Workbench12.0力学非线性_Diag
Workbench12.0力学非线性_procedure
In other cases, you must include special features:
– Elements with special properties (such as contact elements)
Covered in Chapter 3 & 4
– Nonlinear Material data (such as plastic stress-strain data)
ANSYS, Inc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - General Nonlinear Procedures
... Building a nonlinear model
– For large-deflection analyses, if elements may undergo some change in shape, this may reduce the fidelity of the solution – By using “Aggressive” shape checking, WB-Mechanical will ensure that the element quality is much better prior to solution in order to anticipate distortion of the element in the course of a large-strain analysis.
The quality of the “Standard” shape checking is suitable for linear analyses, so it does not need to be changed in linear analyses
ANSYSWorkbench12...
Workbench -Mechanical Introduction Introduction作业2.121ANSYS Mechanical基础2.1作业Supplement •第一个作业包含了大量的信息,练习时,可以更加的熟悉基本的Workbench Mechanical功能(菜单位置等),因此后续的作业就包含了较少的细节描述。
较少的细节描述•整个作业的菜单路径将被记录如下:“First pick > Second pick > etc.”.作业Supplement•使用Stress Wizard ,建立求解结构模型的应力、变形和安全因子。
问题描述•问题描述:–模型是由Parasolid 文件得到的一个控制箱盖子(如图所示)。
盖子假设是在一个外压下使用(1 Mpa/145 psi )。
–盖子是由铝合金制成的。
–我们的目标是确定这个部件能在假设的环境下使用。
作业Supplement •在深孔施加约束,接合面及内表面使用无摩擦支撑约束.–无摩擦支撑约束是一种施加在整个面的法无摩擦支撑约束是种施加在整个面的法线方向上的约束.除了支撑面的正、负法线方向, 该约束允许其余各方向的平移. 这是一种保守的方法.种保守的方法作业Supplement •载荷: 载荷为1MPa的压力,作用在外壳的17个外表面上.作业Supplement •打开Project page(项目页)•在Units菜单中确定:–Project 单位设为US Customary (lbm, in, s, F, A, lbf, V).–选择“Display Values in Project Units”作业Supplement1.在Toolbox 中建立一个StaticStructural 系统(通过拖放或点击鼠标右键选择)2.在Geometry 子模块上点击鼠标右键选择Import Geometry,选I G选择导入“Cap_fillets.x_t”文件作业Supplement3.双击Model 打开Mechanical application.4.当Mechanical application 打开模型时,会在图形窗中显示出来而窗口中显示出来,而Mechanical ApplicationWizard 会显示在右侧。
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(上):几何非线性(3)——屈曲
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(上):几何非线性(3)——屈曲本文可能是您能在网络上找到得有限元计算屈曲最详细最接地气得文章。
图惜原本计划将屈曲写入几何非线性一文,后来发现内容太多,所有拎出来单独做一个专题。
在屈曲计算中,特别是非线性屈曲计算中,很多初学者也和图惜一样,有很多疑问,此文将针对初学者常见的问题做通俗详细的解读,其中一定有您想要的答案。
1 屈曲的概念结构失稳即屈曲,最常见的便是压杆失稳现象。
压杆稳定示意图如下,在稳定点之前,支反力呈线性增长,逐渐达到一个极值,之后支反力降低,这个极值便是屈曲极限。
屈曲极限往往远小于材料的屈服强度,屈曲分析的目的在于找出结构的屈曲极限,分析出结构的安全载荷、或对结构进行相应优化设计提高屈曲极限。
