ansysworkbench有限元总结.docx
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Constant amplitude load Fully reversed(完全相反)恒定振幅载荷(比如对称循环载荷),线性linear,半对数曲线semi-log,对对数曲线log-log,Non-Constant amplitude load history data(历程数据)非恒定振幅载荷exterior[英][ɪkˈstɪəriə(r)][美][ɪkˈstɪriɚ]n.外部,外面,表面,外形,外观;外貌;[影视]外景,[戏,影视]户外布景;adj.外面的,外部的,外表上的,表面的;contoursn.外形,轮廓( contour的名词复数 );地图上表示相同海拔各点的)等高线;控制模型的云图显示方法wireframe[英][waɪəfreɪm][美][waɪəfreɪm]n.线框图;“Edges” 按钮允许用户显示未变形的模型或者划分网格的模型capped覆盖的 1. 通过选择“Probe” prəʊb] n.[医](对伤处等的)针探,探查;[医]探针,取样器;探头;探测仪;按钮,能够查询模型上的结果, 在模型上被查询的值处点击鼠标左键去添加一个注释. 使用“Label” 按钮去选择和删除不想要的注释。 2. 国标规定,对钢铁材料,应力循环次数采用107次,对有色金属材料采用108或更多的周次。 3. 《常用机械工程材料》碳素结构钢:Q235,优质碳素结构钢45,65Mn.45号钢的尺寸为25mm经过正火后的热处理σs=355MPa,σb=600MPa. 65Mn的尺寸为25mm经过正火后的热处理σs=430MPa,σb=735MPa. 4. 定义拓扑优化问题同定义其他线弹性结构问题做法一样。用户需要定义材料特性(弹性模量和泊松比,也许还有密度),选择拓扑优化合适的单元类型,生成有限元模型,并根据特定的拓扑优化问题需要的判据进行一下两种应用之一的分析。 1)施加载荷和边界条件做单载荷步或多载荷步线性结构静力分析; 2)施加边界条件,做模态分分析。 静力没时间概念 时间步(time step)就是荷载的计数不代表时间 “非比例”(Non-Proportional)。 5. Workbench中Import-*.x_t的格式。Workbench中实体默认的单元是10节点的四面体单元SOLID187和20节点的六面体单元SOLID186,壳用的4节点的四边形单元SHELL181,梁用2节点的梁单元BEAM188。 6. 在线性静力结构分析中,材料属性只需要定义杨氏(弹性)模量及泊松比。同时必须明白:1)假如有任何惯性载荷,必须定义材料的密度; 2)热膨胀系数和传热系数在热载荷的时候才需要确定; 3)若要进行疲劳分析,则需要Fatigue Module add_on license。 6 Workbench中对装配体定义的是对称接触,所谓不对称接触是指一个面为目标面,而另一个面为接触面,反之,当两面都为接触面或者目标面时则称为对称接触,因任何一边都可以渗透到另一边。Workbench中共有4种接触类型,分别是绑定(Bonded)、不分离(No-Separation)、无摩擦及粗糙接触。其中绑定和不分离接触是基础的线性行为,求解时仅需要迭代一次。无摩擦及粗糙接触是非线性行为,求解时需要迭代多次。需要注意:这都是基于小变形理论。 7 力载荷Force(N):力可以施加在结构的最外面,边缘或者表面。当一个力施加在两个同样的表面上时,每个表面将承受这个力的一半。 压力载荷Pressure:压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致。 轴承载荷Bearing Load:其仅适用于圆柱表面。其径向分量据投影面积来分布压力和载荷,而轴向载荷分量则沿着圆周均匀分布。一个圆柱表面只能施加一个轴承载荷,假如一个圆柱表面切分为两个部分,那么在施加轴承载荷的时候一定要保证这两个圆柱面都要选中。 远端载荷Remote Force:允yun许用户在面或者边上施加偏置的力。运用了理论力学中的平移定理,在某一面上加载了一个远端载荷后相当于在这个面上将得到一个等效的力加上由于偏置的力所引起的力矩,而这个力分布在表面上,但是包括由于力偏置而引起的外力偶矩。 