引起的载荷,如重力和 加速度,角速度和角中速度。 Coupled-field loads(耦合场载荷)为以上载荷的一种特殊情 况,从一种分析得到的结果用作为另一种分析的载荷。
东南大学土木学院秦卫红
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1)在Main Menu | Solution | Define Loads菜单中选 择载荷操作,如:Apply(施加),Delete(删 除),Operate(对载荷进行运算)等; (2)选择载荷形式,如:Displacement(位移)、 Force/Moment(力和力矩)、Pressure(压力)、 Temperature(温度)等; (3) 选择加载的对象,如:On Keypoints(关键 点)、On Lines(线)、On Areas(面)、On Nodes(节点)和On Elements(单元)等; (4)指定载荷的方向和数值。
东南大学土木学院秦卫红 17
2012/12/24
结构分析中用于加载的各种命令
2012/12/24
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ANSYS荷载工况组合计算实例•1相关命令• 1.1 LCDEF• 1.2LCFACT• 1.3SUMTYPE• 1.4LCOPER• 1.5LCASE1• 1.6LCWRITE• 1.7其他命令•2实例在实际工程计算中,往往需要分析多种不同荷载组合总用下的结构响应,比如恒载、活荷载、风荷载等的组合,有些是荷载位置不同,有些则是荷载大小差异。
ANSYS做不同荷载工况组合分析,要么是每一种工况用单独的APDL进行运算,每个工况一套文件;要么就是利用分析结果,在一个计算文件中,用不同的荷载步定义荷载组合,再用工况组合功能来实现我们的分析目标。
下面总结一下实现荷载工况组合的方法1.相关命令1.1. LCDEFLCDEF, LCNO, LSTEP, SBSTEP, KIMG 从结果文件中创建一个工况其中常用参数为:LCNO工况编号,是1~99之间的一个数字,作为指针,将工况与计算文件中的荷载步和荷载子步联系起来LSTEP用于定义工况的荷载步SBSTEP用于定义工况的荷载子步,默认为荷载步的最后一个子步KIMG用于复数分析,0-用实部;1-用虚部1.2.LCFACTLCFACT, LCNO, FACT 定义工况的分项系数其中,Lcno为工况编号,fact为分项系数1.3.SUMTYPESUMTYPE, Label 为工况组合设置数据组合类型Lable参数有两个选项,分别为•COMP—Combine element component stresses only. Stresses such as average nodal stresses, principal stresses, equivalent stresses, and stress intensities are derived from the combined element component stresses. Default. 此选项为只将单元应力进行组合,节点平均应力、主应力、等效应力等则从组合后的单元应力中求解(不知道这样理解是否合适呢。
) •PRIN—Combine principal stress, equivalent stress, and stress intensity directly as stored on the results file. Component stresses are not available with this option.对主应力、等效应力、应力强度等直接根据结果文件进行组合。
所以平时在计算主应力等结果时候多用次选项。
1.4.LCOPERLCOPER, Oper, LCASE1, Oper2, LCASE2 对荷载工况进行操作Oper•ZERO—Zero results portion of database (LCASE1 ignored).结果数据库中为零的部分?•SQUA—Square database values (LCASE1 ignored).数据结果取平方•SQRT—Square root of database (absolute) values (LCASE1 ignored).结果数据开平方根•LPRIN—Recalculate line element principal stresses (LCASE1 ignored). Stresses are as shown for the NMISC items of the ETABLE command for the specific line element type.计算线性主应力•ADD—Add LCASE1 to database values.将工况1增加到求解数据库中•SUB—Subtract LCASE1 from database values.将工况1从求解数据库中删除•SRSS—Square root of the sum of the squares of database and LCASE1.将求解数据库和工况1之和进行开平方•MIN—Compare and save in database the algebraic minimum of database and LCASE1.将数据库和工况1中的代数比较小者存入现有数据库•MAX—Compare and save in database the algebraic maximum of database and LCASE1.将数据库和工况1中的代数较大者存入现有数据库•ABMN—Compare and save in database the absolute minimum of database and LCASE1 (based on magnitudes, then apply the corresponding sign).将数据库和工况1中绝对值较小者存入现有数据库•ABMX—Compare and save in database the absolute maximum of database and LCASE1 (based on magnitudes, then apply the corresponding sign).将数据库和工况1中绝对值较大者存入现有数据库1.5.LCASE1First load case in the operation (if any). See LCNO of the LCDEF command. If ALL, repeat operations using all selected load cases .工况运算的第一个工况,由LCDEF命令指定,如果为all,则对所有已选择的工况重复命令。
