Ansys Workbench动力学分析中的大质量法_Workbench_System_Deform_振动_试验

Ansys Workbench动力学分析中的大质量法

纵横CAE

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大质量法在正弦振动、随机振动、冲击响应等结构动力学分析中应用广泛，它通过添加质量点和设置连接，将传统的加速度或位移激励转化为力激励加载，从而实现等效转换分析。其优点如下：

1) 解决多点输入：大质量法实现了多点输入时程分析，拓展了Ansys动力分析功能的范围，使某些问题的解算更简便，更直观。

2) 简化分析过程：大质量法通过添加质量点和设置连接，将传统的力或位移激励转换为力的激励，实现了等效转换分析，简化了分析过程。

3) 符合物理约束：大质量法通过设置大质量点的办法替代固定约束来实现模拟振动试验台的谐波加速度输入，更加符合现实世界的物理约束。

Ansys Workbench进行结构动力学分析时，先建立一个大质量点，然后将大质量点与结构安装接口刚性连接，分析时将约束和载荷施加在大质量点上，从而使约束点的动力响应与试验输入条件一致。具体方法如下所述。

Step 1：点击导航树中的Geometry，工具栏选择点质量Point Mass。这个Point mass点实际上是一个附加的理想的质量点，用于增加结构的惯性质量或施加惯性载荷等。

Step 2：添加完Point Mass点后，需要将其与结构上的约束点进行连接。下方列表中设置Applied By为Remote Attachment，图形区选择与点质量相固连的点/线/面，点击明细窗口Geometry中的Apply。

Step 3：选择点质量的坐标系Coordinate System、输入点质量质心坐标、输入质量Mass和转动惯量、变形行为Behavior（一般为Deformable）、球半径Pinball Region（默认设置Default Setting为All，此时点质量平均分配到连接几何体的所有节点上）。

Step 4：右击Point Mass，选择Promote to Remote Point，模型树中出现Remote Points，展开后下方出现PointMass-Remote Point。

Step 5：添加远端约束Remote Displacement。模态法瞬态分析需要约束全部自由度为0，而直接法瞬态分析需要保持激励方向自由为Free、其余方向全部约束为0。

特别注意：运用大质量法必须使产品质量相对于上一级振动结构非常小，从而在两者之间不产生动力耦合作用。为了保证计算的精度，大质量点取结构质量的1e3~1e8倍，推荐取1e6倍。

来源：纵横CAE

网格划分，画个“球”啊！

球体零件在工程中应用广泛，如深沟球轴承、滚珠丝杠等，CAE仿真时经常会进行球类结构的网格划分。该类结构看似简单，却蕴含着高质量六面体网格单元划分技巧。滚珠丝杠中的“滚珠”深沟球轴承的“滚动体”本文联合运用Solidworks和Workbench，详细介绍球类结构高质量网格划分方法。难度不大，技巧满满。看文本文，你就会了，尤其是对于初学人员会有很大的帮助。球类结构高质量六面体网格实体单元在SolidWorks环境下，在球体中心区域切除一个边长为球径一半的正方体，然后再拉伸一个正方体不合并，最后利用基准平面、分割等功能进行切分，如下图所示。球体结构智能切分完成球体智能切分后，点击SolidWorks菜单栏中的“工具“，展开Ansys，选择Ansys Workbench，将模型传输至Ansys Workbench的Germetry中，如下图所示。球体结构模型传输进入Workbench界面后，设置Units为mm，右击Geomrtry，选择Edit Geometry in DesignModeler....，进入DM界面，右击Attacxh1，选择Generate生成几何模型。导入并生成球体结构关闭DM界面，拖拉Component Systems中的Mesh至Geometry上，创建球体结构网格划分流程，如下图所示。点击File，选择Save，命名并保存分析项目。球体结构网格划分流程双击Mesh，进入Meshing界面，采用自动网格划分，右击Mesh，选择Generate Mesh生成网格，如下图所示。当然可以根据实际计算需求，设置局部网格控制精细化网格模型。球体网格模型右击Model，插入两个Named Selection，图形区分别选择1/2球体模型和1/8球体模型，点击下方列表中的Apply，便于详细查看球体结构内部网格模型，如下图所示。1/8球体网格模型1/2球体网格模型点击Mesh，展开下方列表中的Quality，Mesh Metric中进行选择网格质量评价指标，如Element Quality。具体参见文章：一文搞懂Ansys Workbench网格质量评价。球体结构网格质量评价虽然球体拓扑结构规则、模型对称简单，但是生成高质量的六面体网格实体单元，还是需要用到一些网格划分技巧。对于初学者来说，是一个很好的练习题目。喜欢作者，请点赞和在看来源：纵横CAE