ANSYS的可靠性分析实例 PDS例题

NSEL,R,LOC,Y,0.5*L,0.5*L
F,ALL,FZ,FORCE
ALLSEL
!选择所有节点
SOLVE
!求解
FINISH
/POST1
NSEL,ALL
!选择所有节点
NSORT,U,Z,1,1 !将节点位移排序
*GET,UMAX,SORT,0,MAX !将节点最大位移存在 UMAX 中
NSEL,S,LOC,X,0 !选择 X=0 处节点约束
所到 SMAX 的灵敏度分析结果如图 15 所示。
图4
图5
11. 查看 SMAX 均值历史�选择菜单 Main Menu>Prob Design>Prob Results>Statistics>Sampl
History�弹出 Plot the Sampling History 对话框�设置如图 6 所示。点击 OK 绘制如图
7 所示样本趋势图�从图中可以看出趋向未平稳�说明抽样次数还不够。
� 单击 ADD 按钮弹出 Define Random Variable 对话框�在 Select a Parameter 列表中选 择 FORCE�在 Distribution Type 列表中选择 Lognormal LOG1�单击 OK 按钮�接着 弹出 Quantify Lognormal Distribution 对话框�Mean value 输入 FORCE, Standard deviation 输入 0.1*FORCE,然后单击 OK 返回 Define Random Variable 对话框。
3. 执行初始化的分析过程。选择菜单 Utility Menu>File>Read Input from�弹出对话框� 查找到上一步创建的 PDS-PLATE-LOOP.mac 宏文件。
第四步�进入概率设计求解器执行 PDS 求解。
4. 进入 PDS 处理器。选择菜单 Main Menu>Prob Design 5. 指定分析文件。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Analysis File>Assign�弹出 Assign
如图所示�两边固定方板承受集中力载荷模型。其尺寸和材料属性均是不确定的输入参数。
随机条件如下�
� 方板边长 100mm�板厚 1mm�板材加工精度误差等于 � 0.21mm ,服从均匀分布�
� 材料弹性模量 2.1e5Mpa�服从高斯分布。标准方差是均值的 0.05 倍� � 密度均值 8000kg/mm^3�集中载荷只能是正值�服从 LOG1 分布�标准方差为均值的 10%;
Upper Boundary 输入 L+0.1,然后单击 OK 返回 Define Random Variable 对话框。
� 单击 ADD 按钮弹出 Define Random Variable 对话框�在 Select a Parameter 列表中选 择 TH�在 Distribution Type 列表中选择 Uniform UNIF(均匀分布)�单击 OK 按钮�
图1 在上述条件下�板的最大变形和固定边界的最大等效应力的输出为随机行为�具体研究
内容如下�
� 检查统计结果�确定 PDS 是否执行了足够多的仿真循环计算数目� � 确定最大变形低于指定值的概率� � 计算随机响应结果相对于随机输入参数的灵敏度值� � 生成输出参数相对于最重要输入参数的离散图�
GUI 操作方式�
中选中 UMAX�然后单击 OK 返回 Random Output Parameter 对话框。
� 单击 Add 弹出 Define a Random Output Variable 对话框�在 Select Parameter 列表 中选中 SMAX�然后单击 OK 返回 Random Output Parameter 对话框。
� 单击 Close�关闭 Random Input Variables 对话框。 7. 定义随机输出参数。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Random Output�弹出 Random
Output Variables 对话框�分别定义 2 个输出变量� � 单击 Add 弹出 Define a Random Output Variable 对话框�在 Select Parameter 列表
NSEL,A,LOC,X,L,L !再选择 X=L 处节点约束
NSORT,S,EQV,1,1 !按照应力绝对值的升序排序
*GET,SMAX,SORT,0,MAX !将节点最大应力存到 SMAX 中
2. 清除内存。选择菜单 Utility Menu>File>Clear & Start New
第三步�运行 PDS-PLATE-LOOP.mac 宏文件�执行初始化的分析过程
LSEL,ALL
!划分网格
LESIZE,ALL,,,16
AMESH,ALL
FINISH
/SOLU
NSEL,S,LOC,X,0,0 !选择 X=0 处节点约束
D,ALL,ALL,0
NSEL,S,LOC,X,L,L !选择 X=L 处节点约束
D,ALL,ALL,0
NSEL,S,LOC,X,0.5*L,0.5*L !选择 X=0.5L�Y=0.5L 处节点加载
� 单击 Close�关闭 Random Output Variable 对话框。 8. 选择直接 monte carlo 模拟方法进行概率设计�使用 40 个抽样点�初始化种子值为
123457。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Prob Method>Monte Carlo Sims,弹出 Monte
图 10
图 11
14. 计 算 变 形 小 于 0.0548 的 概 率 � 选 择 菜 单 Main Menu>Prob Design>Prob
Results>Statistics>Probabilisties 弹出 Plot probabilitics from probabilistic Results 对话框�
图8
图9
13. 查 看 UMAX 累 积 分 布 函 数 � 选 择 菜 单 Main Menu>Prob Design>Prob
