第一篇:workbench的装配体问题总结
在结构强度分析时,不可避免地遇到许多问题,如分析方法的选取、计算结果的分析,尤其是应力奇异/集中问题的判别与分析,常常使我们很头疼。
现对这些问题总结如下:(其中的一些方法我已经计算验证过,可是里面仍然是问题多多,希望能看出问题、多提问题、共同解决这些问题;其中的一些未完成工作,希望有感兴趣的可以试试;我选取的实例是工程上常见的梁壁上焊接起竖耳轴,具体计算实例因原因没能附上)
一、问题的提出
研究对象:组件装配体(装配件ASSEMBLE)和几何铸件(部件PART)
简化模型:忽略细节特征(如过渡圆角,或螺栓等)
解决方法:1.几何XGLUE粘结,粘结可靠,几何不利分网;局部计算结果光滑
2.节点NUMMRG融合,粘结有间隙,几何分网方便;局部计算结果不光滑 注:二者粘结可靠,分网方便条件(规格网格、尺寸相等)下,计算结果会相同 引出问题:应力奇异,<1>结构奇异——直角边、直角尖点;需要修改结构
<2>数值奇异——网格敏感
二、铸件构件
铸件类型:圆角过渡
解决方法:1.路径/外插值法:类经验公式,应力集中系数的经验/实验测定,如何用workbench实现路径数据显示?
2.细节/圆角模拟:整体模型:局部细分和子模型:局部分析
3.理论计算:力学分析、经验公式;计算结构简单、工况单一
引出问题:应力集中,<1>结构集中,物理现实,不可改变
<2>数值集中:网格敏感;需要计算收敛
解决方法:1.加权平均法(二维算法的应用和三维算法的编写)
2.人为判别:<1>局部可以屈服、整体(内部含有微裂纹)完好
<2>安全判断标准是材料的屈服盈利
<3>可以考虑采用疲劳分析使用工况
三、装配组件
装配类型:固结/刚性连接——焊接(点焊、线/角焊、面焊)
铆接(铆钉)
螺接(螺栓/螺母)
铰接/柔性连接——连接铰
解决方法:整体把握,细节分析
刚性连接:1.整体方法——1)绑定接触MPC方法
2)组件装配CEINTF命令
注:二者方法相同,都是基于MPC多点约束方法,计算结果也相同
3)经验公式:焊接界面特性和焊接工艺性能
2.细节分析——1)焊接:焊缝模拟,实体、梁、壳(变截面)
2)铆接:SpotWeld方法
3)螺接:见专题讨论
柔性连接:Joint模拟,MPC184单元
引出问题:
刚性连接:<1>应力集中/奇异——人为集中,模型装配/连接;需要计算收敛
<2>连接/接触位置载荷传递,力/力矩和剪力/弯矩
<3>接触应力分布
柔性连接:<1>方法掌握、灵活应用
<2>材料特性的定义、测定
<3>大模型装配,大模型计算问题
解决方法:1.整体校核,固结:焊接/铆接/螺接强度及其评判
<1>屈服判别:焊接(内部宏观裂纹扩展),不可局部屈服
铆接,局部部分屈服;
螺接,局部屈服,螺栓强度、螺栓螺母咬合力
<2>安全判别标准是焊锡焊接强度;铆接强度;螺接强度
<3>判别数值,焊接/铆接/螺接局部最大应力值
2.细节分析,固结:焊接/铆接,局部应力分析;
螺接,接触分析
具体遗留了几个问题:
1)路径操作时,如何用图表显示路径数据
2)其它使用workbench遇到的问题,希望有人能在试做的过程中给予解决、指导
总结:Workbench中插入APDL语言,是点缀性的、辅助性的,是对界面操作的一种修改;而且有时候,需要一次计算完成后,对照Solution information来修改,感觉有点麻烦;不像ANSYS中可以自己很主动、直接的编写APDL语言,自己控制求解的过程;另外,workbench中的一些界面操作无法通过随后APDL语言来修改,比如:在ansys中可以,通过编写rbe3命令来定义主、从节点在某个自由度方向约束,而如果我希望在workbench中对remote force做修改,则找不到可修改的地方,其默认应该是在三个自由度上建立约束方程了。
