ansys workbench 15.0 边界条件解析
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ansys workbench中的边界条件约束详解ANSYS Workbench中的边界条件约束详解ANSYS Workbench是一种通用的有限元分析软件,广泛应用于工程设计、仿真和优化。
在进行仿真分析时,正确地设置边界条件是非常关键的一步。
边界条件定义了模型的外部环境,并对物体施加约束或加载,以模拟实际工作条件。
本文将详细讨论ANSYS Workbench中的边界条件约束,一步一步地回答以下问题。
1. 什么是边界条件约束?在ANSYS Workbench中,边界条件约束是指对模拟模型中的物体施加的限制条件或加载。
这些约束可以是外力、固定支撑点、固定边界或其他类型的条件,用于模拟现实世界中物体所受的外部情况。
2. 如何在ANSYS Workbench中设置边界条件约束?在ANSYS Workbench中设置边界条件约束有以下几个步骤:a. 创建几何模型:首先,根据实际需要创建几何模型,并进行相关的几何操作,比如创建零件、装配等。
b. 定义材料特性:为模型中的各个物体定义相应的材料特性,例如弹性模量、密度、热传导系数等。
c. 网格划分:对几何模型进行网格划分,将其划分为适当的网格单元,用于数学求解。
d. 设置约束:在边界条件编辑器中,通过选择适当的图形工具和选项,设置所需的边界条件约束。
这些约束可以是外力、固定支撑点、固定边界或其他类型的条件。
e. 网格连接:对于多个物体组成的装配模型,还需要将相邻网格之间的连接设置得当,以确保模拟的连续性。
3. 外力约束是如何设置的?外力约束是指施加在模拟模型上的外部载荷或力。
在ANSYS Workbench中,可以通过以下步骤设置外力约束:a. 在边界条件编辑器中选择适当的图形工具,如力矢量或单点力工具。
b. 在模拟模型上选择力作用点,可以是单个点或一组点,也可以是物体的表面等。
c. 输入或定义所需的外力大小和方向。
d. 根据需求设置负载的类型,如压力、力或流体力等。
第1章初识ANSYSWorkbench项目视图系统使用起来非常简单:直接从左边的工具箱(Toolbox)中将所需的分析系统拖曳到右边的项目视图窗口中或双击即可。
工具箱(Toolbox)中的分析系统(AnalysisSystems)部分,包含了各种已预置好的分析类型(如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等),每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程(如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程),按其顺序一步步往下执行即可完成相关的分析任务。
当然也可从工具箱中的ComponentSystems里选取各个独立的程序系统,自己组装成一个分析流程。
一旦选择或定制好分析流程后,Workbench平台将能自动管理流程中任何步骤发生的变化(如几何尺寸变化、载荷变化等),自动执行流程中所需的应用程序,从而自动更新整个仿真项目,极大缩短了更改设计所需的时间。
Workbench仿真流程具有良好的可定制性,只须通过鼠标拖曳操作,即可非常容易地创建复杂的、包含多个物理场的耦合分析流程,在各物理场之间所需的数据传输也能自动定义。
ANSYSWorkbench平台在流体和结构分析之间自动创建数据连接以共享几何模型,使数据保存更轻量化,并更容易分析几何改变对流体和结构两者产生的影响。
同时,从流体分析中将压力载荷传递到结构分析中的过程也是完全自动的。
工具栏中预置的分析系统(AnalysisSystems)使用起来非常方便,因为它包含了所选分析类型所需的所有任务节点及相关应用程序。
Workbench项目视图的设计是非常柔性的,用户可以非常方便地对分析流程进行自定义,把ComponentSystems中的各工具当成砖块,按照任务需要进行装配。
ANSYSWorkbench环境中的应用程序都是支持参数变量的,包括CAD几何尺寸参数、材料特性参数、边界条件参数以及计算结果参数等。
在仿真流程各环节中定义的参数都是直接在项目窗口中进行管理的,因而非常容易研究多个参数变量的变化。
ansys fluent边界条件一、边界条件是啥呢?在ANSYS Fluent这个神奇的世界里呀,边界条件就像是游戏规则一样重要呢。
它告诉这个软件,在我们所研究的这个模型的边界上,各种物理量是怎么个情况。
比如说,流体在边界上是怎么流进来的,速度是多少呀,压力是多大呀,就像你告诉一个小机器人,这个地方的东西得按照这样的规则来办事哦。
这就好比是给流体的活动设定了一个舞台的边界,告诉它在这个边界上你得这么表现,不能乱来哦。
二、常见的边界条件类型。
1. 速度入口边界条件。
这就像是给流体开了个专门的入口,还规定了它们进来的速度呢。
比如说,你可以告诉Fluent,在这个入口处,流体是以每秒5米的速度匀速进来的,就像一群小蚂蚁按照整齐的步伐进入一个小城堡一样。
这个速度入口边界条件在很多实际情况里都特别有用,像模拟水管里的水流进来的时候,你就得知道水进来的速度大概是多少,这样才能准确地算出后面的各种情况呀。
2. 压力入口边界条件。
这个呢,就是从压力的角度来设定边界啦。
你想啊,就像给气球打气一样,你通过控制打气筒的压力来决定气球里面空气的多少。