分析屈曲有两类方法,一类是线性特征值屈曲,用于计算理想线性屈曲极限,一类是非线性分析,用于计算零件因初始缺陷、材料、几何、接触等引起的非线性屈曲,而非线性分析又分为前屈曲分析和后屈曲分析。
很多结构设计是以理想线性屈曲极限除以一个安全系数作为设计依据,但是如果要探究结构的实际屈曲极限,有必要进行非线性屈曲分析。
特征值模态只是结构的线性特征,是结构在受荷载情况下能量最小的变形模式,不是真实变形。
最终采用大变形方法计算得到的结果才是结构真正的破坏状态。
2 线性屈曲在Ansys Workbench中,进行线性屈曲分析的是特征值屈曲模块。
线性特征值屈曲分析通过提取线性系统的刚度矩阵的奇异特征值,以获得结构临界失稳载荷以及失稳模态。
线性特征值屈曲分析不考虑初始结构缺陷与非线性因素的影响,计算较快,计算精度不如非线性屈曲,特别是对于复杂模型。
但是计算的特征值对结构稳定性评价有一定帮助,例如,求解出密集排列的负载乘数,则表明该结构对初始缺陷敏感;求解出稀松排列的负载乘数,则表明该结构对初始缺陷不敏感。
需要强调的是,线性特征值屈曲计算得到的失稳模态变形结果,并不是真实结构失稳后的结构最大位移。
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(上):几何非线性(1)
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(上):几何非线性(1)在上一篇文章中,我们已经对非线性有了初步的了解,本文将详细介绍几何非线性,以及非线性的计算原理。
本文较长,将分为上下两篇。
1 大变形选项在线性计算中,结构的刚度矩阵是不变的,而且不应用非线性收敛准则。
大变形Large Deflection只是一种算法,它考虑了结构变形后的刚度矩阵重建。
理论上来说,开启大变形后计算精度更高,但是将消耗更多的计算资源和时间。
所以在小变形、小转动等问题中,无需开启大变形选项。
假设构件转角为α,小转动时,构成结构刚度矩阵的三角函数因子cosα≈1,所以无需开启大变形选项。
而当大变形、大转动时,cosα与1相差较大,此时重建刚度矩阵是必要的。
如果出现了大变形、大转动,程序计算后会跳出警告信息,提示用户开启大变形选项。
一般工程经验上,对于普通精度要求的问题,变形超过5%或转角超过10°时,建议打开大变形开关。
2 非线性控制2.1收敛求解的原理在非线性求解中,真实的载荷-位移曲线是未知的,不能直接使用一组线性方程得到结果,而需要使用一系列的线性方程迭代,逼近非线性解。
有限元计算中使用的迭代过程为Newton-Raphson方法,简称牛顿法,达到收敛的迭代称为平衡迭代。
牛顿法的原理如下:在牛顿法中,第一次迭代,施加总载荷Fa。
得到位移结果x1。
根据位移,算出内力F1 。
如果Fa≠F1,系统不平衡。
因此,根据当前的条件,计算新的刚度矩阵(虚线的斜率)。
Fa-F1的值称为不平衡力或残余力。
残余力达到足够小时,求解收敛。
重复以上过程,直到Fa=Fi。
在这个例子之中,四次迭代之后,系统达到平衡,求解收敛。
实际计算中,残差Fa-Fi不可能正好等于0,所以规定只要残差小于一个规定的微小量,就认为计算已经收敛了,这个微小量就是力收敛准则,此处以[R]表示,即Fa-Fi<[R],则达到收敛。
每一次迭代中,当残差小于[R]表现为收敛,大于[R]表现为发散。
Workbench12.0力学非线性__Hyper
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April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Hyperelasticity
A. Background on Elastomers
Chapter 6 Hyperelasticity
Workbench - Mechanical Structural Nonlinearities
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April 30, 2009 Inventory #002659
σ D:ε
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April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Hyperelasticity
... Definition of Stretch Ratio
Compression
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April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Hyperelasticity
B. Background on Hyperelasticity
Example of Rubber boot, o-rings/seals
workbench12.0新增功能
ANSYS 12.0新增功能让我们一睹为快。
ANSYS Workbench 2.0ANSYS Workbench作为一个框架,整合现有的应用,将仿真过程结合在一起,这一点在ANSYS Workbench2.0 没有改变。
