workbench旋转轴对称分析方法及案例分析

轴对称结构的静力实例分析

的定义。
应用力学研究所
李永强
§9.2 建立模型
定义材料属性
本例中选用的单元类型不需定义实常数，故略过定义实常数这一步骤而直
接定义材料属ห้องสมุดไป่ตู้。
考虑惯性力的静力分析中需要定义材料的弹性模量和密度。具体步骤如下：（1）选取菜单项Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出Define Material Model Behavior（定义材料模型）对话框。（2）依次双击Structural | Linear | Elastic | Isotropic，展开材料属性的树形结构。将弹出1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框。（3）在对话框的EX文本框中输入弹性模量为1.15e5，在PRXY文本框中输入泊
应用力学研究所
李永强
§9.1 问题描述
盘转速为11373转/分，盘材料TC4钛合金，其弹性模量为： 1.15×105MPa，泊松比为0.30782，密度为4.48×10-9吨/立方毫米。叶片数目为74个，叶片和其安装边总共产生的离心力等效为
628232N（沿径向等效），这些力假定其均匀作用于轮盘边缘。
弹出Element Types（单元类型）对话框。
（2）单击Add按钮，将弹出Library of Element Types（单元类型库）对话框。（3）然后在左边的列表框中选择“Solid”，选择实体单元类型。（4）在右边的列表框中选择“Quad 4node 42”，选择4节点四边形板单元 PLANE42 ，如图所示。（5）单击OK按钮，将PLANE42单元添加，并关闭单元类型库对话框，同时返回到第一步弹出的单元类型对话框。

workbench旋转轴对称分析方法及案例分析

w o r k b e n c h旋转轴对称分析方法及案例分析标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
Workbench旋转轴对称分析方法
1.建立模型
1.1建立模型前先将选中geometry，然后将analyss type 选择为2D
1.2 建立的模型必须在XY平面的正象限内，并且模型关于Y轴轴对称。

2.分析求解
2.1进入求解模块，将分析类型更改为轴对称分析
2.2划分网格，求解。

在施加约束是不用添加轴对称约束，默认此模型关于Y轴有轴对称约束。

3.轴对称分析的例子对比(其它条件均相同，仅直径不同）
直径为2m 直径为4m
直径为2m薄膜应力理论计算值60.3 ansys分析值为60.3
直径为4m薄膜应力理论计算值120.3 ansys分析值为120.28
直径为2m时线性化处理结果
直径为4m时线性化处理结果。

Workbench高级工程实例分析培训

Workbench高级工程实例分析培训第1例：齿轮动态接触分析该实例系统讲解模型的导入，接触设置，齿轮实现转动的方法和原理解释，并给学员演示空载荷负载作用下的齿轮结构的应力计算比较。

图1 斜齿轮接触的有限元模型图2 动态接触过程中某一时刻的等效应力云图（空载）图3 动态接触过程中某一时刻的等效应力云图（负载200N.m）第2例：过盈装配结构分析该实例会系统讲解过盈装配结构的应力分析方法。

不同设置过盈量的计算结果比较和讨论设置过盈量的合理方法，摩擦系数，旋转速度对过盈装配应力的影响。

图4 过盈量为0.00005m时的等效应力（转速=0）图5 过盈量为0.00005m时的接触应力（转速=0）图6 过盈量为0.00005m 时的等效应力（转速=4000）图7 过盈量为0.00005m 时的接触应力（转速=4000）第3例：液压阀结构的分析该实例会讲解施加随空间变化的压力载荷和系统分析接触设置对求解的影响，并给出如何合理选取接触参数来实现较为准确的求解。

图8 变化压力载荷分布云图图9 接触压力云图（摩擦系数=0.1，增强拉格朗日算法）第4例：发动机活塞机构的多体动力学分析该实例会讲解如何为多体设置驱动力和约束多体之间的运动关系的方法，并讲解柔性体的多体动力学分析和刚-柔耦合的多体动力学分析。

图10 0.12s时刻的等效应力云图（柔性体）图11 1.17s时刻的等效应力云图（柔性体）图12 0.12s时刻的等效应力云图（刚-柔耦合）图13 1.17s时刻的等效应力云图（刚-柔耦合）第5例：薄壁结构的非线性屈曲分析该实例会讲解如何在Workbench环境下完成薄壁结构的非线性屈曲分析并获得非线性屈曲载荷的方法，研究不同初始缺陷，弹塑性对非线性屈曲载荷的影响。