在Fluent里,你设定了压力入口边界条件,就相当于告诉软件这个入口处的压力是多少,然后软件就会根据这个压力去计算流体的流动情况。
比如说在一些涉及到气体流动的模拟中,像风洞实验的模拟,你就可能会用到这个压力入口边界条件。
3. 壁面边界条件。
壁面边界条件就像是给流体划了个界限,告诉它哪些地方是不能随便穿透的,就像一堵墙一样。
流体到了这个壁面,就只能乖乖地按照一定的规则来行事啦。
比如说,流体在壁面上可能会有速度为零的情况,就像小水珠碰到玻璃壁面,就只能停在那里,不能穿过玻璃。
而且呀,壁面的粗糙度之类的因素也会影响流体的流动,在Fluent里你也可以设定这些参数,就像给壁面穿上不同粗糙度的衣服,看看流体在不同情况下的表现呢。
三、边界条件设置的小窍门。
1. 参考实际情况。
在设置边界条件的时候呀,可不能瞎猜哦。
第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序(网格划分平台)的目标是提供通用的网格划分格局。
网格划分工具可以在任何分析类型中使用。
●FEA仿真:包括结构动力学分析、显示动力学分析(AUTODYN、ANSYS LS/DYNA)、电磁场分析等。
●CFD分析:包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench中进行网格划分,具有以下特点:●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer(分解克服)方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法,亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1.对于三维几何体对于三维几何体(3D)有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法(1)自动划分法(Automatic)自动设置四面体或扫掠网格划分,如果体是可扫掠的,则体将被扫掠划分网格,否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。
同一部件的体具有一致的网格单元。
(2)四面体划分法(Tetrahedrons)四面体划分法包括Patch Conforming划分法(Workbench自带功能)及Patch Independent划分法(依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现)。
四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
图3-2 四面体划分法的参数设置Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界,若在面上施加了边界条件,便不能忽略。
手把手教你用ANSYS workbench本文的目的主要是帮助那些没有接触过ansys workbench的人快速上手使用这个软件.在本文里将展示ansys workbench如何从一片空白起步,建立几何模型、划分网格、设置约束和边界条件、进行求解计算,以及在后处理中运行疲劳分析模块,得到估计寿命的全过程.一、建立算例打开ansys workbench,这时还是一片空白.首先我们要清楚自己要计算的算例的分析类型,一般对于结构力学领域,有静态分析(Static Structural)、动态分析(Rigid Dynamics)、模态分析(Modal)。
在Toolbox窗口中用鼠标点中算例的分析类型,将它拖出到右边白色的Project Schematic窗口中,就会出现一个算例框图。
比如本文选择进行静态分析,将Static Structural条目拖出到右边,出现A框图.在算例框图中,有多个栏目,这些是计算一个静态结构分析算例需要完成的步骤,完成的步骤在它右边会出现一个绿色的勾,没有完成的步骤,右边会出现问号,修改过没有更新的步骤右边会出现循环箭头。
第二项EngineeringData已经默认设置好了钢材料,如果需要修改材料的参数,直接双击点开它,会出现Properties窗口,一些主要用到的材料参数如下图所示:点中SN曲线,可在右侧或者下方的窗口中找到SN曲线的具体数据。
窗口出现的位置应该与个人设置的窗口布局有关。
二、几何建模现在进行到第三步,建立几何模型。
右键点击Grometry条目可以创建,或者在Toolbox 窗口的Component Systems下面找到Geometry条目,将它拖出来,也可以创建,拖出来之后,出现一个新的框图,几何模型框图。
双击框图中的Geometry,会跳出一个新窗口,几何模型设计窗口,如下图所示:点击XYPlane,再点击创建草图的按钮,表示在XY平面上创建草图,如下图所示:右键点击XYPlane,选择Look at,可将右边图形窗口的视角旋转到XYPlane平面上:创建了草图之后点击XYPlane下面的Sketch2(具体名字可按用户需要修改),再点击激活Sketching页面:在Sketching页面可以创建几何体,从基本的轮廓线开始创建起,我们现在右边的图形窗口中随便画一条横线:画出的横线长度是鼠标随便点出来的,并不是精确地等于用户想要的长度,甚至可能与想要的长度相差好多个数量级.这个时候我们打开Dimensions下拉框,点击General,再选中刚才画的线,拉出一个标定数据H1,在Details View窗口中可以设置H1的精确值,设置后,线段变成设定的长度,可适当缩放图形调整到合适的比例尺。
