AnsysWorkbench静力分析讲义.pptx
《AnsysWorkbench静力分析讲义.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《AnsysWorkbench静力分析讲义.pptx(49页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、概要概要本章,将练习线性静力结构分析,模拟过程中包括:几何和单元组件和接触类型分析设置环境,如载荷和约束求解模型结果和后处理本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使用。尽管本章中讨论的一些选项可能需要更高级的许可,但都给了提示。第1页/共49页线性静态结构分析基础线性静态结构分析基础对于一个线性静态结构分析(对于一个线性静态结构分析(Linear Static Analysis),位移),位移x由由下面的矩阵方程解出:下面的矩阵方程解出:假设:假设:K 是一个常量矩阵是一个常量矩阵假设是线弹性材料行为假设是线弹性材料行为使用小变形理论使用小变形理论可
2、能包含一些非线性边界条件可能包含一些非线性边界条件F是静态加在模型上的是静态加在模型上的不考虑随时间变化的力不考虑随时间变化的力不包含惯性影响不包含惯性影响(质量、阻尼)(质量、阻尼)记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动态分记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动态分析在后面章节讲解。析在后面章节讲解。第2页/共49页A.几何模型几何模型在结构分析中,可能模拟各种类型的实体。对于面实体,在Details of surface body中一定要指定厚度值。线实体的截面和方向,在DesignModeler里进行定义,并自动导入到Simulation(模拟
3、)中。第3页/共49页 质量点质量点在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体:在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体:质量点只能和面一起使用。质量点只能和面一起使用。它的位置可以通过下面任一种方法指定:它的位置可以通过下面任一种方法指定:用户自定义的坐标系中指定(用户自定义的坐标系中指定(x,y,z)坐标值坐标值通过选择顶点通过选择顶点/边边/面指定位置面指定位置质量点只受包括加速度、重力加速度和角加速度的影响。质量点只受包括加速度、重力加速度和角加速度的影响。质量是与选择的面联系在一起的,并假设它们之间没有刚度。质量是与选择的面联系在一起的,并假设它们之间没有刚
4、度。不存在转动惯性不存在转动惯性第4页/共49页 材料特性材料特性在线性静态结构分析中需要给出杨氏模量和泊松比在线性静态结构分析中需要给出杨氏模量和泊松比:在在Engineering Data中输入材料参数中输入材料参数存在惯性时,需要给出材料密度存在惯性时,需要给出材料密度当施加了一个均匀的温度载荷时,需要给出热膨胀系数当施加了一个均匀的温度载荷时,需要给出热膨胀系数在均匀温度载荷条件下,不需要指定导热系数在均匀温度载荷条件下,不需要指定导热系数想得到应力结果,需要给出应力极限想得到应力结果,需要给出应力极限进行疲劳分析时需要定义疲劳属性进行疲劳分析时需要定义疲劳属性在许可协议中需要添加疲劳
5、分析模块在许可协议中需要添加疲劳分析模块第5页/共49页B.组件组件 实体接触实体接触在导入实体装配体时,在实体之间会自动创建接触对。在导入实体装配体时,在实体之间会自动创建接触对。面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配Contact 下的下的Tolerance controls(容差控制),可以让用户使用滚动条指定(容差控制),可以让用户使用滚动条指定自动接触检查的容差自动接触检查的容差第6页/共49页组件组件 实体接触实体接触在模拟中,每个接触对都要定义接触面和目标面:在模拟中,每个接触对都要定义接触面和目标面:接触区域的一个表面视作接触面
6、,另一表面即为目标面接触区域的一个表面视作接触面,另一表面即为目标面接触面不能穿透目标面接触面不能穿透目标面当一面被设计为接触面为另一面被设为目标面,这就是非对称接触当一面被设计为接触面为另一面被设为目标面,这就是非对称接触 如果两边互为接触面(如果两边互为接触面(C)和目标面()和目标面(T),那就叫对称接触),那就叫对称接触默认的实体组件间的接触是对称接触默认的实体组件间的接触是对称接触用户可以根据需要将接触类型改为非对称接触(用户可以根据需要将接触类型改为非对称接触(ANSYS Professional 或更高版本)或更高版本)对称接触非对称接触第7页/共49页组件组件 实体接触实体接触
7、可以使用的五种接触类型:可以使用的五种接触类型:Bonded 和和 No Separation 是线性接触并只需要一次是线性接触并只需要一次迭代迭代Frictionless,Rough 和和Frictional 是非线性接触并需是非线性接触并需要多次迭代要多次迭代非线性接触类存在一个非线性接触类存在一个Interface Treatment(界面处(界面处理)选项:理)选项:Offset:给初始调整指定一个:给初始调整指定一个0或非或非0的值的值Adjusted to Touch:ANSYS把间隔缩小到恰好接触的位把间隔缩小到恰好接触的位置置(ANSYS Professional 或更高版本)
