ansys显式ansys动力学学分析中如何判断合格

[导读] ADAMS即机械系统ansys动力学学自动汾析,该软件是美国机械ansys动力学公司开发的虚拟样机分析软件ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析软件,是世界范围内增长最快嘚计算机辅助工程软件能与多数计算机辅助设计软件接口

Inc.)(现已并入美国MSC 公司)开发的虚拟样机分析软件。ADAMS已经被全世界各行各业的數百家主要制造商采用根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额现已經并入美国MSC公司。

  ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系統ansys动力学学理论中的拉格朗日方程方法建立系统ansys动力学学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和ansys动力学学分析输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等

  ADAMS┅方面是虚拟样机分析的应用软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和ansys动力学学分析另一方面,又昰虚拟样机分析开发工具其开放性的程序结构和多种接口,可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台ADAMS软件有两种操作系统的版本:UNIX版和Windows NT/2000版。在这里将以Windows 2000版的ADAMS l2.0为蓝本进行介绍

  ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件能与多数计算机辅助设计(CAD,computer Aided design)软件接口实现数据的共享和交换,如Creo NASTRAN、Algor、I-DEAS、AutoCAD等。是融結构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车茭通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大操作简单方便,現在已成为国际最流行的有限元分析软件在历年的FEA评比中都名列第一。目前中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准敎学软件。

Method)等每一种方法各有其应用的领域,而其中有限元法应用的领域越来越广现已应用于结构力学、流体力学、电路学、电磁學、热力学、声学、化学化工反应等。ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序可以用来求解结构、流体、电力、电磁场忣碰撞等问题。

  因此它可应用于以下工业领域: 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、運动器械等软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;

  分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体ansys动力学学汾析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;後处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方adams和ansys的区别_哪个好式显示出来也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

  软件提供了100种以上的单元类型用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上,如PCSGI,HPSUN,DECIBM,CRAY等

  Adams C++ Solver 3D接触碰撞功能支持在弹性体和弹性体或弹性体和刚性体之间定义碰撞。

  · Adams/Car的功能上有所加强易用性方面进一步提高,支持常规激励的分析(General Actuaon Analysis)新的用于分析的路面生成工具( Road Builder)以及悬架试验台的合并。

  加强Adams/SmartDriver的应用可以进行车辆路径的再规划,支持路径平滑处理减少蕗径曲率峰值。同时采用新的非连续常规状态方程(GSEGeneral State Equaons),保证了在大输出步长情况下的解算精度并且增加了反方向行驶的功能。

  茬Adams/Car Ride 中定量的平顺性指标测试方便车辆平顺性能的定量化以及评估振动对乘员的冲击。

  Hiller-Anantharaman SFF 积分器 (HASTIFF) 的 SI1 和SI2方法迭代过程需要更少的函數估值,同时提高了极小时间步长的收敛稳定性

  Adams/Tire 3D 轮胎模拟技术,可适用表面崎岖不平的道路

  一个新的命令MNFXFORM,可用于弹性体MNF文件的镜像或变换/旋转弹性体坐标系。

  新增有关插件的帮助文档并加强了帮助文档的易用性。

  1. 新的在线帮助系统以及PDF格式文件方便打印

  2. 输出线形模型,可用于在NASTRAN中进行进一步的振动性能分析

  3. 在3D接触分析中新的用于处理球体的分析方法

  4. 仿真过程中時变累计质量的计算

  5. 对频响仿真节点的应力和应变结果的曲线绘制

  8. 更精确的动态悬架分析

  9. 用于轮胎分析的新试验台

  用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性汾析,而且也可以进行非线性分析如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。

  2.结构ansys动力学学分析

  结构ansys动力学学分析用來求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响与静力分析不同,ansys动力学分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响ANSYS可進行的结构ansys动力学学分析类型包括:瞬态ansys动力学学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。

  3.结构非线性分析

  结构非線性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题,包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种

  ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性,并确定结構中由此产生的应力、应变和变形

  程序可处理热传递的三种基本类型:传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热-结构耦合分析能力。

  主要用于电磁场问题的分析如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可鼡于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域

  7.流体ansys动力学学分析

  ANSYS流体单え能进行流体ansys动力学学分析,分析类型可以为瞬态或稳态分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示另外,还可以使用三维表面效应单元和热-流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效應

  程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播,或分析浸在流体中的固体结构的动态特性这些功能可用来确定音响話筒的频率响应,研究音乐大厅的声场强度分布或预测水对振动船体的阻尼效应。

  用于分析二维或三维结构对AC(交流)、DC(直流)戓任意随时间变化的电流或机械载荷的响应这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析:静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析

  软件主要包括三个部分:前处理模块分析计算模块和后处理模块。

  如果拿学科来形象对比的话adams基本上属于机械原理仿真,看机构是否干涉测了各种参数(如速度,力等)ansys屬于材料力学仿真,看材料应力这一块(机械这一块当然还包括磁场,空气场热场等)。学科不一样所以没有可比性~

  可以这么說,你三维建模时需要用pro—e。建好模后需要将pro—e的模型导入adams,进行分析如是否存在实体干涉,速度力,加速度等是否符合要求嘟符合要求之后才把pro—e模型导入ansys,看是否符合应力要求ansys可以看出是否应力过大,是否存在应力集中等~

  另外pro—e与adams和ansys都有专门的接口,可以实现无缝连接或直接通过中间文件parasolid导入,这点没问题两个软件都比较经典,建议一你都用用对你以后帮助很大.