ansys简支梁边界条件
在ANSYS中,简支梁是一种常见的结构,在进行有限元分析时需要设置合适的边界条件。
简支梁是指两端可以自由转动和沿梁轴方向自由伸缩的梁结构。
在进行简支梁的有限元分析时,需要考虑以下几种边界条件:
1. 位移边界条件,对于简支梁的两端,需要将其位移边界条件设置为零,以模拟简支梁的自由转动和自由伸缩的特性。
2. 载荷边界条件,在进行简支梁的分析时,需要施加适当的载荷边界条件,可以是集中力、集中力矩或均布载荷等,以模拟实际工程中的受力情况。
3. 材料属性,在进行简支梁的分析时,需要设置材料的弹性模量、泊松比等材料属性,以确保分析结果的准确性。
4. 约束条件,在设置简支梁的边界条件时,需要考虑梁的自由度约束情况,以确保模型的合理性和准确性。
总的来说,在ANSYS中进行简支梁的有限元分析时,需要综合
考虑位移边界条件、载荷边界条件、材料属性和约束条件等多个方面,以确保分析结果的准确性和可靠性。
同时,需要根据具体的工程问题和分析要求,合理设置简支梁的边界条件,以得到符合实际工程情况的分析结果。
第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序(网格划分平台)的目标是提供通用的网格划分格局。
网格划分工具可以在任何分析类型中使用。
●FEA仿真:包括结构动力学分析、显示动力学分析(AUTODYN、ANSYS LS/DYNA)、电磁场分析等。
●CFD分析:包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench中进行网格划分,具有以下特点:●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer(分解克服)方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法,亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1.对于三维几何体对于三维几何体(3D)有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法(1)自动划分法(Automatic)自动设置四面体或扫掠网格划分,如果体是可扫掠的,则体将被扫掠划分网格,否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。
同一部件的体具有一致的网格单元。
(2)四面体划分法(Tetrahedrons)四面体划分法包括Patch Conforming划分法(Workbench自带功能)及Patch Independent划分法(依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现)。
四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
图3-2 四面体划分法的参数设置Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界,若在面上施加了边界条件,便不能忽略。
good第1章初识ANSYS Workbench1.1 ANSYS Workbench 15.0 概述经过多年的潜心开发,ANSYS公司在2002年发布ANSYS 7.0的同时正式推出了前后处理和软件集成环境ANSYS Workbench Environment(AWE)。
到ANSYS 11.0版本发布时,已提升了ANSYS软件的易用性、集成性、客户化定制开发的方便性,深获客户喜爱。
Workbench在2014年发布的ANSYS 15.0版本中,在继承第一代Workbench的各种优势特征的基础上发生了革命性的变化,连同ANSYS 15.0版本可视为第二代Workbench(Workbench 2.0),其最大的变化是提供了全新的项目视图(Project Schematic View)功能,将整个仿真流程更加紧密地组合在一起,通过简单的拖曳操作即可完成复杂的多物理场分析流程。
Workbench所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等,使ANSYS在仿真驱动产品设计(Simulation Driven Product Development)方面达到了前所未有的高度。
1.1.1 关于ANSYS Workbench在ANSYS 15.0版本中,ANSYS对Workbench架构进行了全新设计,全新的项目视图(Project Schematic View)功能改变了用户使用Workbench仿真环境(Simulation)的方式。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通在一个类似流程图的图表中,仿真项目中的各项任务以互相连接的图形化方式清晰地表达出来,可以非常容易地理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。
项目视图系统使用起来非常简单:直接从左边的工具箱(Toolbox)中将所需的分析系统拖曳到右边的项目视图窗口中或双击即可。