第二篇:装配体测绘实习报告
《装配体测绘》 实习报 告
姓名:
学号:
班级:
时间:
成绩:
《装配体测绘》实习报告
一、测绘人员
XXX XXX XXX XX XX XX
二、测绘时间
2011.6.27-2011.7.8
三、测绘目的1、培养理论联系实际的正确的设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决实际问题的能力;
2、学习机械设计的一般方法,了解和掌握常用机械零件、传动装置或简单机械的设计过程和进行方式;
3、进行基本技能训练,包括测量、绘图(手工绘制装配图和零件图)、计算、CAD;运用设计资料、手册和规范及使用经验数据进行经验估算和处理数据等。
四、测绘对象
一级圆柱齿轮减速器
五、测绘工具
直尺、游标卡尺
六、测绘内容
1、零件测绘
2、装配图设计第一阶段
(1)装配图设计的准备
(2)有关零部件结构和尺寸的确定
3、装配图设计第二阶段
(1)传动零件结构设计
(2)轴承端盖结构
(3)轴承的密封与润滑
4、装配图设计第三阶段
(1)圆柱齿轮减速器机体的设计
(2)减速器附件的设计
5、完成减速器装配图
6、零件图的设计
七、测绘心得
装配体测绘实习心得
为提高我们10级机械专业学生的专业素质和动手的能力,并将理论知识与实践经验相结合,深化用理论去指导实践,用实践去理解理论的马克思辨证唯物主义法。学校安排了为期两周的专业实习,实习内容为对一级减速器的测绘及画出图纸。在此次实习中我学到了很多。
首先,这次实习提高我们机械专业素质和动手的能力,并将理论知识与实践经验相结合。经过这次实习,巩固、扩大和加深了我从课堂上所学的理论知识,掌握了机械制图cad等基本操作,并达到了一定的熟练程度,而且还有机会学会了装配体图的绘制方法。在锻炼大家画草图、运用计算机绘图的能力同时也积累自己的绘图经验和提高自己的绘图速度。我们不仅从此次专业实习中获得了测量以及绘制等实际工作的初步经验和基本技能,还培养了我们的独立工作能力,培养我们发现问题、解决问题的能力,而且进一步熟练了测量仪器的使用技能,提高了数据计算能力和对数据的敏感程度,并对测绘装配体图的全过程有了一个全面和系统的认识,这些知识往往是我在课堂中很少接触、注意的,但又是十分重要、十分基础的知识。因而此次实习不仅让我积累了许多经验,也让我学到了很多实践知识。
第二,这次实习不仅体现出一个团队的合作精神,也是考验每一个成员的的意志的时候。刚开始的时候,我们连思考也没思考,就直
接开始测量尺寸,认为把数据搞出来后一切都好办。但是事实与预料的相反,最后好多零件都有标准尺寸,需要查书。一次测量实习要完整的做完,单靠一个人的力量和精力是不够的,只有小组全体成员的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。另外这次测量实习培养了我们小组的协作的能力,增进了同学之间的感情,深化了友谊。
第三,态度决定一切。机械制图不仅需要耐心,更重要的是细心和对科学的执著精神。每一个数据都需要精密的测量和计算,还要查看书本上。
第四,合理规划时间。实习任务很大,时间并不长,因此要合理规划时间,制定计划。
同时,我也领悟到学生和社会工作者的区别。工作说不辛苦那是假的,参加工作后让我进一步领悟到生活中的本质东西,即你要成功,你想得到你所希望的状态,首先你必须付出12分的努力。实习以后,我们才真正体会父母挣钱的来之不易,而且开始有意识地培养自己的理财能力。“在大学里学的不仅是知识,更是一种叫做自学的能力”。参加实习后才能深刻体会这句话的含义。我们要在以后的工作中要勤于动手慢慢琢磨,不断学习不断积累。遇到不懂的地方,自己要虚心请教他人,并做好笔记认真的去理解分析。没有自学能力的人迟早要被社会所淘汰。
