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CAE仿真“怦然心动”

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“怦然心动”是什么感觉?CAE仿真告诉你答案!本文采用Ansys Workbench静力学分析模块,进行“怦然心动”仿真分析,详细步骤如下所述。

1 构建几何模型

在Solidworks环境下构建爱心模型,如下图所示。点击菜单栏中的“工具“,选择Ansys Workbench,将模型传输至Ansys Workbench的Germetry中。

Fig. 1 构建“怦然心动”爱心几何模型
2 创建分析流程
设置Units为mm,拖拉Static Structural至Geometry上,创建项目分析流程,如下图所示。右击Geomrtry进入DM界面,右击Attacxh1,选择Generate生成几何模型。

Fig. 2 创建“怦然心动”项目分析流程

3 进行网格划分

双击Model,进入Mechanical界面。采用自动网格划分方法,设置网格尺寸Element Size为5mm。右击Mesh,选择Generate Mesh,生成网格,检查网格质量Quality。

Fig. 3 “怦然心动”有限元网格划分

4 设置边界条件

点击Static Structural,展开Loads,添加Pressure,选中爱心的2个外表面,点击Apply。设置Difine By为Normal To,Applied By为Surface Effect,如下图所示。
Fig. 4 设置“怦然心动”边界条件
5 分析仿真结果
点击Analysis Setting,开启弱弹簧Weak Springs,开启大变形Large Deflection。右击Solution,添加总位移Total Deformation。选择Solve,进行求解计算。结束后,查看视频动画,分析位移云图。

Fig. 5 “怦然心动”位移云图


来源:纵横CAE
MechanicalWorkbenchDeform静力学动网格ADSSolidWorks
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-09
最近编辑:1月前
纵横CAE
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一文搞懂Ansys Workbench网格质量评价

网格质量关系到有限元分析的求解精度、速度和收敛性。良好的网格是提高仿真可信度的前提,粗糙的网格甚至将得到错误的结果。一般来说,有限元分析80%的时间花费在网格的建立和修正上。网格质量的评价标准有很多,应用哪个评价标准,取决于具体的分析类型。不同物理场和求解器对网格质量有不同的要求。一般情况下,正六面体网格总是最好的,但往往需要更高的计算成本。Ansys Workbench提供了丰富的网格质量评价方法,如上图所示。完成网格划分后,单击模型树中的Mesh,展开下方面板中的Quality,在Mesh Metric中进行选择,具体如下所述。默认是None,不做网格检查。1. Skewness:倾斜度最基本最重要的网格评价标准,是单元相对其理想形状的相对扭曲量,是一个0 (极好的) 到1 (无法接受的)之间的比例因子,0.95之下可以接受,0.95以上越少越好,最好没有。2. Element Quality:单元质量一种比较通用的网格检查准则,1表示完美的立方体或正方形,0表示0体积或负体积。值越大越好。为得到较好的结果,单元质量平均值应大于0.7,否则误差较大。3. Aspect Ratio:纵横比也叫长径比。值为1是说明划分的网格质量最好。为得到较好的位移解,单元纵横比平均值尽量应小于7。为得到较好的应力解,单元纵横比平均值应尽量小于3。4. Warping Factor:扭曲系数也称翘曲比,用于评估或计算四边形壳单元、带有四边形面的块单元等,高扭曲系数表明单元控制方程不能较好控制单元,需重新划分。值为0时说明划分的网格质量最好。5. Jacobian Ratio:雅克比比率正常网格取值范围为0-1。比值为1时表示为完美网格,比值越低表示网格越差。负值表示存在负体积网格,不能被求解器接受。适应性较广,一般用于处理带有中间节点的单元。 6. Parallel Deviation:平行偏差用来评估四边形单元,通过计算四边形单元对边矢量点积的余弦值求出最大的夹角,为四边形两对边的平行偏差。理想值为0°,表示两对边平行,警告值为70°。7. Orthogonal Qaulity:正交质量对单元采用面法向矢量,从单元中心指向每个相邻单元中心的矢量,以及从单元中心指向每个面的矢量计算,其值位于0和1之间,最差值为0,最优值为1。8. Maximum Comer Angle:单元最大内角检查单元的最大内角值,发出错误限制为179.9°。对于三角形而言,60°最好为等边三角形。对于四边形而言,90°最好为矩形。由ANSYS帮助文档,Workbench个评价指标的默认限制值如下表所述。此外,在Mechanical 界面,依次点击Tools—>Options—>Meshing—>Meshing—>Quality,将Mechanical Error Limit修改为Aggressive Mechanical,可以看到不同评价指标下的单元数量及分布位置。写在最后对于结构分析,为得到好的网格,纵横比应尽量接近1,也就是长宽高应尽量接近。对于热分析,网格疏密对温度结果影响不大,但求解热应力热变形时,则需要有较好的网格质量。对于流体分析,一般没有纵横比的要求,但取决于流体特性,膨胀层可容忍大于50 。不建议采用低正交质量或高倾斜度,应保证最小正交质量大于0.1或最大倾斜度小于0.95,这些值取决于物理场和单元所在位置。来源:纵横CAE

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