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ANSYS Workbench 专项突破

一、CAD建模

1.三维建模怎么分解成独立的个体?

压力容器零部件的连接结构是独立的个体,很多新手建模容易犯的错误。

方法1:SOLIDWORKS创建装配体或者采用UG建模

方法2:SOLIDWORKS建模时去掉合并结果

2.在Workbench界面如何把几个模型连接为一个整体?

SCDM和DM里面的合并方法

3.模型如何分割?

在网格化中需要将模型分割从而能设置更好的网格。                   

说明:分割不是Solidworks默认的命令,需要从特征命令栏调处来。

二、路径设置

1.Path 路径命令导出设置

先选中项目树中模型,再选择构造几何结构

Model—Construction Geometry-path

主要的路径构造方法

方法1:选择网格上的节点并应用坐标

方法2:输入厚度方向的坐标,见下图点的输入值。

三、网格划分

1.网格划分时候怎样快速选择面?

单次选择(Single Select),框选择(Box Select)

2.网格划分精度

默认显示的红色应力区域存在部分连续位置完整覆盖两层单元。

四、分析设置

1.结构约束

固定约束、位移约束处会产生应力奇异,约束处的应力不能作为结果判断依据。

无摩擦约束是在几何体选定的面上施加法向约束,对切向不约束,效果等同于对称面的约束。

柱面约束是指在圆柱表面施加轴向、径向、周向约束。径向约束控制的是圆柱面的缩放变形。

2.惯性力

3.结构载荷

接管端面平衡力,等效于拉力  远程力是将所选的元素(点、线、面)连接到一个公共点(即定位点),在该点上对力进行设置,你可以理解为从所选面的所有网格节点引出一条线,汇聚在公共点,然后将力施加在公共点上,通过连线作用到所选面上,这里的连线可以理解为刚性的连接。可以理解为施加到这个面的均部力+力矩,如果力是垂直于这个面且过这个面的形心,那么力矩=0,如果力不垂直于这个面,或者不过形心,那么力矩不等于0

Pcπ(Do2-Di2)/4=PπDi2/4

五、后处理

❶ Deformation 变形

❷ Stress Intensity 应力强度

❸ linearized stress Intensity 应力线性化

选择路径Path,提取SINT。

❹ Force Reaction 约束反力

提取固定支撑三个方向的约束反力

材料力学中的四大强度理论

第一强度理论:最大拉应力理论

Maximum Principal、Normal Stress

第二强度理论:最大拉应变理论

第三强度理论:最大剪应力理论

Stress Intensity、Maximum Shear

第四强度理论:形状改变比能理论

Equivalent Stress(Von Mises)

弹性体在外力作用下产生变形,荷载做功、弹性体变形储能,称之为应变能(分为畸变能和体积的改变能)。引起材料屈服的主要因素是畸变能密度,无论何种状态,只要畸变能密度达到材料单向拉伸屈服时的畸变能密度,材料就屈服。

二、应力分类及限制条件

压力容器分析设计人员应对应力线性化所得到的5种应力熟悉并应用。

一次总体薄膜应力 Pm≤KSm

一次局部薄膜应力 PL≤1.5KSm

一次总体薄膜应力+一次弯曲应力 Pm+Pb≤1.5KSm

一次应力+二次应力PL+Pb+Q ≤3KSm

Pm  general primary membrane stress 

一次总体薄膜应力

PL   primary local membrane stress 

一次局部薄膜应力

Pb   primary bending stress一次弯曲应力

Q    secondary stress 二次应力    

F     peak stress峰值应力

六、应力奇异

应力集中是指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。
应力奇异性是指受力体由于几何关系,在求解应力函数的时候出现的应力无穷大。根据弹性 理论,在尖角处的应力是无穷大;由于离散化误差,有限元模型并不会产生无穷大的应力结果,而会形成本例中随着网格的细化,得出的应力值大幅度增加的现象。应力奇异是数学算法问题。应力奇异点一般出现在刚性约束和尖角处。我们可以认为应力奇异是应力集中的最极端现象。
应力奇异出现的位置通常为形状不连续处。而在连续体出现应力奇异的话,那应该重新检查边界条件,确定载荷和位移施加的是否正确。

看是不是应力奇异很简单,加密网格结果更大,网格稀点结果变小。

七、模态分析和响应谱分析

1.(预应力)模态分析

模态分析是其它动力学分析的基础,比如响应谱分析。

模态分析可以确定结构的各阶固有频率和振型。

分析方法:各阶变形计算

问题:预应力分析大变形影响如何设置?

2.响应谱分析

地震载荷是一个激励,设备受到这个激励之后,如果设备是刚性件,那么就随厂房一起动,厂房产生共振;如果是柔性设备,设备可能会跟产生共振。

载荷随时间变化的动力学分析

一般固有频率大于33Hz则认为设备是刚性的,可以用静力分析;如果低于33就得用动力分析。

结构静力学分析→设置重力加速度作为载荷→模态分析中作为预应力分析→响应谱分析

设置水平和垂直方向的地震加速度→计算支反力/位移/应力强度  

水平方向地震加速度Scale Factor取1,垂直方向地震加速度取0.65。

问题:地震加速度怎么出计算值?

土建提供的载荷,查楼层反应谱

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