第三篇:一体化教案装配体测绘
教学过程
【组织教学】
清点学生人数,严肃实习课堂纪律
【导入新课】 装配体的测绘
对现有的装配体进行测量,计算,并绘制出零件图及装配图的过程称为装配体测绘。它对推广先进技术、交流生产经验、改造或维修设备等有重要的意义。因此,装配体测绘也是工程技术人员应该掌握的基本技能之一。
【讲授新课】
一、专业理论知识讲解
对现有的装配体进行测量,计算,并绘制出零件图及装配图的过程称为装配体测绘。它对推广先进技术、交流生产经验、改造或维修设备等有重要的意义。因此,装配体测绘也是工程技术人员应该掌握的基本技能之一。下面以铣床上使用的顶尖座为例说明测绘的步骤和方法。
(一)、测绘准备工作
测绘装配体之前,一般应根据其复杂程度编制测绘计划,准备必要的拆卸工具、量具如板手、榔头、改刀、铜棒、钢皮尺、卡尺、细铅丝等,还应准备好标签及绘图用品等。
(二)、研究测绘对象
测绘前,要对被测绘的装配体进行必要的研究。一般可通过观察、分析该装配体的结构和工作情况,查阅有关该装配体的说明书及资料,搞清该装配体的用途、性能、工作原理、结构及零件间的装配关系等。
如下图所示顶尖座,在使用时,靠螺栓、螺母(图中未画出)压紧在铣床工作台上,用它来支承、顶紧工件,进行铣削加工。它主要有以下三个方向的运动及锁紧机构:
教学过程
1、顶尖轴线方向的运动及锁紧机构
它由捏手 1、衬套 2、顶紧螺杆 6、板 3、顶尖套 4、尾架体 5、顶尖 7 及夹紧螺杆 12、套 13、夹紧手柄 11 等主要零件组成。
转动捏手 1,通过衬套 2、销 4 × 20 使螺杆 6 旋进或旋出,然后通过板 3、销 4 × 28 带动顶尖套 4 及顶尖 7 沿其轴线方向左右移动,即可松开或顶紧工件。当顶尖顶紧工件需要固定不动时,可转动夹紧手柄 11,通过套 13 及夹紧螺杆 12 的锥面压迫尾架体 5 右下端的开槽部分,即可锁紧顶尖套 4。
2、顶尖升降及其锁紧机构
它由定位螺杆 8、升降螺杆 9、定位卡 14、定位板 15、螺母 M12 等零件组成。
欲使顶尖上升或下降时,先松开螺母 M12,然后转动升降螺杆 9,便可使顶尖上升或下降。其原理是,由于升降螺杆 9 下面的颈部被定位卡卡住,使其只能在定位卡中转动,不能轴向移动,从而迫使定位螺杆 8 带动定位板 15 及尾架体 5 上的所有零件同时上升或下降。当顶尖高度位置调整好后,旋紧螺母 M12,即可使其上下位置锁紧固定。
3、顶尖在正平面的转动及其锁紧机构
它由尾架体 5、夹紧螺杆 12、定位板 15、锁紧螺栓 M10 × 35 等零件组成。
要调整顶尖轴线相对于水平面的角度时,可先将螺母 M12 松开,再将锁紧螺栓 M10 × 35 松开,教学过程
握住捏手 1,使尾架体 5 绕夹紧螺杆 12 的轴线转动。转动的角度范围为 20 °(-5 ~ +15 °)。当调整到需要的角度后,拧紧锁紧螺杆 M10 × 35,角度便固定了。再旋紧螺母 M12,即可进行顶尖的轴向调整了。
此外,顶尖座在铣床工作台上固定时,靠定位键 16 起定位作用。螺钉 M4 × 16 的作用是遮盖油孔。当注入润滑油后将螺钉旋入,可起到防尘防切屑掉入的作用。
(三)、绘制装配示意图和拆卸零件
为了便于装配体被拆后仍能顺利装配复原,对于较复杂的装配体,在拆卸过程中应尽量做好记录。最简便常用的方法是绘制出装配示意图,用以记录各种零件的名称、数量及其在装配体中的相对位置及装配连接关系,同时也为绘制正式的装配图作好准备。条件允许,还可以用照相乃至录像等手段做记录。装配示意图是将装配体看作透明体来画的,在画出外形轮廓的同时,又画出其内部结构。装配示意图可参照国家标准《机械制图 机构运动简图符号》(GB4460 — 84)绘制。对于国家标准中没有规定符号的零件,可用简单线条勾出大致轮廓,如下图所示。