但在工程页引入了工程图解的概念。
通过该项功能,一个复杂的包含多场分析的物理问题,通过系统间的连接实现相关性。
图表元素右边的状态符号显示了该项设置是否需要更新、输入等,方便用户查看设置状态。
此外,ANSYS Workbench2.0 平台还可以作为一个应用开发框架,提供项目全脚本、报告、用户界面(UI)工具包和标准的数据接口,该功能将随后发布。
在ANSYS 12.0 版本(下文简称R12.0)中,工程数据和DesignXplorer将不再是独立的应用程序,通过UI工具箱它们被重新设计整合在ANSYS Workbench工程页下。
尽管工程页做了较大调整,但Workben ch的核心应用程序及操作界面并无大的改变。
在这个创新的框架下,工程师可以完成一个完整的仿真分析,包括CAD集成、几何修改和网格划分。
工程页的概念图解帮助指导用户完成复杂的分析,说明和明确数据关系,捕捉自动化的过程。
Workbench2.0 平台的改进代表了工程仿真又前进了一步。
几何&网格划分ANSYS在其深厚的知识和经验的基础上,融合了丰富的几何和网格划分技术,整合后的几何和网格划分解决方案,使在不同的分析应用中可以共享几何和网格信息。
R12.0 对几何接口进行了增强,通过几何接口用户可以从CAD系统中输入更多的信息,包括新的数据类型如:用于模拟梁的线体;附加属性如颜色、坐标系及在CAD系统中改进的命名选择等。
前处理大模型时,R12.0 支持64位操作系统,可以对几何进行智能有选择更新。
另外,R12.0增强了Workbench环境下创建几何的功能,提供了更多的自动化功能和更强的适应性,增加了合并、连接和映射等功能用于曲面建模。
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(中):材料非线性(1)弹塑篇
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(中):材料非线性(1)弹塑篇本文结合材料知识与工程应用,从理论到实践,从书本到实操、从动脑到动手,保姆式手把手介绍非线性材料本构使用方法!这也可能是您在网上能找到的关于Ansys Workbench非线性材料蕞啰嗦(xiangxi)的一篇基础性文章。
材料的应力应变关系一般用材料本构来表示,本构模型又称材料的力学本构方程,或材料的应力-应变模型,是描述材料的力学特性(应力-应变-强度-时间关系)的数学表达式。
Ansys Workbench提供了丰富的非线性材料本构,用户也可基于试验数据定义自己的非线性材料。
材料的响应与载荷或变形施加的速率无关的材料称为率不相关材料,如弹塑性、超弹性(橡胶等)、混凝土等材料,大多数金属在低温(≤30%左右的熔点)和低应变速率时,为率无关材料,通常所说的塑性也就是率无关塑性。
材料的响应与载荷或变形施加的速率相关的材料称为率相关材料,如蠕变、黏弹性材料等。
材料的应力应变曲线也称为材料的响应曲线,是通过材料试验得到的,主要材料试验有单轴试验、等双轴试验、平面剪切试验、体积试验、松散试验等。
最常见的为单轴试验,可以测试拉伸也可以测试压缩,下图为某些塑形材料单轴拉伸试验的工程应力应变曲线。
1 率无关塑形1.1 基本理论1.1.1 比例极限与屈服极限结构的塑性响应基于单轴实验结果获得。
通过单轴应力-应变实验,可以得到材料的比例极限、屈服极限(或弹性极限)、应变强化。
对于塑形材料,当应力小于比例极限时,材料呈现线性; 当应力小于屈服点时,材料呈弹性,载荷卸除后,所有应变可以完全恢复;当应力大于屈服点时,材料呈塑性,载荷卸除后,应变不能完全恢复。
由于比例极限和屈服点非常接近,有限元软件假设两者值相等。
1.1.2 应力应变的工程曲线与真实曲线您一定很好奇,为什么材料力学课本中的塑形材料σ-ε曲线有下降段,而有限元分析软件中设置塑形材料不定义下降段,这不是因为忽然误差,而是因为材料力学课本上使用的是工程σ-ε曲线,也称名义应力-应变曲线,而有限元计算中往往使用切线斜率直线代替真实σ-ε曲线,他们的关系如下图。
Workbench DS非线性分析
[( ) ( ) ( )] ( ) σo =
1 2
σx −σ y 2 + σ y −σz 2 + σz −σx
2
+
6
τ2 xy
+τ
2 yz
+
τ
2 xz
ANSYS BASIC TRAINING
Mises 屈服准则
• 在主应力空间,von Mises 屈服面是圆柱面.
• 材料在屈服面内呈弹性弹性行为。注意,多轴应力状态可以存在于圆柱 面内的任何一点。在圆柱面边上会产生屈服。没有应力状态会存在于圆 柱面以外。硬化规则会描述圆柱面随响应的变化。
– 在绑定的接触中,纯粹的罚函数法可以想象为在接 触面间施加了十分大的刚度系数来阻止相对滑动。 这个结果是在接触面间的相对滑动可以忽略的情况 下得到的。
– MPC 方程当中对接触面间的相对运动定义了约束 方程,因此没有相互的滑动。这个方程经常作为罚 函数法的最好的替代。
ANSYS BASIC TRAINING
In this case, the gap between the two parts is bigger than the pinball region, so no automatic gap closure will be performed.
