对计算问题进行简化,当涉及到具有对称性的几何模型和边界条件时,可以利用对称性对模型进行简化。在处理环形结构时,可以运用轴对称模型进行简化计算。对于薄板结构,可以考虑使用壳单元进行简化计算,对于一些常见的钢结构模型,可以考虑使用梁、杆单元进行简化计算。
针对结构静力学问题,可以选择Static Structural这一计算工具;对于结构稳态传热问题,则可以采用Steady-State Thermal来进行计算;针对结构热应力问题,可以使用Steady-State Thermal和Static Structural进行热固耦合计算。
使用三维设计软件建立所需要的几何模型,然后将模型导出中间格式,将其导入到ANSYS Workbench的SpaceClaim中,使用SpaceClaim对导入的模型进行处理,可以很容易对模型进行简化、修复和修改。也可以在SpaceClaim中直接建立几何模型,如果有参数化的需求,可以对关键尺寸进行参数化。
对于结构弹性变形的静力学问题,需要设定材料的弹性模量和泊松比。对于材料非线性问题,除了弹性模量和泊松比之外,还需要设定材料的应力应变曲线。对于传热问题,需要确定材料的热传导系数、比热值等热学参数。如果关注模型的热膨胀和热应力问题,需要设定材料的热膨胀系数。
在ANSYS Workbench中,网格划分主要通过其Mesh功能来实现,选择合适的网格类型,四面体网格,六面体网格,一阶单元,二阶单元等等,需要对关注的区域进行网格加密处理,为了确保计算精度和准确性,需要关注网格的质量,网格质量包括网格的纵横比、雅克比比率、翘曲系数等指标,这些指标都会对计算结果产生影响。
在ANSYS Workbench的中,根据实际工况需求施加约束和载荷。常见的约束类型包括固定约束、位移约束、对称约束、远端位移约束等。还需要施加各种载荷,如均布力、压力等。
如果模型为装配体,模型之间如果存在接触面,还需要设定接触关系。接触关系包括绑定接触、摩擦接触、无摩擦接触等。摩擦接触需要考虑摩擦力的影响,设定摩擦系数,接触刚度等等。
另外,如果模型之间是通过运动副连接的,还需要设定连接方式。常见的连接方式包括固定连接、旋转副连接、铰链连接、球形连接等。
在ANSYS Workbench中确定求解参数是一项非常关键的任务,特别是对于瞬态计算,因为求解参数的设定将直接影响到瞬态问题的求解精度和稳定性。为了准确地模拟瞬态问题的求解过程,需要对时间步进行设定。
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