在示意图上应编注零件的序号,并注明零件的数量。在拆下的每个(组)零件上,应扎上标签,标签上注明与示意图相对应的序号及名称,并妥为保管。
另外,在拆卸零件时,要把拆卸顺序搞清楚,并选用适当的工具。拆卸时注意不要破坏零件间原有的配合精度。还要注意不要将小零件如销、键、垫片、小弹簧等丢失。对于高精度的零件,要特别注意,不要碰伤或使其变形、损坏。
顶尖座的拆卸顺序是:松开夹紧手柄 11,逆时针旋转捏手 1 即可将顶紧螺杆 6 及顶尖套 4 组合件从尾架体 5 上卸出。然后旋下螺母 M12,定位螺杆 8 及升降螺杆 9 组合件,即可从定位板 15 及底座 10 的孔中抽出。此时,定位板 15 及尾架体 5 组合部分可从底座的上方卸出。最后取掉各组合教学过程
件间的连接件,即可将全部零件分离
(四)、画零件草图及零件工作图
组成装配体的零件,除去标准件,其余非标准件均应画出零件草图及工作图。零件草图及工作图的绘制应按第十一章中零件测绘的有关内容进行。在画零件草图中,要注意以下几点:
① 零件间有连接关系或配合关系的部分,它们的基本尺寸应相同。测绘时,只需测出其中一个零件的有关基本尺寸,即可分别标注在两个零件的对应部分上,以确保尺寸的协调。
② 标准件虽不画零件草图,但要测出其规格尺寸,并根据其结构和外形,从有关标准中查出它的标准代号,把名称、代号、规格尺寸等填入装配图的明细栏中。
③ 零件的各项技术要求(包括尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度、材料、热处理及硬度要求等)应根据零件在装配体中的位置、作用等因素来确定。也可参考同类产品的图纸,用类比的方法来确定。
下图是顶尖座中部分零件的零件草图。
五、画装配图
零件草图或零件图画好后,还要拼画出装配图。画装配图的过程,是一次检验、校对零件形状、尺
教学过程
寸的过程。画装配图的方法和步骤如下:
1、准备
对已有资料进行整理、分析、进一步弄清装配体的性能及结构特点,对装配体的完整结构形状做到心中有数。
2、确定表达方案
顶尖座的表达方案分析如下:
顶尖座的功能是支承和顶紧工件,主要是靠沿顶尖轴线方向的运动实现的。因此,完成这一运动和所有零件间的装配关系,构成了该部件的主要装配干线。所以将顶尖轴线平行于正面放置,并选取一正平面通过顶尖轴线及顶紧螺杆 6 的轴线将其剖开,作为主视图,如下图(e)所示。
用左视图及俯视图表达主视图上没有表达清楚的外形及装配关系,并将左视图沿 A-A 位置剖开。C-C 剖视一方面表示顶尖轴向运动的锁紧机构,同时和主视图、俯视图联系起来,还可分析出顶尖轴线绕正垂轴转动,是通过尾架体 5 绕夹紧螺杆 12 的轴线旋转来实现的。D 向局部视图显示出可转动的最大范围。B-B 剖视则表示了转动角度的刻度指示情况及捏手衬套 2 与顶紧螺杆 6 的连接情况。
3、确定比例和图幅
根据装配体的大小及复杂程度选定绘制装配图的合适比例。一般情况下,只要可以选用 1:1 的比例就应尽量选用 1 ∶ 1 的比例画图,以便于看图。比例确定后,再根据选好的视图,并考虑标注必要的尺寸、零件序号、标题栏、明细栏和技术要求等所需的图面位置,确定出图幅的大小(在计算机上绘图,可不过多考虑布图问题)。
4、画装配图应注意的事项
① 要正确确定各零件间的相对位置。运动件一般按其一个极限位置绘制,另一个极限位置需要表达时,可用双点划线画出其轮廓,螺纹连接件一般按将连接零件压紧的位置绘制。
② 某视图已确定要剖开绘制时,应先画被剖切到的内部结构,即由内逐层向外画。这样其它零件被遮住的外形就可以省略不画。
③ 装配图中各零件的剖面线是看图时区分不同零件的重要依据之一,必须按第二节中的有关规定绘制。剖面线的密度可按零件的大小来决定,不宜太稀或太密。