图14 线性屈曲1阶屈曲模态云图图15加载23.14%线性屈曲载荷时的位移云图（弹塑性）图16加载33.35%线性屈曲载荷时的位移云图（弹塑性）图17 非线性屈曲分析的位移与求解子步的关系图17加载94.299%线性屈曲载荷时的位移云图（线弹性）图18 非线性屈曲分析的位移与求解子步的关系（线弹性）第6例：盘式制动器热-结构耦合分析该实例为学员系统讲解如何利用Workbench加载方便的优点和ANSYS经典版易容设置求解控制参数的优点联合解决盘式制动器这一类问题，这一实例讲为学员讲解如何为瞬态动力学设置不为0的初始速度，并分别讲解考虑热应力和不考虑热应力的操作方法。

Workbench热分析实例之一.

Inventory #00557 WS9-4
飞轮铸造分析-控制
• 激活时间积分。使用向后欧拉时间积分。 • 激活线性搜索收敛增强工具。 • 热导率表现了沙与铝的接触。 • 将进行两个分析
–Case 1: 观察1分钟内的凝固。 –Case 2: 运行第二个工况，持续30秒。
• 激活自动时间步
–初始和最小时间步长为0.001 sec –Case 1: 最大时间步长2.0 sec –Case 2: 最大时间步长5.0 sec
•铝注意，密度和比热将被删除，因为可以替代的计算热焓。
温度相关的热导率
Temperature (°C) 100 200 300 400 530 800
KXX (W/m-°C) 206 215 228 249 268 290
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer 11.0
Workshop 9 – 飞轮铸造(相变分析)
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002557 WS9-1
案例 – 飞轮铸造分析
• 为了讲述在课程中论述的相变技术，将进行一个飞轮铸造分析:
• 问题描述:
– 对一个铝制飞轮铸造进行相变分析。飞轮是将溶解的铝注入沙模中制造的。
• 分析目标:
– 研究飞轮凝固过程。
Workshop Supplement

ANSYSWorkbench对称建模(使用版本为ANSYS2020R2)简化分析

ANSYSWorkbench对称建模（使用版本为ANSYS2020R2）简化分析一、循环对称建模1、建立三维模型。

拖出一个静力学分析模块，材料保持系统默认，在Design Modeler中建立圆盘的1/4模型。

外圆半径20m，内圆半径10m，厚度5m，如下图所示。

2、建立圆柱坐标系。

在Coordinate systems中右键insert->coordinate system，选择模型内圈璧面，类型type选择Cylindrical(圆柱).3、建立循环对称模型。

Model中右键插入Symmetry，或在Model菜单栏中选择Symmetry。

再选中symmetry右键插入Cyclic Region，选取循环体的边界及圆柱坐标系，对于循环体，只能建立圆柱坐标系才可选取，否则将报错。

4、网格划分。

这里直接默认即可，不进行细化。

如果想要看到整个模型的网格，则点击菜单栏中Display->Show->Visual Expansion，即可看到完整模型的网格状态。

5、边界条件设置及载荷设置。

模型内表面进行Fixed support (固定约束)，外表面施加1Mpa压力。

6、结果查看。

在solution插入T otal deformation(总变形)和equivalent stress(应力)，右键Solve进行求解。

结果显示为1/4模型的结果。

7、如果显示完整模型的结果？低版本是在View->Visual Expansion，但是高版本没有，之前的show也无法显示。

此时要想显示完整模型，可以在Solution中进行设定。

点击左侧模型树的Solution，找到Cyclic Solution Display，我们可以发现Number of Sectors，此时，将数字1改为2，再重新求解得到的模型结果为1/2模型，改为3则为3/4结果，改为4则可以看到完整的圆盘模型。

ANSYS Workbench轴对称模型分析及结果扩展显示

ANSYS Workbench轴对称模型分析及结果扩展显示
在对中心对称或轴对称的实体进行ANSYS计算时，往往为了提高计算效率，只仿真实体的一半或者四分之一甚至更小。