ANSYS BASIC TRAINING
载荷方向
Fb2
Fb1
Fa
Fa1
ANSYS BASIC TRAINING
xa
xb
非线性分析设置
• 非线性静力分析的过程与线性静力分析很相似,因此本节中不再详述各 个步骤。黄色斜体字的步骤包含了非线性分析中的特有选项。 – 导入几何模型 – 指定材料属性(如果需要:金属塑性) – 定义接触选项 (如果需要) – 定义网格控制 (可选择) – 施加载荷或约束 – 选择需要查看的结果 – 设置非线性选项 – 求解模型 – 查看结果
ANSYSWorkbench12.0培训教程之静力学_GAOQS
---
4-3
Static Structural Analysis
A. 几何模型
• 在结构分析中,可能模拟各种类型的实体。
Training Manual
• 对于面实体,在Detail^s_^of surface body中一定要指定厚度值。
Augmented Lagrange,
All formulations
All formulations
All formulations
Pure Penalty, and MPC
formulation
Symmetry respected Asymmetric only
Symmetry respected Asymmetric only
^_^
Workbench - Mechanical Introduction
第四章 静力结构分析
---
4-1
Static Structural Analysis
概要
• 本章,将练习线性静力结构分析,模拟过程中包括:
A. 几何和单元 B. 组件和接触类型 ^_^ C. 分析设置 D. 环境,如载荷和约束 E. 求解模型 F. 结果和后处理
– 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。
Training Manual
• 在许可协议中需要添加疲劳分析模块
Training Manual
Workbench12.0力学非线性__AdvContact
Chapter 4 Advanced Contact
Workbench - Mechanical Structural Nonlinearities
ANSYS, Βιβλιοθήκη nc. Proprietary 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
... Body Types in Contact
Training Manual
When modeling contact between surface body faces, it is important to recognize that a surface body has a surface area, but no volume.
4-1
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Advanced Contact
Chapter Overview
– –
Training Manual
The various advanced contact options will be discussed in detail in this chapter:
– The thickness of a surface body is assigned by the user as a property in the Details window associated with the surface body – When generating general frictionless or frictional contact involving surface bodies, it is necessary to identify which side (top or bottom) of the surface body is involved in the contact relationship.
Workbench12.0力学非线性-Elements
A. Conventional Displ. Formulation
• For any element, DOF solution Du is solved at nodes • Stresses and strains are calculated at integration points. They are derived from DOF.
… Overview
Training Manual
• However, the analyst of nonlinear problems still has decisions to make. For example, since large nonlinear models can be very challenging and computationally expensive, it is sometimes advantageous to drop element mid-side nodes.
Elastic material or metal plasticity with higher order elements
Default URI
2D plane stress elastic material or metal plasticity with lower order elements
B-4
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical – Structural Nonlinearities Overview
… Overview
Training Manual
• In addition, material incompressibility can also present problems with conventional formulations. In anticipation of this challenge, Mechanical activates a special formulation called Mixed u-P. • Solution output reports when Mixed u-P is activated.
4_Workbench_DS非线性分析解析
ANSYS BASIC TRAINING
非线性分析
• 本章将会介绍下列内容: – 非线性理论的背景介绍 – 非线性分析设置 – 金属塑性 – 求解非线性模型 – 观察结果
ANSYS BASIC TRAINING
线性分析的背景
• 线性分析进行线性静态结构分析时的一些假设和限制 F – 求解的矩阵方程是虎克定律:
K x F
K x
– 由于假定 [K] 是常量, 因此本质上只允许线性行为。 如右图所示, 如果力加倍, 在线性分析中,位移(和应 力)也会加倍。
但在现实世界中很多情况下, 这种小位移理论是无效的. 此时就需要非线性分析.