5、具体步骤
① 布局(在计算机上绘图,可不考虑布图问题):如下图(a)所示,首先画出各基本视图的作图基准线及主要中心线,这一步很重要,应进行认真仔细的计算才行。因为基准线一旦确定了,视图在图中的位置也就确定了。基准线等画好后,再从主视图所表达的主要装配干线着手,画顶尖、及顶尖套的大致轮廓。
② 架体的大致轮廓,如下图(b)所示。
教学过程
③ 位螺杆和顶紧螺杆,如下图所示(c)。
④ 座和升降螺杆,如下图(d)所示。
教学过程
⑤ 必要的尺寸及技术要求,如下图(e)所示。
⑥ 查、修改、加深,如下图(e)所示。
⑦ 序号、填写明细栏、标题栏,如图下(e)所示。
教学过程
⑧ 检查全图、清洁修饰图面。
三、学生实习
1、教师下发实习任务。
2、实习安全注意事项
3、分组实习及讨论
4、教师巡回指导
5、课题考核 【课堂总结】 【布置作业】
每人独立完成装配体的测绘
实习报告:装配体的测绘心得 【整理清洁】 1、设备恢复和整理 2、教学场地的清洁 3、人走五关
第四篇:Workbench屈曲分析总结
Workbench屈曲分析
1、基础概念
结构在载荷作用下由于材料弹性性能发生变形,若变形后结构上的载荷保持平衡,这种状态称为弹性平衡。如果结构在平衡状态时,受到扰动而偏离平衡位置,当扰动消除后仍能恢复原来平衡状态,这种平衡状态称为稳定平衡状态,反之,如果受到扰动而偏离平衡位置,即使扰动消除,结构仍不能恢复原来的平衡状态,而结构在新的状态下平衡,则原来的平衡状态就成为不稳定平衡状态。
当结构所受载荷达到某一值时,若增加一微小的增量,则结构平衡状态将发生很大的改变,这种现象叫做结构失稳或结构屈曲。
根据失稳的性质,结构稳定问题可分为以下三类:
第一类失稳是理想化情况,即达到某个载荷时,除结构原来的平衡状态存在外,出现第二个平衡状态,故又叫做平衡分叉失稳,数学上就是求解特征值问题,又叫做特征值屈曲分析。
第二类失稳是结构失稳,变形将大大发展,而不会出现新的变形形式,即平衡状态不发生质变,也叫极顶失稳,结构失稳时,相应载荷叫做极限载荷,理想结构或完善结构不存在,总是存在这样那样的缺陷,大多数问题属于第二类失稳问题。
第三类失稳是当在和达到某值时,结构平衡状态发生一明显跳跃,突然过渡到非临近的另一具有较大位移的平衡状态,称为跳跃失稳,跳跃失稳没有平衡分叉点,也没有极值点,如坦拱、扁壳、二力杆的失稳都属于此类。
结构弹性稳定分析属于第一类失稳对应workbench的线性特征值分析(Eigenvalue Buckling),考虑缺陷,非线性影响的第二类结构属于workbench的非线性特征值分析(Eigenvalue Buckling),第三类的失稳对应workbench的Static Structural,无论前屈曲平衡状态或后屈曲平衡状态均可一次计算求出,即全过程分析。
1.1屈曲分析基础理论
在平衡状态,考虑到轴向力或中面内力对弯曲变形的影响,根据势能驻值原理得到结构平衡方程为
KEKGUP
式中KE为结构弹性刚度矩阵,KG为结构几何刚度矩阵,也称为初应力刚度矩阵,U为节点位移向量;P为节点载荷向量,上式也为几何非线性分析平衡方程。为得到随遇平衡状态,应是系统势能的二阶变分为零。即:
KEKGU0
因此必有:
KEKG0
式中结构弹性刚度矩阵已知,结构外载荷也就是要求得屈曲载荷未知,结构几何刚度矩阵未知,为了求得该屈曲载荷,假设有一组载荷P0,对应的几何刚度矩阵为KG,并假定屈曲时的载荷是P0的倍,固有KG=KG,上式可变为
00KK0
E0G写成特征值的方式为
KEKG0
式中为第阶的特征值,为对应的特征向量,是该阶载荷下结构的变形形状,即屈曲模态或失稳模态。
在workbench中计算出的是和,即屈曲载荷系数和模态,而屈曲载荷为P0.