在计算完成后，查看应力或变形云图，却只能看到仿真的这小部分，看不到整个模型的结果。

本文将介绍在Workbench中如何实现对称模型及结果的扩展显示。

实例分析过程
下面以一个实例来说明
1）创建一个静力学分析系统，设置分析类型为2D，在SCDM中创建矩形面（XY坐标系内），导入Mechanical，设置几何模型为对称模型，自动划分网格；
2）在Mechanical中施加约束：
在底边施加固定约束，在顶部边上施加斜向的载荷（Fx=100N；Fy=100N）；
3）边界条件设置完成后，进行求解，得到位移、应力等结果。

3、对称显式设置
1) 打开Workbench，选择Tool->Options，在Options中选择Appearance，选中Beta Options前面的方框。

2）进入Mechanical界面，选择Model，插入Symmetry，在Symmetry 选项中设置2D Axisymmetry，间隔为10度，总个数=360/10+1=37
3）显示单元，已经按照轴对称形式显示了。

4）显示结果，也已经按照实体显式。

结果与二维显示完全一致。

4、结论
对于明显具有对称结构和边界的模型，采用这种简化方式，可以使用更少的单元和节点得到结果，并通过扩展显示功能，查看整体的结果云图。

对于该模型是否能用对称模型简化，需要在计算时对结构进行综合评价。

例3++ANSYS轴对称旋转单元计算示例

选择材料属性对话框
双击Isotropic选项，弹出Linear Isotropic Properties for Material Number1对话框，如图所示。
设置材料属性对话框
（3）定义单元实常数选择Main Menu>Preprocessor > Real Constants> Add/Edit/Delete，弹出如图所示对话框，
设置SHELL51实常数对话框
（4）建立模型首先生成关键点，运行主菜单Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>In Active CS，弹出如图所示对话框。创建关键点1（0.2,0,0），2（0.2,0.6,0）。生成圆筒母线：运行Main Menu> Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line，弹出拾取关键点对话框，拾取关键点1、2，单击OK。
最大位移发生在圆筒上沿，最大位移为 0.914 10 位移云图
4
m
应力云图最大应力发生在圆筒下沿，最大应力为63.选择Full expansion，单击OK。显示圆筒图形如图所示
圆筒图形
（11）结果显示运行 General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu。弹出如图所示对话框，
云图显示对话框
运行 DOF Solution>Displacement vector sum和Stress>von Mises stress，分别显示圆筒位移和应力云图。
实常数对话框图

基于有限元软件Workbench对轴的分析及应用

基于有限元软件Workbench对轴的分析及应用基于有限元软件Workbench对轴的分析第1章模型建立 (1)1.1 进入模拟平台 (1)1.2 Workbench设置静力系统。

(1)1.3 输入材料属性 (2)1.4 创建几何模型：创建草图构造点 (2)1.5 创建几何模型：尺寸标注 (4)1.6 创建几何模型：Modeling模式中创建线体 (4)1.7 创建几何模型：线体赋予圆形截面 (5)1.8进入Mechanical环境 (6)1.9 静力分析中分配材料及网格划分 (7)1.10 施加约束 (8)1.11 施加载荷 (8)1.12 添加求解选项并求解 (9)1.13 查看结果 (10)第2章验证收敛性 (13)2.1 Workbench添加静力分析系统 (13)2.2 创建3D几何模型 (14)2.3 进入Mechanical程序 (15)2.4 静力分析C中分配材料和网格划分 (16)2.5 施加载荷及约束 (17)2.6 添加求解项并求解查看结果 (18)2.7 分析收敛性 (19)第3章模态率的分析 (26)3.1 建立模态分析系统 (26)3.2 创建3D几何模型 (27)3.3 进入Mechanical程序 (28)3.4 模态分析D中分配材料和网格划分 (29)3.5 定义边界条件 (30)3.6 分析选项设置及求解 (31)3.7 查看求解结果 (31)第4章小结 (34)第1章模型建立1.1 进入模拟平台运行ANSYS 15.0--Workbench15.0，进入到Workbench数值模拟平台，鼠标左键点击OK关闭欢迎窗口。

出现如图1的界面。

1.2 Workbench设置静力系统。

1.1 双击Static Structural或者直接拖动Static Structural到Project Schematic。

1.2 然后将分析系统命名为shaft。

1.3 点击Save，保存项目文件名称为Shaft.wbpj。

ansys轴对称结构的静力分析

第六章轴对称结构的静力分析在工程实践所应用的结构中，有许多结构是可以由一个截面绕一个轴旋转而生成的，如果这种结构所受的外载荷和边界条件也沿此轴对称，则称此结构为轴对称结构。