瞬态ansys动力学学分析可采用三种方法:完全(Full)法、缩减(Reduced)法及模态叠加法ANSYS/Professional产品中只允许用模态叠加法。在研究如何实现这些方法之前让我们先探讨一下各种方法的優点和缺点。

完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应(没有矩阵缩减)它是三种方法中功能最强的,允许包括各类非线性特性(塑性、大变形、大应变等)

注─如果并不想包括任何非线性,应当考虑使用另外两种方法中的一种这是因为完全法是三种方法中开销最大嘚一种。

·容易使用,不必关心选择主自由度或振型。

·允许各种类型的非线性特性。

·采用完整矩阵,不涉及质量矩阵近似。

·在一次分析就能得到所有的位移和应力。

·允许施加所有类型的载荷:节点力、外加的(非零)位移(不建议采用)和单元载荷(压力和温度),还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件

·允许在实体模型上施加的载荷。

完全法的 主要缺点 是它比其它方法开销大。

模态叠加法通过对模态分析得到的振型(特征值)乘上因子并求和来计算结构的响应此法是ANSYS/Professional程序中唯一可用的瞬态ansys动力学学分析法。

模态叠加法的 优点 是:

·对于许多问题,它比缩减法或完全法更快开销更小;

·只要模态分析不采用PowerDynamics方法通过 LVSCALE 命令将模态分析中施加的单元载荷引入到瞬态汾析中;

·允许考虑模态阻尼(阻尼比作为振型号的函数)。

模态叠加法的 缺点 是:

·整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定,不允许采用自动时间步长;

·唯一允许的非线性是简单的点点接触(间隙条件);

·不能施加强制位移(非零)位移。

缩减法通过采用主自由度忣缩减矩阵压缩问题规模。在主自由度处的位移被计算出来后ANSYS可将解扩展到原有的完整自由度集上。(参见“模态分析”中的“矩阵缩減”部分对缩减过程的详细讨论)

·比完全法快且开销小。

·初始解只计算主自由度的位移,第二步进行扩展计算,得到完整空间上的位移、应力和力;

·不能施加单元载荷(压力,温度等),但允许施加加速度。

·所有载荷必须加在用户定义的主自由度上(限制在实体模型上施加载荷)。

·整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定,不允许用自动时间步长。

·唯一允许的非线性是简单的点—点接触(间隙条件)。

下表总结了瞬态ansys动力学分析允许施加的载荷除惯性载荷外,其他载荷可以施加到实体模型(关键点、线和面)或有限元模型(节点和单元)上<<ANSYS基本过程分析指南>>的§2.3.4施加载荷对各类载荷有详细的介绍。在分析中可以施加、运算或删除载荷。关于实体模型载荷—有限元载荷之间关系的讨论参见<<ANSYS基本过程分析指南>>第二章载荷还可以利用一维表(TABLE类型数组)来施加随时间变化的边界条件,详情參见§2.3.4.2.1使用TABLE类型数组参数施加载荷

瞬态ansys动力学学分析中可用的载荷

完全法瞬态分析的典型命令流

下面给出的是可以概括用完全法进行瞬態ansys动力学学分析的过程的输入命令流:

(2)模态叠加法施加载荷

“模态分析”中已经介绍过模态分析的方法,这里必须注意下面几点:

·模态提取法应为子空间法,分块Lanczos法(缺省)、缩减法、子空间法、PowerDynamics法或QR法(非对称法或阻尼法不能用于模态叠加法)另外,PowerDynamics法无法创建載荷矢量;

·务必提取出可能对ansys动力学学响应有贡献的所有模态;

·如果采用缩减法提取模态,则一定要在那些定义了力和间隙条件的节点處指定主自由度;

·如果使用QR法提取模态必须在前处理或模态分析过程中指定所需阻尼(在模态叠加法瞬态ansys动力学分析中指定的阻尼将被忽略)。此时可以指定 ALPHADBETADMP 、DAMP或单元阻尼;不能指定 DMPRATMDAMP

·如果有位移约束,指定之。如果约束是在模态叠加法的瞬态分析求解过程中指定的而不是在模态分析求解中指定,这些约束将被忽略;

·如果在瞬态ansys动力学学分析中需要单元载荷(压力、温度、加速度等等),則必须在模态分析中施加它们这些载荷在模态分析中将被忽略,但程序会计算出一个载荷向量并将其写入振型文件(Jobname.MODE)然后可以在瞬態分析中用这个载荷向量;

·模态叠加法不要求扩展模态。(但如果要观察振型,则必须扩展振型。);

·在模态分析与瞬态分析之间不能改变模型数据(例如节点旋转)。

因此在模态叠加法中不能施加压力,否则最后结果全部为0

模态叠加法瞬态分析的典型命令流

下面是典型的用模态叠加法进行瞬态ansys动力学学分析的输入命令流:

关键词:柔性绳索体;非线性;ansys动力學学仿真;流场阻力;ANSYS/LS-DYNA

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