ANSYS BASIC TRAINING
非线性分析背景
• 非线性特性有三个主要来源: – 几何非线性: 如果某个结构出现了大变形, 其变化 的几何外形会导致非线性行为。 – 材料非线性: 非线性的应力-应变关系, 如右图所示金 属的塑性, 也是非线性的另一个来源。
1
塑性
y
弹性
3
2
主应力空间
单轴应力-应变
ANSYS BASIC TRAINING
硬化规则
硬化规则: • 硬化规则描述屈服面的变化(大小,中心,形状)而导致塑性变形 • 硬化规则决定什么时候材料会随加载或卸载再次屈服 – 这和弹性、完全理想塑性材料形成鲜明对比,因为这种材料不会出 现硬化现象。就是说,屈服面保持固定。
Fa 3 F1 1 2 4
x1
x
ANSYS BASIC TRAINING
非线性求解
• 了解载荷管理 – 载荷步在通用加载中是变化的. • Simulation 通常在一个载荷步中求解所有非线性模型。但是,在有螺栓 预紧力载荷时,DS采用两个在载荷步,首先施加螺栓预紧力载荷, 然后 施加其它所有载荷. 这些载荷步可以认为是Fa和 Fb. – 子步以增量形式施加载荷 • 由于复杂的响应, 有可能需要按增量形式施加载荷。例如, Fa1 大约为 Fa 的一半. 当 Fa1 收敛后,再施加全部的 Fa 载荷。在这个例子中 Fa 有 2 个子步而Fb有 3 个子步。 – 平衡迭代是修正求解以得到收敛子步 • 在右边的例子中,白色虚线间的迭代就是平衡迭代 Fb .
【ANSYSWorkbench仿真】非线性静力学分析(三):材料非线性分析
【ANSYSWorkbench仿真】非线性静力学分析(三):材料非线性分析contents•o材料非线性o▪超弹性本构模型▪▪Engineering Data 设置▪▪points▪材料本构参数▪蠕变▪相关单元技术▪单元中节点▪▪Kept(保留)OR Dropped(取消)材料非线性在应力水平低于比例极限时,应力应变关系为线性关系,超过这一极限后,应力应变关系为非线性关系,表现为非弹性或塑性(应变不可恢复状态)某种材料的应力应变曲线,主要材料试验有:单轴试验、等双轴试验、平面剪切试验、体积试验、松弛试验等。
超弹性本构模型超弹性(hyperelastic) 是指材料存在一个弹性势能函数,该函数是应变张量的标量函数,其对应变分量的导数是对应的应力分量,在卸载时应变可自动恢复的现象。
应力和应变不再是线性对应的关系,而是以弹性能函数的形式一一对应。
一般应有三种试验数据:单轴拉伸、双轴拉伸及平面拉伸Engineering Data 设置points•建立至少两倍于需要计算材料本构参数数目的数据点,同时需要考虑滞后等效应;•如果仅有单轴拉伸数据,则不能生成承受大剪切的模型;•试验数据应该包括全部关注的应变范围,如果只有0~100%应变的测试数据,则不能生成承受150%应变的模型,外推数据会产生极大的误差。
材料本构参数•Mooney-Rivlin 2 Parameter:拉应变为100%,压应变为30%,对于大应变,越高阶选项,精度越高。
•Neo-Hookean:应变能最简单的形式,可用应变范围为20%~30%。
•Arruda-Boyce:应变范围为300%。
Gent:应变范围为300%。
Blatz-Ko:描述可压缩泡沫橡胶材料的最简单形式。
•Polynomial 1st Order:与Mooney-Rivlin本构类似,等效于Mooney-Rivlin 2 Parameter•Yeoh 1st Order:一种缩减多项式超弹性本构,一阶等效于Neo-Hookean。
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(序):概述
AnsysWorkbench工程应用之——结构非线性(序):概述各位道友,在时隔半年后,我又回来了,虽然由于水平有限,我依然无法给各位答疑解惑,但是我可以和大家一起学习学习一下基本理论知识。
从本文开始,图惜和大家开始共同学习结构非线性。
本文作为非线性知识的序篇,我们主要通过以下问题来学习结构非线性基本概念:问题1:什么是非线性?问题2:非线性的类型?1 什么是非线性前面介绍的许多内容都是结构线性问题,即满足胡克定律其中刚度矩阵[K]是一个常量,通俗地说,如果力F增大一倍,位移u也将增大一倍。
然而,实际工程中很多结构的力和位移的关系不呈线性关系,称之为非线性结构。
结构刚度不再是常数,而是随着载荷的变化而发生变化。
KT(切向刚度)代表了经过载荷位移曲线上的某一点,该曲线切线的斜率。
非线性问题分为三类,三类往往交叉出现:1.几何非线性,如大应变、大挠度大转动、应力钢化、旋转软化等。
2.材料非线性,如弹塑性、超弹性、蠕变、黏弹性等。
3.状态非线性,也称为边界条件非线性,如接触、生死单元等。
#2 非线性分析基础2.1几何非线性物体受载荷后,内部会发生变形,当应变远小于1%时,可忽略物体前后变形的形状和位置,简化为线性分析。
但是当结构承受大变形时,变形的几何形状可能会引起结构非线性响应。
一般几何非线性有大应变,大挠度,应力钢化等,它们的关系如下在Ansys Workbench中,如果要使用几何非线性功能,只需要打开分析设置中的大变形选项:Large Deflection=On,程序将考虑大应变,大挠度,应力钢化、旋转软化等效应。
(1)大应变,结构刚度由网格单元刚度和方向决定,单元的形状发生变化,从而最终引起结构的非线性响应。
所有的几何非线性现象几乎最终都会导致网格单元的大应变。
有限应变也属于这一类型,例如金属冷作成型过程中的有限塑性变形。
值得注意的是,大应变不一定导致大应力,如橡胶、海绵的大变形大变形不一定导致大应力。
Ansys Workbench基础教程
主要内容
一、有限元基本概念
