ANSYS Workbench 2020轴对称分析详解



在实际工程案例中,轴对称问题也是较为普遍的一类案例,由于其周向受力,状态等均相同,因此在分析中,经常将其简化为轴对称问题,可以起到简化计算节省时间的效果,那么,今天来带着大家了解一下如何使用ANSYS workbench2020进行轴对称分析。

以下图所示案例为例,内孔位置固定,上表面承受一定压力,其符合轴对称问题的特点,因此可简化为轴对称模型来进行分析。

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   图1 模型了解
 

首先给大家介绍一下ANSYS workbench有限元分析的流程,如下图所示。

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   图2 ANSYS有限元分析流程
 

那么,现在就看看如何进行相应分析。

一、前处理

1.1 几何模型的构建

进入workbench后,先创建一个静力学分析的流程,鼠标右击Geometry,单击列表中的Property,将分析类型改为2D,如下图所示。


   图3 修改分析类型
 

然后鼠标双击Geometry进入DM中进行建模,绘制草图如下:

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   图4 草图绘制
 

通过Concept->Surface from sketches创建面体,如图5所示。

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   图5 面体创建
 

1.2 材料参数的定义

本案例使用系统默认的结构钢材料,因此,材料定义略过。

1.3 有限元模型的构建

双击Model进入Mechanical模块。

1.3.1 修改模型类型

鼠标左键单击左侧项目树下的Geometry,将左下角2D behavior修改为Axisymmetric

1.3.2 材料赋予

本例使用系统默认的材料参数

1.3.3 网格划分

由于模型简单,网格可以采用自动网格划分,此处不作介绍。

二、求解

2.1 载荷步设置

本例载荷及边界条件较为简单,载荷步可以在用默认设置。

2.2 约束边界条件设置

鼠标右键单击Static Structural,选择insert->Fix Support,固定内侧边线。

2.3 载荷边界条件设置

鼠标右键单击Static Structural,选择insert->Pressure,对上侧边线施加压力。得到的载荷及约束如图所示。

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   图6 边界条件设置
 

设置完成后便可求解计算。

三、后处理

3.1 位移云图

鼠标右键单击Solution,选择Insert->Deformation->Total插入位移云图,如下图所示。

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   图7 位移云图
 

3.2  应力云图

鼠标右键单击Solution,选择Insert->Stress->Equivalent(von-Mises)插入位移云图,如下图所示。

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   图8 应力云图
 

3.3  扩展显示

Workbench2020默认条件下无法对模型进行扩展显示,如果想要扩展显示整体模型,还需进行以下设置。

在Workbench主界面中,依次选择Tool->Option->Appearance,勾选Beta Options的复选框,如下图所示。



   图9 workbench设置修改
 

进入Mechanical模块中,鼠标右击左侧项目树中的Model,依次选择Insert->Symmetry,单击项目树中出现的Symmetry,对左下角细节框按下图所示进行修改。

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   图10 Symmetry设置
 

得到扩展后的位移及应力云图如下所示。

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   图11 扩展位移云图
 

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   图12 扩展应力云图

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