8、或更高版本)第8页/共49页组件组件 实体接触实体接触界面调整选项:Offset:接触面在正向或相反方向上偏移一个指定的距离(可以程序设置偏移量)Adjusted to touch:不考虑实际的间距,把接触面移向目标面,给出一个初始接触TCCT第9页/共49页组件组件 实体接触实体接触Advanced 选项选项(更多细节参见第(更多细节参见第三章的三章的pinball区域的细节设置):区域的细节设置):Pin Ball Region:Inside pinball=near-field contactOutside pinball=far-field contact使求解器更有效的进行接触计算使
9、求解器更有效的进行接触计算对对ANSYS Professional 或更高版本或更高版本而言,支持壳体和实体的混合组件与更而言,支持壳体和实体的混合组件与更多的接触选项多的接触选项本例中,两部件间的间距比pinball区域大,故不会自动闭合它们键的间隔。第10页/共49页组件组件 点焊点焊Spot weld 提供了在分离点上连接壳体组件的方法:提供了在分离点上连接壳体组件的方法:Spotweld在在CAD软件中进行定义。目前,只有软件中进行定义。目前,只有 DesignModeler和和 Unigraphics 支持点焊定义(支持点焊定义(Spotweld)。第11页/共49页组件组件 接触总
10、结接触总结在模拟中可以使用的接触类和选项的总结:在模拟中可以使用的接触类和选项的总结:1 对于面边接触,面通常被设计为目标面而边被指定为接触面第12页/共49页C.分析设置分析设置details of Analysis Settings中提供了一般的求解过程控制:Step Controls(求解步控制):人工时间步控制和自动时间步控制指定分析中的分析步数目和每个步的终止时间在静态分析里的时间是一种跟踪机制(后面讨论)Solver Controls(求解控制):两种求解方式(默认是Program Controlled):直接求解(ANSYS中是稀疏矩阵法)迭代求解(ANSYS中是PGC(预共轭梯
11、度法).Weak springs:尝试模拟得到无约束的模型第13页/共49页.分析设置分析设置-Analysis Data ManagementAnalysis Data Management(分析数据管(分析数据管理器):理器):Solver Files Directory:给出了相关分析文:给出了相关分析文件的保存路径件的保存路径Future Analysis:指定求解中是否要进行后:指定求解中是否要进行后续分析(如预应力模型)。如果在续分析(如预应力模型)。如果在project schematic里指定了耦合分析,将自动设置该里指定了耦合分析,将自动设置该选项。选项。Scratch So
12、lver Files Directory:求解中:求解中的临时文件夹的临时文件夹保存保存 ANSYS DB 分析文件分析文件Delete Unneeded Files:在在Mechanical APDL中,可以选择保存所有文件以备后用中,可以选择保存所有文件以备后用Solver Units:Active System 或或 manual.Solver Unit System:如果以上设置是人工:如果以上设置是人工的,那当的,那当Mechanical APDL共享数据的时候,共享数据的时候,就可以选择就可以选择8个求解单位系统中的一个来保证个求解单位系统中的一个来保证一致性(在用户操作界面中不影
13、响结果和载荷一致性(在用户操作界面中不影响结果和载荷显示)显示)第14页/共49页.分析设置分析设置-分析步控制分析步控制Step Controls(分析步控制):在静态分析中允许设置多个分析步,并一步一步的求解。对于静态分析,终止时间被用作确定载荷步和载荷子步的追踪器。可以一个分析步一个分析步的查看结果。在给出的Tabular Data 里可以指定每个分析步的载荷值。在图形窗口中给出了时间和载荷值的关系图第15页/共49页.多个分析步多个分析步通过选择Analysis Type,然后选择Worksheet表单查看所有不同分析步。第16页/共49页求解完成后,可以选择需要的求解步,然后点击鼠标
14、右键选择Retrieve This Result,查看每个独立步骤的结果。.多个分析步多个分析步选择需要的求解步,然后点击鼠标右键选择Retrieve This Result第17页/共49页D.载荷和约束载荷和约束载荷和约束是以所选单元的自由度的形式定义的。实体的自由度是x,y 和 z方向上的平移(壳体还得加上旋转自由度,绕x,y 和z轴的转动)约束,不考虑实际的名称,也是以自由度的形式定义的。例如,在块体的Z面上施加一个光滑约束,表示它Z方向上的自由度不再是自由的(其它自由度是自由的)。UXUYUZ运动受限光滑面第18页/共49页.载荷和约束载荷和约束载荷类型:载荷类型:惯性载荷:惯性载荷
15、:这些载荷施加在整个模型上这些载荷施加在整个模型上对于惯性计算时需要知道密度对于惯性计算时需要知道密度这些载荷专指施加在定义好的质量点上的力这些载荷专指施加在定义好的质量点上的力(Point Masses)结构载荷:结构载荷:施加在系统部件上的力或力矩施加在系统部件上的力或力矩结构约束:结构约束:防止在某一特定区域上移动的约束防止在某一特定区域上移动的约束热载荷:热载荷:热载荷会产生一个温度场,使模型中发生热膨胀或热传导。热载荷会产生一个温度场,使模型中发生热膨胀或热传导。第19页/共49页 方向载荷方向载荷载荷和约束的方向分量可以在整体坐标系或局部坐载荷和约束的方向分量可以在整体坐标系或局部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- AnsysWorkbench 静力 分析 讲义
限制150内