在有限元理论中对于此类结构有专门的简化方法，在ANSYS中也可以通过结构的轴对称性简化模型，缩短计算时间，提高计算效率。

本章所介绍的实例是带有鼓桶的压气机盘结构件，在进行整体分析时，可以通过对模型的简化（比如去除盘上小孔等）将模型简化为符合轴对称性质的结构，从而可以用轴对称方法对压气机盘组件进行整体分析。

6．1 问题描述某型压气机盘鼓结构件如图6.1所示，在整体分析时不对叶片和压气机上的孔建模，将叶片的引起的离心效果作为线分布力施加于轮盘的边缘。

图6.1 压气机盘鼓件图中所标各点坐标如表6.1所示。

表6.1 盘上各关键点坐标盘转速为11373转/分，盘材料TC4钛合金，其弹性模量为：1.15×105MPa，泊松比为0.30782，密度为4.48×109 吨/立方毫米。

叶片数目为74个，叶片和其安装边总共产生的离心力等效为628232N（沿径向等效），这些力假定其均匀作用于轮盘边缘。

位移约束施加于鼓桶上，为在鼓桶的上表面施加径向约束，在鼓桶的侧面施加轴向约束。

6．2 建立模型完整的前处理过程包括：设定分析作业名和标题；定义单元类型和实常数；定义材料属性；建立几何模型；划分有限元网格。

下面就结合本实例进行介绍，本实例中的单位为应力单位MPa，力单位为N，长度为mm。

6．2．1 设定分析作业名和标题在进行一个新的有限元分析时，通常需要修改数据库文件名（原因见第二章），并在图形输出窗口中定义一个标题用来说明当前进行的工作内容。

另外，对于不同的分析范畴（结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析等）ANSYS6.1所用的主菜单的内容不尽相同，为此我们需要在分析开始时选定分析内容的范畴，以便ANSYS6.1显示出跟其相对应的菜单选项。

Workbench实现圆周对称

Workbench实现圆周对称
目前在Workbench还不能直接实现圆周对称，但正如很多问题一样，这可以通过插入commands来解决。

具体步骤以下各贴详细给出，完整的dsdb文件在附件中。

售价10积分，仅仅是为了体现积分的意义而已。

需要V11 SP1或更高版本。

一个圆环，切下30度进行圆周对称分析。

在Classic中，通常有两种不同的方法，cyclic跟cpcyc。

cyclic通常简单易操作，但由于Workbench自身的原因，cyclic在WB中给出错误的结果。

这个模型很简单，所以划分网格也没有任何难度。

通常而言，既然是圆周对称，应该能够用
sweep。

同样也是圆周对称的荷载跟边界。

插入commands设置圆周对称
/prep7
cyclic
/solu
solution information中的信息，显示建立圆周对称没问题
但结果却令人大跌眼镜，不过这是WB自身的不足造成的。

以后肯定可以在WB直接实现圆周对称。

但在WB中插入commands调用Classic后处理，得到的结果还是正确的
/show,png
/view,,0.6,-0.6,0.4
/ang,,-70
set,last
/cycexpand
plnsol,u,sum,1
插入如下命令，用cpcyc定义圆周对称。

其中的csys，12就是2楼图中显示的圆周坐标系
/prep7
csys,12
cpcyc,all,,12,,30 csys,0
/solu
在WB中直接得到的结果。

ANSYS_Workbench 13.0实用案例分析

Workbench实例入门下面将通过一个简单的分析案例，让读者对ANSYS Workbench 13.0有一个初步的了解，在学习时无需了解操作步骤的每一项内容，这些内容在后面的章节中将有详细的介绍，读者仅需按照操作步骤学习，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。

1.5.1案例介绍某如图1-24所示不锈钢钢板尺寸为320mmX50mmX20mm，其中一端为固定，另一端为自由状态，同时在一面上分布有均布载荷q=0.2MPa，请用ANSYS Workbench求解出应力与应变的分布云图。

