对于有对称性特点的模型,可以只分析部分模型以获取其力学性能特性。模型规模变小,可以大大缩短仿真分析时间,这里面的对称性分析需保证模型对称,约束条件对称以及载荷条件对称。
对称分析在仿真分析的设置比较简单,几何提供对称中的部分模型、定义模型对称(指定对称面和对称类型)、定义部分载荷和约束条件。
Ansys Mechanical提供几种对称类型:
对称区域(平面对称)、线性对称(类似指定方向无限阵列)和循环对称(扇形区域周期性对称)。
案例探究 | Ansys对称分析
模型准备
Ansys不强制模型一定是以坐标平面对称,但从习惯讲,建议全模型对称切割面调整到合适的位置,方便其他人理解。或以对标平面为基面,创建半模型或1/4模型等。
这里我们为展示软件便捷性,直接使用任意模型进行演示。
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对称定义
Ansys Mechanical对称定义需要通过模型菜单添加对称功能。
开启对称功能后,才可以进一步选取对称类型,这里选取对称区域。
对称区域定义菜单选取作用面(对称面)和法向,软件根据此两项特征控制对称面上的节点自由度特征(约束法向平动和切向的两个转动以维持面的对称性)。
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材料、载荷及约束定义
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计算及结果处理
从这里我们可以看到,仿真分析中的对称性,通过定义对称面,软件会约束对称面上的节点自由度。结果后处理图形扩展(Graphical Expansion)显示仅为效果,并无更多实际意义,甚至设置过大的或负值的偏移量,可以人为显示更夸张的效果(可以自行尝试)。
Ansys Mechanical软件的GUI界面操作比较友好,也可以尝试其它的对称类型。