力矩载荷Moment:对于实体,力矩可以施加在任意表面 8 Workbench中输出三个主应力,可选择Vector[vektə(r)]矢量 Principal主要,第一的,entities实体 Workbench边界约束:固定约束fixed support:在顶点、边缘或面上约束所有的自由度,对于实体限制x、y、z的平移;面体和线体:限制x ,y和z 方向上的移动和绕各轴的转动。 给定位移displacement:在顶点、边缘、面上给定已知的位移,允许在x、y、z方向给予强制位移,输入0代表此方向上即被约束,不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动。 无摩擦约束frictionless support:在面上施加法向约束(固定),切向、轴向自由。对实体而言 可以用于模拟对称边界约束 圆柱面约束cylindrical support施加在圆柱表面,用户可以指定是轴向,径向或者切向约束。– 为轴向、径向或切向tangential约束提供单独控制– 施加在圆柱面上 • 仅有压缩的约束:compression only support – 只能在正常压缩方向施加约束 – 可以模拟圆柱面上受销钉、螺栓等的作用 – 需要进行迭代(非线性)求解 • 简单约束:simply supported – 可以施加在梁或壳体的边缘或者顶点上 – 限制平移,但是所有旋转都是自由的 • 约束转动:fixed rotation – 可以施加在壳或梁的表面、边缘或者顶点上 – 约束旋转,但是平移不限制 9 ANSYS疲劳计算以 ASME 锅炉和压力容器规范 (ASME Boiler and Pressure Vessel Code) 第三节 (和第八节第二部分) 作为计算的依据,采用简化了的弹塑性假设和 Miner 累积疲劳准则。 Workbench可以输出export,文件类型excel file(.xls),生成报告并保存send to保存成word和ppt。 10 solidworks中有优化设计算例和S-N疲劳曲线(零件和特征-材料-材料对话框),在帮助里面,可以对第一、二、三主应力进行数据拟合,看他们的走向趋势。 11 Workbench中疲劳分析交变载荷时类型type为History Data(历程数据用于不定振幅载荷),并在History Data Location中指定文件为loadhistory.dat(位于模型文件夹里,复制到安装目录下)即loading-History Data Location D:ANSYS Inc\v130\aisol\Common Files\Language\en-us\Engineering Data\Load Histories\loadhistory.dat 12. 疲劳损伤积累理论(用于不定振幅载荷) 疲劳损伤积累理论认为:当零件所受应力高于疲劳极限时,每一次载荷循环都会对零件造成一定量的损伤,并且这种损伤是可以积累的,当损伤积累到临界值时,零件将发生疲劳破坏。疲劳损伤积累理论和计算方法很多,较重要的有线性和非线性疲劳损伤积累理论。线性疲劳损伤积累理论认为,每一次循环载荷所产生的疲劳损伤是相互独立的,总损伤是每一次疲劳损伤的线性累加,最具代表性的理论是帕姆格伦一迈因纳(Palmgren-Miner)定理。非线性疲劳损伤积累理论认为,每一次损伤是非独立的,每一次循环载荷形成的损伤与已发生的载荷大小及次数有关,其代表性的理论有柯尔顿(Corten)理论、多兰(Dolan)理论。另外还有其他损伤积累理论,但大多数是通过实验推导的经验或半经验公式。目前,应用最多的是线性疲劳损伤积累理论。 帕姆格伦一迈因纳(Palmgren Miner)定理设在载荷谱 该零件在给定载荷谱的作用下,可以承受6.238l03次循环。 13.疲劳,(静载荷)静应力应力循环比r=1,(恒定振幅载荷)脉动循环变应力r=0,(恒定振幅载荷)对称循环变应力r=-1,(非恒定振幅载荷)非对称循环变应力-1- 配套讲稿:
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