1.5.2启动Workbench并建立分析项目（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 13.0 →Workbench命令，启动ANSYS Workbench 13.0，进入主界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component systems→Symmetry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图1-25所示。

图1-24 案例问题图1-25 创建分析项目A（3）在工具箱中的Analysis System→Static Structural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目A 的Symmetry红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的项数据可共享，如图1-26所示。

图1-26 创建分析项目提示：本例是线性静态结构分析，创建项目时可直接创建项目B，而不创建项目A，几何体的导入可在项目B中的B3栏Geometry中导入创建。

本例的创建方法在对同一模型进行不同的分析时会经常用到。

1.5.3导入创建几何体（1）在A2栏的Geometry 上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry →Browse 命令，如图1-27所示，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char01-01几何体文件，如图1-28所示，此时A2栏Geometry 后的变为，表示实体模型已经存在。

ansys二维及二维轴对称PPT教学课件

不同的元素，显示的颜色不同。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
1) 建立边界层
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
2) 划分边
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2Hale Waihona Puke （2D轴对称）问题三、网格划分
出口为压力出口。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
四、定义边界类型
3) 定义边壁
默认情况下，所有未定义其它边界类型的边壁均为固壁（WALL）。
因此固壁边界一般留在最后来定义。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
五、输出网格文件
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
5) 由点生成直线。
附: 选择对象：Shift+鼠标左键旋转对象：鼠标左键移动对象：鼠标中键放大缩小：鼠标右键
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
6) 由封闭直线生成面。
几何模型建立和网格划分步骤同上，不同之处在于边界类型的定义。
定义对称轴：
其它边界类型的定义同前面所述。注意：使用轴对称边界时，不仅要求几何结构
对称，而且还要求流场结构对称。
感谢您的观赏！
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
3) 选择 Fluent 5/6求解器。

ANSYSWorkbench轴对称模型分析及结果扩展显示

ANSYSWorkbench轴对称模型分析及结果扩展显示
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1、引言
在对中心对称或轴对称的实体进行ANSYS计算时，往往为了提高计算效率，只仿真实体的一半或者四分之一甚至更小。

在计算完成后，查看应力或变形云图，却只能看到仿真的这小部分，看不到整个模型的结果。

本文将介绍在Workbench中如何实现对称模型及结果的扩展显示。

2、实例分析过程
下面以一个实例来说明
1）创建一个静力学分析系统，设置分析类型为2D，在SCDM中创建矩形面（XY坐标系内），导入Mechanical，设置几何模型为对称模型，自动划分网格；
2）在Mechanical中施加约束：
在底边施加固定约束，在顶部边上施加斜向的载荷（Fx=100N；Fy=100N）；
3）边界条件设置完成后，进行求解，得到位移、应力等结果。

3、对称显式设置
1) 打开Workbench，选择Tool->Options，在Options中选择Appearance，选中Beta Options前面的方框。

2）进入Mechanical界面，选择Model，插入Symmetry，在Symmetry选项中设置2D Axisymmetry，间隔为10度，总个数=360/10+1=37
3）显示单元，已经按照轴对称形式显示了。

4）显示结果，也已经按照实体显式。

结果与二维显示完全一致。

4、结论
对于明显具有对称结构和边界的模型，采用这种简化方式，可以使用更少的单元和节点得到结果，并通过扩展显示功能，查看整体的结果云图。

对于该模型是否能用对称模型简化，需要在计算时对结构进行综合评价。

ANSYS_轴对称问题

关于 ANSYS 轴对称应力问题1. 什么是轴对称应力问题弹性力学中将廻转体对称于转轴而变形的问题概念为轴对称问题。

依照铁摩辛柯《弹性理论》一书，公式 (169) 与 (178) 能够看到，在轴对称情形，只有径向和轴向位移，不能有周向位移。

轴对称分析要求，除结构是轴对称的外，载荷和约束也必需是轴对称的。

由上面的说明可见，在轴对称分析中不能有周向变形，因此也不能有周向的载荷。

即不能有扭矩之类的载荷和扭转变形。

关于轴对称结构，若是经受轴对称约束，而载荷是非轴对称的，但该载荷能够分解为旋转角θ的三角函数，能够利用“轴对称谐波单元–Plane25，Shell61，Plane75，Plane78，Plane83，Shell208, Shell209 等”进行求解，只是本文不涉及。