2.1、Linear-based Eigenvalue Buckling Analysis 线性屈曲分析应注意以下几点
线性屈曲分析只能在静力分析模块中定义边界
通过特征值屈曲分析计算的结果是在静态结构分析中应用所有载荷的屈曲载荷因子。例如,如果在静态分析中对结构应用10 N压缩负载,如果特征值屈曲分析计算负载系数为1500,则预测的屈曲载荷为1500×10 = 15000N。因此,在屈曲分析之前的静态分析中应用单位载荷是一种典型的方法。 在静态分析中所使用的所有载荷都适用于屈曲负载系数
请注意,负载系数表示所有负载的比例因子。如果某些负载是恒定的(例如,自重重力负载),而其他负载是可变的(例如,外部施加的负载),则需要采取特殊步骤确保准确的结果。
为了实现这一目,可以使用一个策略,就是是迭代特征值,调整可变载荷,直到屈曲因子变为1.0(或接近1.0,在一些收敛公差内)
特征值屈曲分析案例
材料:结构钢
模型:r=1mm L=50mm的圆柱
边界:一端固定,一端施加10N集中力。
1.创建分析系统
首先创建一个结构静力分析分析系统,再创建特征值分析系统将他们数据共享。
2、静力分析边界
3.求解静力分析
3.求解特征值
在总变形中可以查看1阶变形模态和1阶特征值,可以看出一阶特征值为15.534,则屈曲载荷为10*15.534=155.34N,如果将静力分析中集中力改为155.34,计算出特征值为0.9997,约等于1,集中力155.34就是此结构的屈曲载荷。
2.2、Nonlinear-based Eigenvalue Buckling Analysis
非线性屈曲分析要点
至少有一个非线性属性在静力分析中被定义。
除了在静态结构分析中定义的荷载之外,还必须在屈曲分析中至少定义一个载荷来进行求解。要启用此功能,将“保持预应力加载模式”属性设置为“是”(默认设置)将在“特征值屈曲”分析中保留静态结构分析中的加载模式。将属性设置为否需要您定义特征值屈曲分析的新加载模式。这种新的加载模式可以与预应力分析完全不同 在基于非线性的特征值屈曲分析中,负载乘数仅对屈曲分析中的负载进行了缩放。在估计结构的极限屈曲载荷时,必须考虑静态结构中的载荷和特征值分析。用于计算非线性特征值屈曲的极限屈曲载荷的方程是
FBUCKLING = FRESTART + λi · FPERTRUB where: FBUCKLING = The ultimate buckling load for the structure.FRESTART = Total loads in Static Structural analysis at the specified restart load step.λi = Buckling load factor for the “i'th” mode.FPERTRUB = Perturbation loads applied in buckling analysis 例如:如果在静力分析中施加100N集中力,在屈曲分析中加10N力,你得到载荷因子位15,则结构的极限屈曲力位100+(15*10)=250 注意:可以使用一维柱的屈曲来验证上述方程的极限屈曲载荷。然而,对于在静态结构和特征值屈曲分析中应用的不同负载组合,计算2D和3D问题的极限屈曲载荷可能不如1D列示例那么直接,这是因为FRESTART和FPERTRUB的值基本上是分别在静态和屈曲分析中的有效载荷值。
举个例子,一个悬臂梁的理论极限弯曲强度为1000N,它受到了影响 对250 n的压缩力(a)。根据负载因素计算极限屈曲载荷(F)的过程 用力学方法对线性和非线性特征值屈曲分析进行了计算,如下图所示 示意图
非线性屈曲分析案例
分析模型与前文特征值分析一样,只是在求解设置中打开大变形开关。
1.静力分析结果
2.屈曲分析设置
设置中Keep Pre-Stress Load-Pattern为YES,这时只能在静力分析中施加载荷,不允许在屈曲分析中施加载荷。
3.屈曲分析结果
在总变形中可以查看1阶变形模态和1阶特征值,可以看出一阶特征值为14.535,则屈曲载荷为10+10*14.534=155.34N,如果将静力分析中集中力改为155.34,计算出特征值为7.877e-4 155.34+155.34*7.877e-4155.34,集中力155.34就是此结构的屈曲载荷。
若屈曲分析设置中Keep Pre-Stress Load-Pattern为NO,此时在静力分析中可以施加载荷,允屈曲分析中也可以施加载荷。屈曲分析中的载荷只能施加节点力。
首先在施加集中力的端面创建一个节点集合
在屈曲分析中设置集中力
屈曲分析结果