工具箱(Toolbox)中的分析系统(Analysis Systems)部分,包含了各种已预置好的分析类型(如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等),每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程(如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程),按其顺序一步步往下执行即可完成相关的分析任务。
1.施加显式分析的载荷一般的加载步骤如下:(1)将模型中受载的部分定义为组元或PART(用于刚体的加载);(2)定义包含时间和对应荷载数值的数组参数并赋值;(3)通过上述数组定义荷载时间历程曲线;(4)选择施加荷载的坐标系统(默认为在总体直角坐标系);(5)将荷载施加到结构模型特定受载的部分上。
在ANSYS/LS-DYNA中,定义或分析显式分析载荷的GUI操作菜单路径为:Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Loading Options>Specify Loads Main Menu>Solution>Loading Options>Specify Loads通过上述菜单调出如图1所示的加载对话框,在其中依次输入相应的参数,同样可以完成载荷的施加过程。
图1施加显式分析的载荷注意:在ANSYS/LS-DYNA中,上述方式定义的载荷是在一个载荷步施加的,即直接施加随着时间变化的各种动力作用到结构的受载部分。
不要与ANSYS隐式结构分析中多个载荷步加载的概念相混淆。
施加了显式分析载荷之后,可以通过操作显示或隐藏载荷标志,其GUI菜单操作路径为:Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Loading Options>Show Forces2.施加初始条件在瞬态动力问题中,经常需要定义结构系统的初始状态,如初始速度等。
在ANSYS/LS-DYNA程序中,菜单路径为:Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Initial Velocity>OnNodes/PARTsMain Menu>Solution>Initial Velocity>On Nodes/PARTs图2施加于PART上初始速度3.施加边界条件在ANSYS/LS-DYNA中,可以定义如下一些类型的边界条件:★固定边界条件其菜单操作路径为:Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Constraints>Apply>On Nodes Main Menu>Solution>Constraints>Apply>On Nodes在图形窗口中单击需要约束的节点,然后,在弹出的如图3所示的对话框中进行施加零约束的操作。
第1章初识ANSYS Workbench导言经过多年的潜心开发,ANSYS公司在2002年发布ANSYS 7.0的同时正式推出了前后处理和软件集成环境ANSYS Workbench Environment(AWE)。
到ANSYS 11.0版本发布时,已提升了ANSYS软件的易用性、集成性、客户化定制开发的方便性,深获客户喜爱。
Workbench在2014年发布的ANSYS 15.0版本中,在继承第一代Workbench的各种优势特征的基础上发生了革命性的变化,连同ANSYS 15.0版本可视为第二代Workbench(Workbench 2.0),其最大的变化是提供了全新的项目视图(Project Schematic View)功能,将整个仿真流程更加紧密地组合在一起,通过简单的拖曳操作即可完成复杂的多物理场分析流程。
Workbench所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等,使ANSYS在仿真驱动产品设计(Simulation Driven Product Development)方面达到了前所未有的高度。
在ANSYS 15.0版本中,ANSYS对Workbench架构进行了全新设计,全新的项目视图(Project Schematic View)功能改变了用户使用Workbench仿真环境(Simulation)的方式。
在一个类似流程图的图表中,仿真项目中的各项任务以互相连接的图形化方式清晰地表达出来,可以非常容易地理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。
项目视图系统使用起来非常简单:直接从左边的工具箱(Toolbox)中将所需的分析系统拖曳到右边的项目视图窗口中或双击即可。
工具箱(Toolbox)中的分析系统(Analysis Systems)部分,包含了各种已预置好的分析类型(如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等),每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程(如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程),按其顺序一步步往下执行即可完成相关的分析任务。