2. ANSYS 对轴对称模型的大体要求在 ANSYS 中分析轴对称问题时，要求：(1) 分析模型 (轴对称) 必需位于整体坐标系的 X-Y 平面中，Y 轴为旋转轴，模型中的所有实体 (Keypoint,Line,Area,Volume,Node, Element等) 都必需位于 X >= 0 的范围中。

(2) 所有的载荷、约束都必需是轴对称的。

为此：a. 只能施加 XY 平面内的载荷和约束，不能施加垂直于 XY 平面的载荷 (如扭矩，会产生法向的位移，关于轴对称单元不存在该位移，故不能施加)；b. 依照轴对称理论，在旋转轴上 (X=0) 应该有 Ux ＝0，因此在旋转轴上不能施加非零的径向 (X 方向) 位移约束，也不能施加径向的载荷 (不然会破坏结构 Ux ＝0 的条件)。

3.ANSYS 中如何施加轴对称载荷关于约束、面载荷、体载荷、Y 方向的加速度、X 方向的角速度等，概念方式与非轴对称结构相同；对集中力载荷那么有所不同。

关于集中力，要求输入载荷作用点处，360 度圆周上的合力。

例如：在实际结构直径 d = 10 mm 的圆周上作用 p = 1500 N/mm 的 Y 向载荷，那么应输入为 (见图 1)：F,n,Y,-47214 ! n –加载点的节点编号其中： 47214 ＝π * d * p = * 10 * 1500图 1 轴对称结构施加集中力一样，轴对称分析结果的表述方式也和载荷相同，即节点反力是该节点所在圆周上的全数反力的合力。

轴对称问题的有限元分析

第11章轴对称问题的有限元分析第1节基本知识本节的有限元对象为轴对称问题，目的是学习将3D问题转化为2D问题分析的轴对称方法，涉及如何选取轴对称单元、建模规律、载荷的施加方法和后处理技术。

一、轴对称问题的定义轴对称问题是指受力体的几何形状、约束状态，以及其它外在因素都对称于某一根轴（过该轴的任一平面都是对称面）。

轴对称受力体的所有应力、应变和位移均对称于这根轴。

二、用ANSYS解决2D轴对称问题的规定用ANSYS解决2D轴对称问题时，轴对称模型必须在总体坐标系XOY平面的第一象限中创建，并且Y轴为轴旋转的对称轴。

求解时，施加自由约束、压力载荷、温度载荷和Y方向的加速度可以像其它非轴对称模型一样进行施加，但集中载荷有特殊的含义，它表示的是力或力矩在360 °范围内的合力，即输入的是整个圆周上的总的载荷大小。

同理，在求解完毕后进行后处理时，轴对称模型输出的反作用力结果也是整个圆周上的合力输出，即力和力矩按总载荷大小输出。

在ANSYS中, X方向是径向，Z方向是环向，受力体承载后的环向位移为零，环向应力和应变不为零。

常用的2D轴对称单元类型和用途见表11-1。

在利用ANSYS进行有限元分析时，将这些单元定义为新的单元后，设置单元配置项KEYOPT3）为Axisymmetric（Shell51 和Shell61单元本身就是轴对称单元，不用设置该项），单元将被指定按轴对称模型进行计算。

后处理时，可观察径向和环向应力，它对应的是SX与SZ应力分量，并且在直角坐标系下观察即可。

可以通过轴对称扩展设置将截面结果扩展成任意扇型区域大小的模型，以便更加真实地观察总体模型的各项结果。

第2节2D 轴对称问题有限元分析实例、案例1――圆柱筒的静力分析如图11-1所示，圆柱筒材质为A3钢，受1000 N/m 的压力作用，其厚度为 0.1 m ，直径12 m 高度为16 m,并且圆柱筒壳的下部轴线方向固定，其它方向自由，试计算其变形、径向应力和轴向应力。

ANSYS Workbench14.0循环对称分析

ANSYS-Workbench14.0循环对称分析
在ANSYS-Workbench14.0中学习循环对称分析功能，详细做了一个分析过程，供大家参考。

一、建立模型
首先建立一个扇形模型，如上图所示，可以根据情况自行建立模型，上图模型为內圆50mm外圆200mm，扇形角度为30度。

二、基本设置
模型导入后，鼠标右击Model（A4）点击insert，然后点击Symmetry，建立对称面，或者在工具栏中直接单击Symmetry建立对称面。

在模型数中点击Symmetry可以注意到模型树的变化，点击insert，然后插入Cyclic Region标签，可以明显看到上图Details栏，黄色显示栏就是要手动设置的相关内容。