Oper2MULT—乘法运算: LCASE1*LCASE2CPXMAX—此选项用于复数运算,将工况1作为实部,工况2作为虚部。
This option does a phase angle sweep to calculate the maximum of derived stresses and equivalent strain for a complex solution where LCASE1 is the real part and LCASE2 is the imaginary part. The Oper field is not applicable with this option. Also, the LCABS and SUMTYPE commands have no effect on this option. The value of S3 will be a minimum. This option does not apply to derived displacement amplitude (USUM). Load case writing (LCWRITE) is not supported. See POST1and POST26 – Complex Results Postprocessing in the Mechanical APDL Theory Reference for more information.LCASE2Second load case. Used only with Oper2 operations.1.6.LCWRITELCWRITE, LCNO, Fname, Ext, —创建工况文件其中lcno为工况编号,fname和ext分别为工况文件名称和后缀名1.7.其他命令•lCDEF,ERASE来删除所有的荷载工况指针和所有的荷载工况文件•LCDEF,LCNO,ERASE删除指定的荷载工况指针LCNO(和相应的文件)。
•LCDEF,STAT查看所有选定的荷载工况(LCSEL)的状态•LCDEF,STAT ,ALL查看所有荷载工况的状态•LCSEL, Type, LCMIN, LCMAX, LCINC 选择指定编号的工况2.实例首先要说明,这个悬臂梁实例本身没有任何工程意义,只是用来熟悉一下相关操作而已。
为了便于理解,实例中只有两个荷载工况,分别为向上的集中力和向下的均布荷载,实际情况可能比实例中更复杂,就需要具体问题具体分析了。
/悬臂梁简单模型finish/clear/prep7et,1,188mp,ex,1,2.1e5mp,prxy,1,0.3sectype,1,beam,I,,0secdata,0.5,0.5,0.7,0.05,0.05,0.05k,1,k,2,10k,3,,20l,1,2latt,1,1,1,,3,,1lesize,all,1lmesh,all/solud,1,allf,2,fy,100lswrite,1fdele,all,allsfbeam,all,,pres,200,200 lswrite,2allsel,alloutpr,all,alllssolve,1,2,1 !对各荷载独立求解finish/post1/eshape,1plnsol,s,1对上述命令流进行改进,设置荷载组合:finish/clear/prep7et,1,188mp,ex,1,2.1e5mp,prxy,1,0.3sectype,1,beam,I,,0secdata,0.5,0.5,0.7,0.05,0.05,0.05k,1,k,2,10k,3,,20l,1,2latt,1,1,1,,3,,1lesize,all,1lmesh,all/solud,1,allf,2,fy,100lswrite,1fdele,all,allsfbeam,all,,pres,200,200lswrite,2allsel,alloutpr,all,alllssolve,1,2,1 !对各荷载独立求解finish/post1/eshape,1!plnsol,s,1/post1lcdef,1,1 !设定工况1=荷载步1,工况2=荷载步2lcdef,2,2!给两个工况设置不同的分项系数lcfact,1,1.2lcfact,2,1.4lcase,1 !读入工况1,database=1sumtype,prin !指定加操作的类型lcoper,add,2 !荷载组合,database=database+2lcoper,lprin !计算线性主应力lcwrite,11 !把database结果写到工况11,即1.2倍竖向力+1.4倍均布荷载lcase,1 !还可以重新读入工况1,database=1lcfact,1,2!重新定义分项系数lcfact,2,1.5sumtype,prinlcoper,add,2 !荷载组合,database=database+2lcoper,lprin !计算线性主应力lcwrite,12 !把database结果写到工况11,即2倍竖向力+1.5倍均布荷载lcase,1!载入工况1plnsol,s,1 !查看该工况下的结构响应荷载工况1的SX计算结果荷载工况2的SX计算结果ansys荷载工况组合若用ANSYS进行设计,往往要计算很多种工况组合,如果加载能分开加载独立计算然后结果叠加(仅限于弹性阶段)则效率可提高不少,下面推荐几个命令即可达到这种效果。