在总变形中可以查看1阶变形模态和1阶特征值,可以看出一阶特征值为7.2672,则屈曲载荷为10+20*7.2672=155.34N。
第五篇:ansys workbench meshing网格划分总结
Base point and delta创建出的点重合时看不到
大部分可划分为四面体网格,但六面体网格仍是首选,四面体网格是最后的选择,使用复杂结构。
六面体(梯形)在中心质量差,四面体在边界层处质量差,边界层处用棱柱网格prism。
棱锥为四面体和六面体之间的过渡 棱柱由四面体网格被拉伸时生成 3D Sweep扫掠网格划:只有单一的源面和目标面,膨胀层可生成纯六面体或棱柱网格
Multizone多域扫掠网格:对象是多个简单的规则体组成时(六面体)——mapped mesh type映射网格类型:包括hexa、hexa/prism ——free mesh type自由网格类型:包括not allowed、tetra、hexa dominant、hexa core(六面体核心)
——src/trg selection源面/目标面选择,包括automatic、manual source手动源面选择
patch conforming:考虑一些小细节(四面体),包括CFD的膨胀层或边界层识别 patch independent:忽略一些小细节,如倒角,小孔等(四面体),包括CFD的膨胀层或边界层识别
——max element size 最大网格尺寸
——approx number of elements大约网格数量 mesh based defeaturing 清除网格特征
——defeaturing tolerance 设置某一数值时,程序会根据大小和角度过滤掉几何边 Use advanced size function 高级尺寸功能
——curvature['kɜːvətʃə] 曲率:有曲率变化的地方网格自动加密,如螺钉孔,作用于边和面。
——proximity[prɒk'sɪmɪtɪ] 邻近:窄薄处、狭长的几何体处网格自动加密,如薄壁,但花费时间较多,网格数量增加较多,配合min size使用。控制面网格尺寸可起到相同细化效果。
hex dominant六面体主导:先生成四边形主导的网格,然后再得到六面体再按需要填充棱锥和四面体单元。
——此方法对于不可扫掠的体,要得到六面体网格时推荐 ——对内部容积大的体有用
——对体积和表面积比小的薄复杂体无用 ——对于CFD无边界层识别 ——主要对FEA分析有用
Automatic自动网格:在四面体网格(patch conforming考虑细节)和扫掠网格(sweep)之间自动切换。2D Quadrilateral dominant [,kwɑdrɪ'lætərəl] 四边形主导 triangles['traɪæŋg(ə)l] 三角形
uniform quad/tri 均匀四边形或三角形 uniform quad 均匀四边形 膨胀
所有的方法可以应用到膨胀中除了六面体主导控制的薄壁结构的扫掠 可以扫掠(纯六面体或楔形)
网格质量mesh metrics:畸变度skewness,0.80-0.95acceptable 六面体节点数少于四面体的一半,边界层、高区率区域用六面体。
对任意几何,六面体网格划分需要多步,对简单几何,扫掠Sweep和Multizone是一种简单方式。
几何体的不同部件可以使用不同的网格划分方法(能扫掠的部件扫掠,不能的部件hex dominant,边界层棱柱)
——不同部件的体的网格可以不匹配或不一致 ——单个部件的体的网格匹配或一致 四面体特点
自动、关键区域可细化、边界层,单元和节点数多 Physics preference物理场偏好
Tetrahedrons [,tetrə'hiːdrən;-'hed-] 四面体 Hexahedron[,heksə'hiːdrən;-'hed-]六面体 algorithm ['ælgərɪð(ə)m] 算法
fixed:只以设定的大小划分网格,不会根据曲率大小自动细化 statistic(网格)统计数值 explicit 显式动力学分析
relevance 关联,相关。值(-100—100)越大,网格越细 relevance center 关联中心 smoothing平滑度
transition 过渡:控制临近单元增长比。CFD、Explicit需要缓慢网格过渡,mechanical、electromagetics需要产生快速网格过渡 Element Midside Nodes 单元中间节点 Sizing(全局)尺寸控制