分别选择模型的两个扇区边界面，作为高低边界，选择完成后发现坐标系处仍然以黄色标记，如上图所示，此处需要指定圆柱坐标系才可以完成定义。

按照上图的Details栏进行相关栏目的设置，然后点击Cyclic Region标签，将坐标系进行设置。

三、求解设置
此模型需要进行固有频率分析，单击Analysis Settings,在下图Details栏，按照下图进行设置。

在模型的内孔上定义Cylindrical Support,开放径向位移，固定轴向和周向位移。

点击Total Deformation 进行下图设置。

四、结果显示。

ANSYS轴对称问题实例

2ansys轴对称问题注意问题1单元plane2plane42plane82plane182plane183shell51模拟轴对称壳2平面单元需要单元设置keyopt3为axisymmetric3y轴必须是旋转对称轴x轴是径向z轴是周向rp2prp4轴对称问题集中力和集中力矩的输入和输出总是360度的合力和合力矩
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2、飞轮有限元模型的n Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →OK (back to Element Types window) →Options… →selelt K3: Axisymmetric→ Close (the Element Type window)
X方向的偏移表示一个轴对称孔
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轴对称荷载
注意：对轴对称模型：
• 输入整个 360°上的力的值。
• 输出值 (反力) 也是基于整个 360°上的值。
• 例如，假定一个半径为 r 的圆柱形壳体，边缘施加 Plb/in 的荷载，把这个荷载施加在二维轴对称壳模型上(例如 SHELL51 单元)，要施加 2prP 的力。
6）周向应力云图
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu →select: DOF solution, Z-Component of Stress →OK
7）轴向应力云图
ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Nodal Solu →select: DOF solution, Y-Component of Stress →OK

[中学]ansys旋转对称结构模态分析实例

ansys旋转对称结构模态分析实例一、基本步骤1、创建循环结构的一个基本扇区模型基本扇区必须在周向有相匹配的低(1ow)角度侧面和高(high)角度侧面，匹配是指在两侧面上有相应的节点，且对应节点相隔的几何角度为扇区角。

侧面可以是任何形状，不必是柱坐标空间中的“平面”。

2、将最低度角侧面上的节点定义为组件选择在最低度角侧面上的节点并将它们定义为一个组件，对另一侧面上的节点也可定义为—个组件，也可以不定义。

组件命令为CM，LOW,NODE。

如果不定义组件HIGH则两个侧面上的节点必须对应，否则必须定义组件HIGH。

3、选择所有图素，并设置柱坐标系4、运行宏CYCGEN宏CYCGEN创建第二个扇区，并且累加在基本扇区上。

这两个扇区的节点编号是不同的，但存在一个恒定的偏移量(在宏中自定确定)。

它们都将用于模态分析。

如执行不带参数的宏cYcGEN，则需要继续下面的第5步；如执行CYCGEN，’load’，则会把基本扇区中的锅台及约束方程复制到新生成的扇区中去，此时跳过第5步，从第6步继续。

5、继续在PREP7中定义所露要的边界条件边界条件必须在两个扇区上都定义。

如果没有颈应力，就不必施加对称边界条件6、进入求解器，指定分析类型为模态分析并设置分析选项。

只能采用于空间法或分块Lanczos法进行循环对称结构的模态分析模态数。

分别采用命令ANTYPE和MODOPT完成定义。

7、运行宏CYCSOL并定义节径范围和扇区命令：CYCSOL，NDMIN，NDMAX，NSECTOR，LOW，[HIGH]，TOL，KMOVE,KPAIRS，SYSNUM在循环对称结构模态分析中，需要理解“节径”概念。

“节径”源于简单的几何体，如圆盘在某阶模态下振动时的表现，在其大多数振型中将包含横穿整个圆盘表面的板外位移为零的线，通常称为节径。

但ANsYs中的节径是广义的，未必与横穿结构的零位移线条数相符。

节径数是以等于扇区角的周向角间隔开的点处的单一自由度值变化的整数。