结构分析过程,由于设计的美观以及稳定,经常遇到对称模型。
这里的对称包括:
几何对称:如轴对称(管道、压力容器)、平面对称(机翼、桥梁)、旋转对称(齿轮、风扇)
载荷对称:均布载荷、对称温度场、中心对称受力(均匀受压的圆盘)
当然偶尔用对称分析还能装一下,满足小小虚荣。
1. 计算效率大幅提升
减少计算规模:对称模型只需分析原始模型的 1/2、1/4 甚至 1/8,网格数量和求解自由度成倍降低。
缩短求解时间:计算时间可减少 50%~90%(取决于对称性利用程度),尤其对大型模型或非线性分析(如接触、塑性)效果显著。
2. 建模与网格划分简化
几何简化:仅需构建对称部分,避免复杂整体建模(如旋转对称的涡轮叶片、对称支撑结构)。
网格优化:对称面附近的网格更易控制质量,减少扭曲单元(如六面体网格划分更高效)。
3. 边界条件设置便捷
对称边界条件:Workbench 自动识别对称面,施加 无摩擦约束(对称支撑) 或 周期性条件,无需手动定义复杂约束。
对称支撑(Symmetry Support):限制法向位移,允许切向自由变形。
反对称支撑(Antisymmetric Support):限制切向位移,允许法向自由变形(如弯曲问题)。
建立模型如下图所示:
1.打开workbench,拉入静力分析,导入模型,双击Setup 进入操作界面
2.利用圆弧建立圆柱坐标系,这里需要注意圆柱坐标系Z轴方向需要调整为高度方向
3.Model-insert Symmetry
4.Symmetry-insert-Cyclic Region;设置相应的对象,选择首尾面,圆柱坐标系
5.Mesh,这里演示,就直接生成,就可以看到整个圆环网格
6.没有看到?Display-Show-Visual Expansion打开,恭喜你,看到了
7.随便加载看个结果,这里就随便操作了(案例中固定底面,外表面施加压力向外)
8.什么?结果不是圆环?
9.Solution-Cyclic Solution Display-设置Number od Sections,就是需要重新计算,
再次查看结果,有了
10.打完收工
建立模型如下图所示:
1.打开workbench,拉入静力分析,导入模型,双击Setup 进入操作界面
2.利用对称面建立局部笛卡尔直角坐标系
3.Model-insert Symmetry
4.Symmetry-insert-Symmetry Region;设置相应的对象,选择对称面,局部坐标系,对称面的法向
5.设置Details of Symmetry,案例中对称面方向是局部坐标系的X轴,所以ΔX设置一个极小值0.001mm
如果不设置将会发现没有对称效果
如果设置其他方向会发现是线性阵列
如果设置值较大会发现..自己试试
6.怎么没有看到设置的参数?空白的?打开workbench-Tool-Options-Appearance-拉到最后-勾选Beta Options-恭喜你可以设置了
7.Mesh,这里演示,就直接生成,就可以看到对称的结构了;
8.随便加载看个结果,这里就随便操作了(案例中固定底面,外表面施加压力向外)
9.打完收工
大家自行尝试吧,我猜基本上都大同小异,不再赘述了。如果真的有不一样,大家留言我再补发教程。
公众 号:机电君