Results>Statistics>CumulativeDF �弹出 Plot CFD of a probabilistic variable 对话框�设
置如图 10 所示。单击 OK�得到如图 11 所示 UMAX 的累积分布函数图。
Deterministic Model File 对话框�单击 Browse 按钮�在计算机系统中查找并选中准备
好的分析文件 PDS-PLATE-LOOP.mac。
6. 定义概率设计中的 5 个随机输入参数。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Random
Input�弹出 Random Input Variables 对话框�分别定义 5 个随机输入变量�
图6
图7
12. 查 看 UMAX 柱 状 图 � 选 择 菜 单 Main Menu>Prob Design>Prob Results>Statistics>Histogram�弹出 Plot histogram of probabilistic variable 对话框�设置 如图 8 所示。单击 OK�绘制如图 9 所示 UMAX 柱状图。
L=100
!定义设计变量
TH=1
YOUNG=21.E5
DENSITY=8E-6
FORCE=100
/PREP7
!定义材料
MP,EX,1,YOUNG
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,DENSITY
ET,1,SHELL63 !定义单元类型和实常数
R,1,TH,TH,TH,TH
RECTNG,,L,,L, !画板
钮�接着弹出 Quantify Gaussian Distribution 对话框�Mean value 输入 YOUNG, Standard deviation 输入 0.05*YOUNG,然后单击 OK 返回 Define Random Variable 对话
框。
� 单击 ADD 按钮弹出 Define Random Variable 对话框�在 Select a Parameter 列表中选 择 DENSITY�在 Distribution Type 列表中选择 Uniform UNIF(均匀分布)�单击 OK 按钮�接着弹出 Quantify Uniform/Rectangular Distribution 对话框�Lower Boundary 输入 0.5*DENSITY, Upper Boundary 输入 1.5*DENSITY,然后单击 OK 返回 Define Random Variable 对话框。
接着弹出 Quantify Uniform/Rectangular Distribution 对话框�Lower Boundary 输入
TH-0.1, Upper Boundary 输入 TH+0.1,然后单击 OK 返回 Define Random Variable 对话
框。
� 单击 ADD 按钮弹出 Define Random Variable 对话框�在 Select a Parameter 列表中选 择 YOUNG�在 Distribution Type 列表中选择 GAUSS GAUS(高斯分布)�单击 OK 按
� 单击 ADD 按钮弹出 Define Random Variable 对话框�在 Select a Parameter 列表中选 择 L�在 Distribution Type 列表中选择 Uniform UNIF(均匀分布)�单击 OK 按钮�接 着弹出 Quantify Uniform/Rectangular Distribution 对话框�Lower Boundary 输入 L-0.1,
第一步� 设置工作目录�Utility Menu>File>Change Directory
第二步�创建 PDS 分析文件�即仿真循环文件 PDS-PLATE-LOOP.mac
1. 分析文件是为了在概率分析过程中使用而创建的。利用文本编辑器或根据 LOG 文件
整理�在 ANSYS 当前工作目录中创建 PDS-PLATE-LOOP.mac�其内容如下�
Carlo Simulations 对话框�选择 Latin Hyprcube,单击 OK 弹出 Options for Direct
Monte Carlo Sampling 对话框�设置如图 2 所示。点击 OK 求解。
ห้องสมุดไป่ตู้图2
图3
�对于第 8 步�也可采用响应面法。具体操作如下�
选择菜单 Main Menu>Prob Design>Prob Method>Response Surface,弹出 Parameters
行可靠性分析计算。
第五步�查看概率分析结果
10. 查 看 UMAX 样 本 历 史 。 选 择 菜 单 Main Menu>Prob Design>Prob
Results>Statistics>Sampl History�弹出 Plot the Sampling History 对话框�设置如图 4 所示。点击 OK 绘制如图 5 所示样本趋势图。
设置如图 12 所示。如图 13 所示�显示概率等于 98.25%。
图 12
图 13
15. 绘制随机结果 SMAX 的灵敏度图。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Prob
Results>Trends>Sensitivities�弹出 Sensitivity of a Parameter 对话框�设置如图 14 所示。
for Response Surface Analysis 对话框�选择 Centrl Composite,单击 OK 弹出
DOE-Levels for a Central Composite Design 对话框�点击 OK 求解。�
9. 执行单机概率设计循环仿真计算。选择菜单 Main Menu>Prob Design>Run>Exec Serial >Run Serial�弹出 Run Probabilistic Analysis 对话框�设置如图 3 所示。确定执