二、Ansys Workbench 软件介绍
基本操作
有限元分析流程的操作 静力学分析与模态分析 FEA模型的建立
有限元基本概念
概念
把一个原来是连续的物体划分为有限个单元,这些单元通过有限
个节点相互连接,承受与实际载荷等效的节点载荷,并根据力的平衡条 件进行分析,然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够进行
选择
显示该目标,
旋转、平移、缩放
通过工具条的 盘相结合的方式进行操作 平移:Ctrl+鼠标中键 旋转:鼠标中键 缩放:Shift+鼠标中键
工具条
常用工具条 图形工具条
结构树
结构树包含几何模型的信息和整个分析 的相关过程,
一般由Geometry、Connections、Mesh、 分析类型和结果输出项组成,分析类型里包 括载荷和约束的设置,
说明分支全部被定义 说明的数据不完整 说明需要求解 说明被抑制,不能被求解 说明体或零件被隐藏
视图显示
视图的显示主要在View菜单中进行控制, 1、图形窗口
Shade Exterior and Edges:轮廓线显示 Wireframe:线框显示 Ruler:显示标尺 Legend:显示图例 Triad:显示坐标图示
视图显示
2、结构树 Expand All:展开结构树 Collapse Environments:
几个可以互相切换的窗口,
向导
作用: 帮助用户设置分析过程中的基本步骤,如选择分析类型、定义材 料属性等基本分析步骤, 显示: 可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标 控制其显示,
ANSYSWorkbench12...
Workshop Supplement
July 14,2008 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002557 WS1-13
Inventory #002557 WS1-6
材料
• 默认已经为模型选择了一个材料。 • 左击geometry项中的 “Solid”查看选 择的材料。 • 左击,高亮 “Material”然后左击选择 “edit structural steel”…
Workshop Supplement
July 14,2008 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002557 WS1-16
检查求解
Workshop Supplement
• 查看是否和预计的一样,产生了一个热通量为固定值100 W/m2的区域。 • 查看X方向的热通量,是否和预计的一样,是一个很小的值。 • 注意要查看不同方向的结果时,我们必须选择其他方向,然后右击树中
方,然后点击“Evaluate All Results”。 – 任何添加的新条目都会立即看到,我们必须要求重新计算它们。
• 结果是–50 Watts。这在流入的热通量为100 watts/m2 以及杆的截面为1m x 0.5 m时成立。
Workshop Supplement
July 14,2008 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
ANSYS_Workbench12.0培训教程
• 例子:
相邻体上共用节 点
3-8
General Preprocessing
… 材料属性
• 为体添加材料属性,从目录树中选取体,然后在 下拉菜单中选取 “Material”
– 新的材料数据可以在“Engineering Data”下添加 和输入。然后新的材料就可以从下拉菜单中得到。 – 对于 surface bodies,如上所讲,定义一个厚度 是必要的。
• 基本网格划分控制在“Mesh” 分支下的“Defaults” 中是可用的。
– 用户控制单个网格大小的选项
• “Relevance” 设置在 –100 与 +100之间
Training Manual
- Relevance = 粗划分
+ Relevance = 细划分
3-25
General Preprocessing
Training Manual
3-9
General Preprocessing
… 几何体表格
• 提供体素和已经定义的材料的总表
– 选择 “Geometry”分支和 “Worksheet”
Training Manual
3-10
General Preprocessing
B. 接触
• 存在多个部件时 ,需要确定部分之间的相互关系。
• 初始网格大小将由激活的部件(未抑制的)决定。
Training Manual
– Full Assembly(整个组件):
• 初始网格大小不会受部件的状态(抑制或活动)的影响。
– Parts(部件):
• 初始种子独立地建立在每个部件大小基础上,且网格不会因为部件受抑制而改变。一般给与一个 细化的网格。
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7-4
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Diagnostics
... Solution Information
Training Manual
Recall from Solver Section 2 that the Contact Region name and the contact set ID are listed. From that example, we know that the above contact set 9 is part of “Teeth 3” region.