Initial Size Seed初始尺寸种子:用来控制每一部件的初始网格种子 ——active assembly有效组件:初始种子放入未一直部件 ——full assembly 全部组件 ——part Span angle center 跨度中心角:网格在弯曲区域细分,直到单独单元跨越这个角 Inflation 膨胀:一般而言,这里的Inflation为整体控制,我们不用,后面可以利用Mesh-Insert-Inflation来设置具体的膨胀。
——use automatic tet inflation为program controlled时,膨胀层由所有没有指配named selection的边界形成。膨胀层厚度是表面网格的函数,是自动施加的。Contact size接触尺寸 Refinement细化:仅对边、面、顶点有效 Mapped face meshing映射面划分
Match control 匹配控制:旋转机械,取重复的一部分方便循环对称分析。Pinch 收缩:可以在划分网格时自动去除模型上的一些小特征,如边、狭窄区等,从而减少网格数。收缩只对顶点和边起作用,面和体不能收缩。Mesh-右键-Create Pinch Controls可以让程序自动寻找并去除几何体上的一些小特征,之前要在Defeaturing(特征清除)中设置好Pinch Tolerance(收缩容差),收缩容差要小于局部最小尺寸(Minimum Edge Length)。
局部尺寸Sizing中的type通常采用如下两类:
——element size:用于设置所选中的具体,某单元(体、面、边、顶点)的平均边长
——sphere of influence:用球体来设置单元平均大小的范围,球体中心坐标采 用的是局部坐标系,所有包含在球体内的实体,其单元网格大小均按照设定的尺寸划分。为了描述球所在位置,还对其它需要定义一个坐标系。右击coordinate systems插入一个坐标系,定义origin x,y,z, insert-sizing, 设置type为sphere of influence,点击sphere center选择创建的坐标系,设置sphere radius和element size。Inflation ——Smooth transition平滑过渡
——Total thickness总厚度:选项的膨胀其第一层和下列每一层的厚度是常量 ——first layer thickness第一层厚度 Transition ratio过渡比
Maximum layers边界层层数 Inflation algorithm膨胀运算法则
——pre前处理:tgrid算法,可以应用于扫掠和2D网格划分。——post后处理:icem cfd算法,只对patch conforming和patch independent四面体网格有效。
Inflation this method Mapped face meshing映射面划分 ① 在面上允许产生结构网格
② 映射面划分的内部圆柱面有更均匀的网格模式
③ 如果选择的映射面划分的面是由两个回线定义的,就要激活径向的分割数。扫掠时指定穿过环形区域的分割数(radial number of divisions:这用来产生多层单元穿过薄环面)。
多体部件:一个part由多个solid组成,即多个body mesh的整体思路是“先进行整体和局部网格控制,然后对被选的边、面进行网格细化” 问题
同一部件能不能用不同网格?
需在DM中用slice分割划分,流体是否可用?类似icem 面网格作用
Insert-Sizing-face-element size面尺寸,细化面网格起到细化体网格作用(四面体的一个面组成了面网格)Sweep和multizone区别: Sweep不能手动选多个源面,multizone可以选多个源面,sweep要想选多个源面需要slice成多体部件,multizone相当于将part分割了,适用于未分割且各个部分均可扫掠的。有不可扫掠部分和可扫掠部分的,先用slice分割为多体部件,再用sweep手动选择各个body的源面,其余部分tetra。Sweep的边界层需选择源面上的edge
通过扫掠网格的映射面划分的使用和作用,强迫薄环厚度上的径向份数,在源面和目标面的边上设置边尺寸,有助于生成高质量的网格。多体部件:
①Sweep手动源面+tetra分别划分最好(sweep自动和手动效果相同)
②Multizone自动源面 hexa/prism、tetra差
③Multizone手动指定源面最差
④ 割后automatic同①
影响网格质量的因素:
几何模型:小边、狭长面、缝隙、尖锐角等(“虚拟拓扑”虚拟地把小边、狭长面等合并,避免质量差的网格出现)网格划分方法的选择
网格尺寸的设置(质量差的地方,进行局部网格加密)