Training Manual
The Solver Output can provide detailed text output about the solution. It is useful to become familiar with how to read this file.
1) The beginning of the Solver Output simply shows the ANSYS license used (in this case, ANSYS Multiphysics) and the version number.
A. Solution Information
Training Manual
In Chapter 2, the Solution Information branch was introduced
– Recall that with the Solution Information branch, the detailed Solver Output from ANSYS can be reviewed, and convergence graphs, such as the Force Convergence behavior, can be plotted.
Workbench Mechanical - Diagnostics
... Solution Information
3) Upon scrolling down until a series of asterisks are encountered, the reading of the finite element data by the solver can be seen. This listing is useful, as will be shown later, because it not only provides information on how many parts are in the model, but the Contact Region ID numbers are listed here
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April 30, 2009 Ianical - Diagnostics
... Solution Information
... Solution Information
Training Manual
A “Messages” Window located directly below the Solution Information Worksheet offers a summary listing of some general warnings and errors.
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7-7
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Diagnostics
... Solution Information
Training Manual
The review of this section of the Solver Output is not critical, but it indicates when the matrices are being solved and what the solution options specified in Simulation were.
5) Details of contact elements are then printed next. Here, various options related to contact elements, including the contact Normal Stiffness and Pinball Radius will be listed Any NOTE or WARNING messages printed in this section are useful to review. For example, initial penetration or gaps (in active unit length) will be shown in this area
– RMB on any message to:
Go to Object (Highlights Project Tree Object relevant to the message) Show Full Message in separate expanded window Copy message (to separate text file) Delete message from list
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7-5
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Diagnostics
... Solution Information
– Solver Output – Monitoring the Solution – Newton-Raphson Residuals
The capabilities described in this section are generally applicable to ANSYS Structural licenses and above.
– Exceptions will be noted accordingly
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7-2
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Diagnostics
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Default URI
Enhanced Strain
Simplified Enhanced Strain
B-Bar with Mixed u-P
7-6
April 30, 2009 Inventory #002659
Text Output
Graphical Output
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7-3
April 30, 2009 Inventory #002659
Workbench Mechanical - Diagnostics
Training Manual
2) Solver Output records the element technology being activated based on the element order chosen (midside nodes) and the material association. See Appendix B for details on Element Technology.
Workbench Mechanical - Diagnostics
Chapter Overview
Training Manual
Since some nonlinear structural analyses can be challenging to solve, understanding how to diagnose non-convergence problems is critical in obtaining answers. The following will be covered in this section:
Elastic material or metal plasticity with higher order elements 2D Plane Stress Elastic material or Metal Plasticity with lower order elements 2D Plain Strain Elastic material or Metal Plasticity with lower order elements Fully incompressible hyperelasticity with higher or lower order elements
Training Manual
It is instructive to note that while Contact Regions can be given any name in Simulation, the ANSYS solver treats each Contact Region with a unique number (ID). For debugging purposes, it is useful to find out which Contact Region has which ID number. For example, in the above snippet, Contact Region “Teeth 3” is referenced by contact ID 9 and 10.